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多信道无线Mesh网络是一种新型的无线通信网络,已经成为下一代无线网络的关键技术。由于现有无线Mesh网络路由协议已不能充分保证多信道无线Mesh网络的服务质量。因此,如何提高无线Mesh网络中的多信道资源利用率,并为接入业务流提供QoS保障,成为一个亟待解决的问题。
本文对无线Mesh网络路由协议和路由判据进行研究,并详细分析了多信道无线Mesh网络在业务流接入、竞争发送信道、相邻节点间的干扰以及可用带宽计算等问题。针对IEEE802.11 MAC协议定义的分布式协调功能(DCF)机制,提出了多信道无线Mesh网络带宽约束的按需QoS路由协议。
首先,为了进行干扰情况下信道空闲时间的计算,本文研究了一种分布式信道空闲时间估计机制,即:网络中每个节点对本节点上的每条分配信道会进行信道空闲时间估计,并定期将本节点信道空闲时间数值广播给干扰范围内的其他节点;其次,根据网络中每个节点每条信道的空闲时间,在综合考虑流内干扰和流间干扰的情况下,并结合路由协议中的业务流接入控制准入机制,计算路径上可行的发送速率,即剩余带宽;再次,为了从可行路径中选取出最有效的一条路由,本文采用路径费用作为路由判据,该判据可在路径带宽和邻近干扰程度大小中获取一种平衡。最后,本文给出完整的路由算法。
仿真结果表明,本文提出的路由算法优于普通多信道AODV路由算法,并能够提高网络吞吐量,避免网络拥塞,为接入业务流提供QoS保障。