無線Mesh網(wǎng)絡中路由算法及其性能的研究.pdf

1、無線Mesh網(wǎng)(WMN，Wireless Mesh Network)是一種網(wǎng)狀拓撲結構的分布式網(wǎng)絡，其融合了無線局域網(wǎng)(WLAN，Wireless Local Area Network)與移動Ad Hoc網(wǎng)絡(MANET，Mobile Ad Hoc Network)兩者的結構優(yōu)勢，依靠節(jié)點之間的相互協(xié)作，以無線多跳的方式為終端用戶提供網(wǎng)絡接入服務，具備覆蓋范圍廣、可靠性強、帶寬高、可擴展性好以及維護方便、投資成本低、風險小等優(yōu)點。然而，

2、無線Mesh網(wǎng)自身的結構特點，以及無線環(huán)境與生俱來的復雜性，也給路由協(xié)議的設計帶來了挑戰(zhàn)。為無線Mesh網(wǎng)研究和設計適合其體系結構，滿足其業(yè)務特性的高性能、高可用的路由協(xié)議，成為當前亟待開展的工作，也是使其真正能夠承載各式各樣的Intemet接入網(wǎng)業(yè)務的核心所在。
　　 本論文首先從結構特點和流量特征兩個角度出發(fā)，對無線Mesh網(wǎng)路由協(xié)議的設計要點進行了詳盡的剖析，并在此基礎上，提出了無線Mesh網(wǎng)路由協(xié)議的設計框架。該框架從路

3、由算法和路由判據(jù)兩方面入手，分別針對無線Mesh網(wǎng)的三種架構，對路由協(xié)議的設計方案進行了詳細的分析和限定。這部分的理論研究對后續(xù)具體協(xié)議的設計起到了指導性的作用。
　　 針對基礎設施/骨干架構基本靜態(tài)的結構特性，和以Internet業(yè)務為主的流量特征，本論文提出了基于鏈接健康度的先驗式路由協(xié)議HDAR。該協(xié)議在路由計算過程中通過跨層操作機制綜合考慮了可用帶寬、鏈接投遞率、無線干擾和節(jié)點負載等鏈路質量因子，能夠在很大程度上提高網(wǎng)絡

4、的吞吐量，并且能夠達到負載均衡的設計目標。
　　 針對客戶端架構拓撲時變的結構特性，和以節(jié)點間互訪業(yè)務為主的流量特征，本論文提出了基于客戶端架構的反應式路由協(xié)議CAOA。該協(xié)議在路由計算過程中通過跨層操作機制綜合考慮了無線鏈接的長度及健壯度對協(xié)議性能的影響，從而優(yōu)化了路由選擇的效果，具有整體功耗低、網(wǎng)絡連通性強、結構健壯性高的特點。
　　 針對混合架構混合的結構特點和流量特征，本論文基于前面的研究，探討了將HDAR協(xié)議和

5、CAOA協(xié)議混合使用的可行性和優(yōu)缺點，并在此基礎上，提出了基于節(jié)點區(qū)分的混合式路由協(xié)議NDHR。該協(xié)議針對Internet流量和互訪流量，分別采用了先驗式和反應式的路由機制，同時，在選路過程中對Mesh路由器和Mesh客戶端進行區(qū)分，盡量選擇高性能的Mesh路由器來組成路由，從而保證了較好的綜合性能，能夠在滿足Internet流量低延時需求的基礎上，有效降低路由協(xié)議的維護開銷。
　　 此外，本論文通過仿真實驗分別對所提出的三種路