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随着用户对随时随地连接性和QoS要求的不断提高,人们一直在寻求具有多功能、易实现和低成本的无线网络技术。无线网状网作为一种新兴的无线技术,可以很好的实现网络的扩展,解决最后一英里的问题。无线网状网的主干网络支持Ad hoc组网,同时具有自组织、自配置和自愈的特性。无线路由器具有静态特性,这使得它不受电源的约束,可以实现复杂的功能。由于无线环境的不确定因素,导致无线信道容量和误比特率等时变特性,分层设计方法无法保证网络的最佳资源利用率和用户业务的QoS需求。为了改善无线网络的性能,MAC、路由协议和传输协议,甚至应用层必须与物理层进行有效的信息交互,以适应物理层特性的变化,网络协议跨层设计的思想应运而生。
本文提出的拥塞感知的跨层多径路由,是一种基于DSR的跨层路由。在该路由中,我们引入两个描述网络拥塞的参数:节点队列使用率和帧成功投递率。队列作为分组的存储单元,是节点的一种重要的有限资源。节点队列使用率是衡量这种资源的使用情况的,队列使用率越高,说明节点越繁忙,出现拥塞或者已经拥塞的概率比较大。在无线网络中,存在由于局部过热导致的局部拥塞。在局部拥塞区域内,由于有多条业务流集中在此,对信道的竞争十分激烈,会导致某些节点竞争不到信道而发送不了数据。分组成功发送率反应了链路拥塞情况和节点所在区域的竞争情况。通过这两个参数,我们考虑了节点拥塞和链路拥塞,通过选择拥塞较小的路径,提高了网络的吞吐量和路径的可靠性,增强了网络的稳定性。仿真结果显示,具有拥塞感知的跨层多径路由协议提高了网络吞吐量,充分利用网络资源,使得分组更可靠的传递,综合性能优于基于最小跳数的DSR路由协议。