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无线Mesh网络是一种新型的无线通信网络,具有自组织性和自愈的特点,是多跳的宽带无线网络。无线Mesh网络不同于Ad Hoc网络的特点在于静态节点的引入,Mesh路由器和Mesh终端在计算能力、电源限制及移动性方面都有着较大差别。无线Mesh网络自身的特点决定了,传统有线网络及Ad Hoc网络的路由协议不能充分发挥其优势。探索出适用于无线Mesh网络的路由协议是当前研究的热点,而路由协议的关键在于路由判据的设计。另外,不同协议层次之间的跨层协作也是提高网络整体性能的一个重要方法,而引用相关低层参数来构造路由判据则是跨层路由技术的一个研究方向。本文主要工作就是研究无线Mesh网络路由判据技术,并为其设计了跨层多准则节点类型感知的路由判据CL-NTA。
本文介绍了无线Mesh网络的典型结构和基本特点,分析了在无线Mesh网络中路由判据设计的基本要求,并在此基础之上对现有的无线Mesh网络路由判据进行了归纳和总结,对比了它们的性能表现。构造了一种基于节点类型、综合跨层链路质量、拥塞及干扰等信息,适用于无线Mesh网络的多准则路由判据CL-NTA.该判据能够区别对待两类不同的节点,选出相对可靠的路由;利用MIB中MAC层RTS及DATA包重传次数数据,在判据中增加了链路质量和拥塞状态的参数;通过对MAC层NAV值与平均端到端延时及可用带宽关系的研究,将节点间的干扰信息加入到判据中来;以较小的代价实现了跨层优化。并应用CL-NTA对AODV路由协议进行改进,得到AODV-NTA,该协议因采用跨层多准则路由判据,理论上可以比AODV选出更可靠、质量更好的路由。使用NS2软件对AODV和AODV-NTA在不同网络状态下的性能进行了仿真对比分析。大量试验表明,AODV-NTA可以选出更加可靠的路由,降低路由失效次数,也因此提高了网络平均吞吐率,缩短了端到端延时,更适用于无线Mesh网络。