无线Mesh网络是一种具有自组织能力、高覆盖率、低传输功率的多跳分布式网络。该网络技术适用于民用领域,主要为用户提供大容量、高速率、多内容的网络接入服务。尤其这些年随着移动通信技术快速的发展,使得各种移动终端如笔记本电脑、智能手机和 PDA得到了广泛的使用,大量的移动用户需要随时随地的通过无线网络获取语音、视频数据业务,而当前的路由算法又很难满足Mesh网络业务的要求。因此使得路由技术成为近年来研究无线Mesh网络的热点之一。
　　本文首先介绍了无线Mesh网络基础知识以及传统的路由协议。然后介绍了网络跨层设计的相关知识,分析了无线Mesh网络跨层设计的重要理论与关键技术。在分析了 AODV协议的基础上,对近几年针对该协议改进的几种路由算法(En-AODV算法、基于Border Mesh Router机制的AODV算法、E-AODV算法)做了详细的研究,研究发现这些算法都存在一定的缺陷,要么没有解决网络负载平衡,要么对网络延时问题欠缺考虑。而在大吞吐量、高速率的Mesh网络应用中,不能有效地调节网络负载使全网达到平衡,很难保证网络的服务质量。
　　论文中针对 AODV协议存在的问题,采用跨层设计方法进行了改进,设计了CL_MODV(Cross-layer Mesh On-Demand Distance Vector Routing)路由协议。该协议采用链路组合度量值作为路由选路标准,链路组合度量值由两个参数构成:节点负载度(监测周期内多次测量的网络接口队列的平均长度和额定长度的比值)、链路可用带宽(该值同时考虑了节点本地的可用带宽、节点对之间可用带宽同步、冲突以及竞争窗口等问题)。CL_MODV协议的核心思想是尽量避开网络繁忙的链路,选择负载较轻的节点,从而降低网络延迟、减少网络拥塞,实现网络负载平衡。同时CL_MODV协议增加了节点过载和链路过载机制,对处于过载状态或者处于过载链路的节点都会拒绝转发路由请求,降低了路由开销。
　　本文在NS2仿真平台上对CL_MODV路由协议进行了仿真,并与En-AODV、AODV做了比较分析,结果表明 CL_MODV协议数据包端到端延迟、标准化路由负载、网络丢包率等性能都得到了较大的改善,一定程度上实现了网络负载均衡,提高了网络的整体性能。