無線網(wǎng)格網(wǎng)絡層次型路由協(xié)議研究.pdf

1、本論文著重研究無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(Wireless Mesh Network，WMN)的路由協(xié)議。無線網(wǎng)格網(wǎng)絡是一種高容量、高速率的分布式網(wǎng)絡，是新型的寬帶無線網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。無線網(wǎng)格網(wǎng)絡具有自組織和自愈的特點，除移動性較低外，本質(zhì)上是一種Ad Hoc網(wǎng)絡。作為一種新型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)形態(tài)，Mesh結(jié)構(gòu)已經(jīng)被納入802.16-2004、802.16e和即將制定的802.11s標準中。 本文首先闡述了無線網(wǎng)格網(wǎng)絡概念和結(jié)構(gòu)，分析和比較了典型的無線自組

2、織網(wǎng)絡路由協(xié)議的設計思想及其性能，然后在此基礎上對兩種WMN實現(xiàn)模式――基礎設施網(wǎng)格模式和終端用戶網(wǎng)格模式進行研究，并針對兩種不同的模式分別提出了兩種層次性路由算法。文中對提出的路由算法都利用NS2進行的了仿真實現(xiàn)，通過與其他路由協(xié)議的比較證明算法的有效性。 在基礎設施網(wǎng)格模式中，本文提出了一個基于層次性網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的混合型路由算法HRLN。在這個層次性的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中，移動終端用戶位于網(wǎng)絡的底層，無線網(wǎng)格路由器通過網(wǎng)狀互聯(lián)形成的基礎結(jié)

3、構(gòu)位于網(wǎng)絡的上層，它為終端用戶提供無線網(wǎng)絡接入。而網(wǎng)格路由器的網(wǎng)關功能又能將無線網(wǎng)格網(wǎng)絡接入到有線骨干網(wǎng)絡中。終端用戶可通過與之相聯(lián)的網(wǎng)格路由器利用多跳的方式與任何位于無線網(wǎng)絡內(nèi)部或者有線骨干網(wǎng)絡中的節(jié)點進行通信?；旌闲吐酚伤惴ńY(jié)合了表驅(qū)動路由和按需路由的優(yōu)點，仿真結(jié)果表明這種路由算法能在提高數(shù)據(jù)包成功發(fā)送概率的同時降低路由開銷。 終端用戶網(wǎng)格模式的一種典型應用是無線傳感器網(wǎng)絡。無線傳感器網(wǎng)絡通常由大量微型傳感器節(jié)點組成，運行在

4、人類無法接近的惡劣甚至危險的遠程環(huán)境中完成數(shù)據(jù)采集和信息處理等功能。因此傳感器節(jié)點能源無法替代，設計有效的策略延長網(wǎng)絡的生命周期成為無線傳感器網(wǎng)絡的核心問題。分簇的路由算法將網(wǎng)絡內(nèi)的節(jié)點分成若干個簇，簇內(nèi)的每個節(jié)點只需與簇首進行通信，簇首將簇內(nèi)的所有數(shù)據(jù)進行融合后向基站發(fā)送。與平面自組織算法相比，分簇算法具有實現(xiàn)簡單，顯著降低系統(tǒng)能耗，便于網(wǎng)絡管理等優(yōu)點。文中提出了一種基于LEACH協(xié)議改進的多判據(jù)的分簇路由選擇算法。使節(jié)點在選擇簇首時