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无线Mesh网络(Wireless Mesh Networks,WMN)是一种多跳、具有自组织和自愈特点的宽带无线网络。它融合了无线局域网(WLAN)和Ad Hoc网络的优势,成为宽带接入的一种有效手段。在无线Mesh网络中,节点通过路由协议来实现多跳路由通信,路由技术成了无线Mesh网络中的关键技术。
本文首先介绍了无线Mesh网络的结构、特点、关键技术及应用;其次,分析了无线Mesh网络中的路由协议、QoS路由协议、多径路由协议及其存在的不足。在对动态源路由协议(Dynamic Source Routing Protocol,DSR)深入研究的基础上提出了一种基于QoS的多径动态源路由协议(QoS—based Multi—path Dynamic Source Routing Protocol,QMDSR)。
QMDSR协议考虑了带宽约束,改进了DSR协议的路径选择策略,在路径选择上综合考虑了节点的最小剩余可用带宽与最大负载,选取一条主路由。在计算节点的最小剩余可用带宽时,利用节点检测共享信道的忙、闲时间来计算,并考虑了控制分组的影响,引入了修正系数。同时为源节点选取了一条与主路由最大不相关的路由作为备份路由。当主路由失效时,源节点直接使用备份路由发送数据,提高了数据发送的成功率,减少了再次寻路的开销。每个节点都维护一张数据流表,在路由维护中节点及时更新自己的带宽信息,并对路由做动态维护。
本文完成了QMDSR协议的详细设计,并在OPNET10.5上进行了仿真。分析了网络负载变化及网络拓扑变化下协议的性能,并与DSR协议进行了对比。仿真结果表明,QMDSR协议提高了分组投递率,降低了时延,改善了无线Mesh网络的服务质量。