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无线Mesh网络是一种新型宽带无线网络。在传统的单信道环境中,网络中的节点都使用同一信道来传输数据,节点间彼此干扰,降低了网络吞吐量,制约了网络发展。针对这个问题,可以在网络中引入多信道技术,节点配备多个无线网络接口卡,工作在不同信道上的接口卡可以同时传输数据,通过将网络干扰分散到不同信道上,减小了网络中各链路间的干扰,提升了网络性能。
无线Mesh网络多信道路由协议主要研究信道分配和路由度量两个问题。针对信道分配问题,本文在网络干扰的基础上,建立了信道分配数学模型,提出了基于链路干扰矩阵LIM的信道分配算法和基于干扰模型IM的信道分配算法,性能分析表明两种算法都能显著降低网络干扰;针对路由度量问题,提出了新的路由度量IRM,该度量综合了跳数和信道干扰,能够选出干扰小且信道重复率低的路径,基于IRM度量提出了多信道路由协议IMMCR,并结合LIM算法和IM算法进行路由选择。论文比较了IMMCR协议和AODV协议的性能,仿真结果表明,IMMCR协议能够很好地利用多信道资源,在大幅提升网络吞吐量的同时也能显著降低端到端时延。
此外,由于过度拥塞的链路会造成网络性能的瓶颈,多信道无线Mesh网络路由协议在选择最优路径时需要考虑网络的负载均衡问题。本文提出了以均衡链路间流量为优化目标的负载均衡方案,在跳数约束下给出了负载均衡路由策略,仿真结果表明,负载均衡路由能在网络高负载时有效增加网络吞吐量,提升网络性能。