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多射频无线Mesh网络(MR-WMN)是一种新型宽带无线接入网络,它承载着宽带业务、实时业务、可靠业务等多种业务类型。组播是MR-WMN为这些业务提供的一种高效的点到多点通信服务,能够有效节省业务通信带宽、节约稀缺的无线频谱资源,以及充分利用无线广播特性进行高效数据传输。由于组播路由的优良直接决定了业务服务质量的好坏,因此如何针对宽带组播业务、实时组播业务以及可靠组播业务等各自侧重的性能指标,设计能够有效满足不同业务的组播路由,是当前的研究热点。 802.11s协议是IEEE工作组为多射频无线Mesh网络制订的一个国际标准,它使传统WLAN网络具备多跳传输能力。当前基于IEEE802.11s协议的MR-WMN将不同组播业务全部视为同一种“通用”组播业务进行承载和优化。由于不对组播业务性能指标区分优先级,关键指标无法最优化,只能获得比较平均的组播性能。例如吞吐量、端到端时延和分组投递率三个关键性能指标相互存在冲突。以100%分组投递率为组播路由设计目标,会由于数据重传、纠错或改变传输路径导致吞吐量降低、时延增大;以最大化吞吐量为组播路由设计目标,会产生本地拥塞、丢包,导致端到端时延增大;以最小化端到端时延为组播路由设计目标,会减少某些链路吞吐量,造成组播平均吞吐量降低。因此,组播路由必须能够针对不同组播业务各自的需求,具备“自适应”能力,可以使MR-WMN自动以最佳方式承载不同组播业务。 针对不同组播业务的各自需求,即宽带组播业务要求网络带宽尽可能高、实时组播业务要求网络端到端时延尽可能小、可靠组播业务要求网络分组投递能力高度可靠,论文在研究MR-WMN架构和传输特征的基础上,对主流组播路由及其设计缺陷进行了全面深入的分析研究;以组播业务自适应、最优化作为基本设计目标,提出了一整套面向不同组播业务的组播路由;在理论研究基础上,设计并实现了一个部署在校园无线局域网环境的业务自适应多射频无线Mesh网络组播路由原型系统,该系统能对承载的不同组播业务自适应,以最优方式提供相应的组播路由。 与现有组播路由相比较,本研究所提出的组播路由可以自适应组播类型,并有针对地进行优化,具有良好的用户透明性,同时具有优化程度高、部署便捷、执行效率高等特点,为无线多跳网络的组播路由研究提供了基本的理论与方法。这对于提高无线网络的性能具有重要意义。此外,论文的研究工作还对IEEE802.11s协议的演进具有积极的推动作用,论文中的建模分析、路由算法、信道分配算法、射频分配方法和原型系统设计等内容,对IEEE802.11s协议的未来扩展具有较大帮助。