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多接口无线Mesh网络路由协议研究及实现

作　者: 陈琴琴
导　师: 赵志峰
学　校: 浙江大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: Mesh网络 多接口 路由判据 AODV DSR 跳数 信道间干扰 链路容量 RSSI(Received Signal Strength Indicator) 信道相似度
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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引　用: 1次
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内容摘要


无线Mesh网络是宽带无线接入的关键技术,主要是为了实现区域范围的无线覆盖,增强网络的系统容量和连通能力,提高系统的抗毁性和自愈能力。在构建家庭网络、校园网、社区网络、企业网及城域网中有着广阔的应用前景。本文对无线Mesh网络的路由协议进行研究,并根据项目的需要在开发平台上实现和验证。论文首先研究单无线接口Mesh网络中的路由算法,并在单接口无线Mesh网络开发平台上实现了AODV和DSR路由协议。该平台能够为用户提供宽带无线接入、无线视频监控等服务。在平台上进行实验测量发现,路径吞吐量随着跳数增加迅速下降,这是因为在单接口无线Mesh网络中,所有链路都工作在一个无线接口上,信道间干扰比较严重。多接口无线Mesh网络中的路由器都有多个无线接口,不同接口可以工作在相互正交的信道上。我们研究并设计实现了有效的多接口无线Mesh网络路由协议,可以将网络中的流量在不同的接口信道上进行均衡,有效降低相互间的干扰,大大提升了网络容量。论文首先提出一个基于最小路径干扰度的路由算法,该算法为端到端数据流选择干扰度最小的路径,在计算干扰度时考虑了路径上各链路之间的干扰(intra-flow interference)。NS-2的仿真结果表明该算法能有效提高网络性能。而后又提出一个基于信道相似度的路由算法,综合考虑跳数、负载以及信道间干扰,从仿真结果看出,该算法能有效提高多接口无线Mesh网络的吞吐量。最后,在前面研究的基础上,提出用于多接口无线Mesh网络的HCRL路由算法,该算法综合考虑路径跳数(HOP)、信道相似度(CSI)、接收信号强度指示(RSSI)、链路剩余容量(LRCL)等参数进行路径选择。该路由协议综合了先应式和按需方式的路由查找思想,可以通过表驱动实现源路由,支持多网关。我们在多接口Mesh网路开发平台上实现了该协议,实验测试结果表明采用HCRL路由协议可以有效地实现负载均衡,提高网络性能。

全文目录


致谢  4-5
摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
目录  8-10
第1章 绪论  10-20
  1.1 无线Mesh网络的研究背景  10-11
  1.2 无线Mesh网络的应用场景  11-13
  1.3 无线Mesh网络的关键技术  13-15
  1.4 无线Mesh网络的路由协议  15-16
  1.5 论文的研究背景  16-17
  1.6 论文研究的主要贡献  17-18
  1.7 论文的结构安排  18-20
第2章 单接口无线Mesh网络路由协议的实现及性能分析  20-43
  2.1 单接口无线Mesh网络路由算法  20-21
  2.2 单接口Mesh路由器开发平台  21-23
  2.3 DSR路由协议的实现  23-32
    2.3.1 DSR路由协议数据结构及流程  23-28
    2.3.2 DSR内核路由模块  28-32
  2.4 AODV路由协议的实现  32-38
    2.4.1 AODV协议数据结构说明  33-35
    2.4.2 AODV协议流程  35-38
  2.5 性能分析  38-42
    2.5.1 演示平台  38-39
    2.5.2 演示拓扑  39
    2.5.3 功能演示  39-41
    2.5.4 性能测试  41-42
  2.6 本章小结  42-43
第3章 多接口无线Mesh网络路由算法研究  43-56
  3.1 多接口无线Mesh网络路由的研究现状  43-47
    3.1.1 WCETT(Weighted Cumulative Expected Transmission Time)路由判据  44-45
    3.1.2 iAWARE(Interference Aware Routing Metric)路由判据  45-46
    3.1.3 LMR(Load-aware routing protocol for Multi-Radio)算法  46-47
  3.2 最小路径干扰度算法  47-50
  3.3 基于信道相似度的路由算法  50-55
  3.4 本章小结  55-56
第4章 多接口无线Mesh网络路由协议的设计与实现  56-74
  4.1 多接口无线Mesh路由器开发平台  56-57
  4.2 多接口无线Mesh网络路由算法的设计  57-64
    4.2.1 HCRL路由算法的提出  57-61
    4.2.2 路由协议的修改  61-64
  4.3 HCRL算法的实现  64-70
    4.3.1 路由请求过程  65-67
    4.3.2 路由回复过程  67-69
    4.3.3 路由错误恢复过程  69-70
  4.4 HCRL路由算法性能分析  70-72
  4.5 本章小结  72-74
第5章 总结与展望  74-76
参考文献  76-80
攻读硕士学位期间参与的项目和取得的成果  80

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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