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无线Mesh网络的实验研究

作　者: 李君
导　师: 舒炎泰
学　校: 天津大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 无线Mesh网络 动态源路由协议 多频段无线网关 网关选择算法
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 132次
引　用: 1次
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内容摘要


无线Mesh网络是一种新型的宽带无线网络结构,即高容量、高速率的分布式网络,它不同于传统的无线网络,可以看成是无线局域网和移动Ad hoc网络的融合。目前无线Mesh网络已经成为下一代无线网络的研究热点。课题组原实验床的研究主要侧重于小规模的Ad hoc网络中多媒体业务的传输,但是Mesh网络与Ad hoc网络应用环境不同,其上运行的业务对网络可用带宽、延迟等有更高的要求。本论文的主要目标是在原Ad hoc实验床的研究基础上,建立Mesh网络实验床,通过路由协议的改进和性能扩展,提高网络的传输性能。首先,针对无线Mesh网络的Internet接入业务对高可用带宽的要求,在不加入新的硬件设备的前提下,作者充分使用了IEEE 802.11互不重叠的无线信道,设计了分层的Mesh网络架构。对DSR协议进行了多频段扩展,修改了DSR协议中路由发现和维护过程,引入了多频段网关的概念。信道干扰和多跳场景的实验表明引入了多频段技术的Mesh网络可用带宽得到明显提升。其次,为了实现多个IGW(Internet gateway)的Mesh网络中网关节点的负载平衡,减少网关拥塞造成的丢包,作者修改了原DSR协议中IGW的发现和维护过程,设计了新的网关选择算法。通过协议中新加入的控制包-HELLO广播包来更新和维护节点的网关列表信息。新的网关算法规定首先选出优先级最高的网关节点,再从中选出可用带宽最高的节点作为最优网关,用于转发发往外网的数据包。实验结果表明改进后的DSR协议的吞吐率、数据包投递率、延迟抖动和端端延迟等方面性能均有明显的提升。最后,作者在搭建的Mesh实验床上进行了综合业务的实验。实验结果表明改进的DSR协议能很好的满足无线Mesh网络中包括视频传输在内的多种业务的传输需要。

全文目录


中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-11
  1.1 课题研究背景  7-8
  1.2 选题动机  8-9
  1.3 论文工作  9-10
  1.4 论文结构  10-11
第二章 无线Mesh网络下路由协议以及实验床  11-17
  2.1 引言  11-12
  2.2 无线Mesh网络路由协议  12-15
    2.2.1 无线Mesh网络路由协议分类  13
    2.2.2 无线Mesh网络路由协议设计要求  13-14
    2.2.3 研究现状  14-15
  2.3 无线Mesh网络实验床及商用Mesh系统介绍  15-17
    2.3.1 无线Mesh网络实验床研究现状  15-16
    2.3.2 现有商用的无线Mesh系统  16-17
第三章 DSR协议及其在Linux下的实现  17-24
  3.1 DSR协议介绍  17-18
    3.1.1 DSR实现中存在的问题  17-18
  3.2 DSR在Linux下的实现  18-24
    3.2.1 Linux系统的优势  18-19
    3.2.2 系统软硬件支持  19
    3.2.3 Netfilter基础和概念  19-21
    3.2.4 传输多媒体业务DSR实验床  21-24
      3.2.4.1 DSR在网络协议栈的位置  21-22
      3.2.4.2 DSR实验床的改进  22-24
第四章 DSR协议的多频段扩展  24-37
  4.1 引言  24
  4.2 DSR协议的多频段扩展  24-30
    4.2.1 802.11 多频段技术  25-26
    4.2.2 无线Mesh网络实验床多频段技术的实现  26-30
      4.2.2.1 无线Mesh网络网关分类及多频段网关概念  26-28
      4.2.2.2 频段内部路由发现  28
      4.2.2.3 跨频段路由发现  28-29
      4.2.2.4 新加入的数据结构  29-30
  4.3 无线Mesh网络实验床多频段技术的性能评价  30-37
    4.3.1 实验床综述  30-31
    4.3.2 实验内容和结果分析  31-37
第五章 Mesh网络网关负载平衡的DSR改进  37-58
  5.1 引言  37-38
  5.2 DSR网关选择的改进  38-46
    5.2.1 无线Mesh网关分类  38-39
    5.2.2 原Internet网关选择和维护策略  39-40
    5.2.3 原Internet网关选择和维护策略的缺陷  40
    5.2.4 DSR路由协议的改进  40-46
      5.2.4.1 网关发现及网关选择算法  40-42
      5.2.4.2 网关维护策略  42-43
      5.2.4.3 发包流程框架  43-44
      5.2.4.4 网关选择和维护的具体实现  44-46
  5.3 IGW Internet接入方式选择  46-47
  5.4 性能评价  47-58
    5.4.1 网关负载平衡性能分析  48-53
    5.4.2 综合场景下无线Mesh网络实验床性能分析  53-58
第六章 结论与展望  58-61
  6.1 论文总结  58-59
  6.2 存在的问题  59-60
  6.3 研究展望  60-61
参考文献  61-64
发表论文和科研情况说明  64-65
致谢  65

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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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