基于負載感知的無線mesh網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究

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1、南京郵電大學(xué)碩士生論文第一章緒論hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究已有了許多相關(guān)成果，但因拓撲移動性和業(yè)務(wù)模式的不同，真正適用于WMN的路由協(xié)議還有許多挑戰(zhàn)[3]。因此本文研究的目的在于，為無線Mesh網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議提出一些更好的解決方案，促進無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。1.2論文的工作及安排本文將詳細介紹無線Mesh網(wǎng)絡(luò)以及目前所采用的一些路由算法，分析這些路由算法的優(yōu)缺點，并在在動態(tài)源路由協(xié)議（DSR，DynamicSourceRouting）的基礎(chǔ)上，提出了一種基于負載平衡的多徑路由協(xié)議―LBM-DSR(LoadBalancebasedonMultiplePathRoutingProtoc

2、ol)，對動態(tài)源路由協(xié)議DSR進行了以下幾點改進。第一，DSR路由協(xié)議雖然能發(fā)現(xiàn)多跳路徑，但它仍然使用最短路徑算法，所以從本質(zhì)上是一種單徑路由協(xié)議，在WMN網(wǎng)絡(luò)中單徑路由因無線環(huán)境的復(fù)雜性極易造成網(wǎng)絡(luò)震蕩，而且無線網(wǎng)絡(luò)帶寬率用率較低。LBM-DSR路由協(xié)議提出了一種新的路由判據(jù)——累計鏈路權(quán)值，通過主動探測相鄰節(jié)點的鏈路的負載狀態(tài)，尋求負載量最小的路徑，把數(shù)據(jù)流量按比例分配在多條（本文采取兩條）相互獨立的路徑上，從而達到充分利用網(wǎng)絡(luò)資源、提高通信質(zhì)量的目的。第二，DSR路由協(xié)議中，只有當(dāng)正在傳送分組的節(jié)點遇到失效鏈路時，上游節(jié)點通過MAC層協(xié)議發(fā)現(xiàn)該鏈路不可用，它會向使用這條路由

3、的上游的所有節(jié)點包括源節(jié)點發(fā)送一個ERROR消息，然后重新發(fā)起路由尋找過程。在LBM-DSR路由協(xié)議中，路由鏈路首先會選擇兩條獨立性最大的路由進行數(shù)據(jù)包的傳送，如果在傳送過程中發(fā)現(xiàn)丟包率過大，則判斷節(jié)點是否發(fā)生擁塞，如果發(fā)生擁塞將選擇一條備用路由（第三條路由）代替發(fā)生擁塞的路徑；如果是因為鏈路斷裂而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)包不可達，則重新發(fā)起路由尋找過程。在文章的章節(jié)安排方面，第一章介紹了論文的研究背景以及論文內(nèi)容的組織安排；第二章分析了無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的概念、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、特點及其主要應(yīng)用，并且與其他無線網(wǎng)絡(luò)進行了對比；第三章闡述了無線Mesh網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議設(shè)計的要點，分析了當(dāng)前常用的幾種路由協(xié)議

4、；文章的第四章闡述了幾個基于DSR的多徑路由協(xié)議；文章的第五章提出了對DSR路由協(xié)議的改進，提出了新的路由發(fā)現(xiàn)過程，實現(xiàn)了路由發(fā)現(xiàn)過程中的路徑多樣化，并給出了LBM-DSR協(xié)議的工作過程；在第六章對LBM-DSR協(xié)議進行了仿真，仿真結(jié)果表明LBM-DSR協(xié)議在在數(shù)據(jù)包投遞率、網(wǎng)絡(luò)吞吐量以及延遲等方面達到了更好的網(wǎng)絡(luò)性能。2南京郵電大學(xué)碩士生論文第二章無線Mesh網(wǎng)絡(luò)第二章無線Mesh網(wǎng)絡(luò)本章對無線Mesh網(wǎng)絡(luò)這一新型接入網(wǎng)技術(shù)機型全面介紹和分析。首先敘述WMN的起源，介紹其體系結(jié)構(gòu)、特點和主要組網(wǎng)方式；隨后分析和探討WMN與其它無線網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別和聯(lián)系；最后介紹了WMN的標準化進程，

5、并歸納總結(jié)了WMN的多個應(yīng)用領(lǐng)域以及發(fā)展前景。本章為以后章節(jié)中無線Mesh網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的分析做準備。1.2無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展隨著大量新的無線通信技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，無線網(wǎng)絡(luò)由于其接入靈活、成本低廉以及易于擴展等特性近年來得到了飛速發(fā)展。無線局域網(wǎng)（WirelessLocalAreaNetwork，WLAN）、移動自組織網(wǎng)絡(luò)（MobileAdhocNetwork,MANET）以及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WirelessSensorNetwork，WSN）等形式的無線網(wǎng)絡(luò)在近幾年已經(jīng)得到了廣泛的研究，特別近年來，WLAN在接入領(lǐng)域中得到了迅速發(fā)展，依其所具有的巨大數(shù)據(jù)傳輸速率，WLAN

6、被認為是3G或者3G后移動數(shù)據(jù)通信部分的一個主要競爭對手。但WLAN有其不足之處，其中最主要的一個便是智能接入點（AccessPoint，AP）的覆蓋范圍較為有限，若要在一個相對較大的區(qū)域提供無線覆蓋，就需要在該地區(qū)內(nèi)配置多個接入點，因而增加了建設(shè)基于WLAN的公共帶寬網(wǎng)絡(luò)的成本。無線Mesh網(wǎng)絡(luò)（WirelessMeshNetwork，WMN）作為一種能夠提供更大范圍無線接入的新技術(shù)應(yīng)運而生，并且成為了新的研究熱點。WMN本質(zhì)上屬于移動Adhoc網(wǎng)絡(luò)，它與后者的最大區(qū)別在于前者的用戶終端相對來說移動性較低，WMN一般不是作為獨立的網(wǎng)絡(luò)形態(tài)存在，而是Internet核心網(wǎng)的延伸。

7、通常，會有一個或多個網(wǎng)關(guān)節(jié)點（Gateway，也稱為NeighborhoodAccessPoint，鄰居接入點）與因特網(wǎng)高速相連，家庭或辦公室等用戶通過自身的無線接入點與網(wǎng)關(guān)相連。對于網(wǎng)關(guān)節(jié)點信號覆蓋之外的區(qū)域，用戶節(jié)點負責(zé)來往業(yè)務(wù)的中繼或轉(zhuǎn)發(fā)，從而實現(xiàn)大范圍的連接和快速信號覆蓋。顯然，這種方式的組網(wǎng)省去網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期昂貴的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資，比傳統(tǒng)的點到多點方式的無線接入有很多無可比擬的優(yōu)點。1.3無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)WMN的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)意義上的移動Adhoc網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有一定的差