无线Mesh网络环境下的机会路由研究

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无线Mesh网络是在传统Ad hoc网络基础上发展而来的,兼具Ad hoc网络的各种结构特点。作为一种新兴的宽带接入技术,改进了传统无线局域网(WLAN)中每个客户端均通过一条与AP(Access Point)相连的无线链路来访问网络的局限性,又具备Ad hoc网络中网络节点的独立路由和主机功能,采用无中心控制点的分布式控制方式。同时,无线Mesh网络又不同于Ad hoc网络,无线Mesh网络中骨干节点是静止的,节点带宽容量大,能够为用户提供更加稳定、可靠、高质量的网络接入服务。对无线Mesh网络路由技术的研究,有利于提高该网络的路由性能和服务质量。满足人们对高性能无线网络需求的同时,也促进了无线Mesh网络的发展和应用。
  机会路由通过广播将数据包发送给多个潜在的下一跳节点,这些节点构成了下一跳节点集。通过竞争在下一跳节点集中抉择出最佳的下一跳节点,再由抉择出的节点继续转发数据包,直至目的节点。由于充分利用无线网络通过广播发送数据的特性,机会路由提高了网络吞吐量和传输可靠性。
  为了充分利用无线Mesh网络广播传输的特性,提出一种基于编码收益的Mesh网络机会路由协议CROR(the Coding-revenue Opportunistic Routing)。该协议对多个数据包实行先编码再发送,并以期望传输次数(Expected Transmission Count,ETX)定义编码收益函数,使用编码收益函数定义下一跳转发节点集中节点的优先级。由下一跳转发节点集中优先级最高的节点将解码出的源数据包以相同的方式继续转发,直至目的节点。仿真实验表明,CROR提高了网络吞吐量和机会路由的传输性能,并增加了网络的编码传输百分比。
  因为机会路由的路由度量固定不变,所以选择的最佳下一跳节点总是相同。最终这些最佳下一跳节点在传输过程中由于负载过重而发生局部拥塞,影响整条链路的传输效率。为了平衡无线Mesh网络中各个链路的负载,避免局部拥塞的发生提出一种基于链路负载均衡的机会路由策略LBOR(the Link Load Balancing Opportunistic Routing),试图在局部范围内做到链路负载均衡,使用期望传输次数(Expected Transmission Count,ETX)和链路负载度量模型相结合定义下一跳转发节点集中节点的优先级,并通过节点之间的互相侦听进行协调。当抉择出最佳下一跳节点后,由下一跳节点将数据包进行转发,直至目的节点。
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