WMN中基于负载均衡的接入点选择及路由策略研究

摘要

随着移动通信的发展，下一代的网络将是一种覆盖范围广、可融合多种无线接入网的异构网络。无线Mesh网络(WMN，Wireless Mesh Network)能够与多种宽带无线接入技术以及3G移动通信技术相结合，是一种具有良好发展前景的宽带无线接入技术。WLAN Mesh网络是无线Mesh技术发展的产物，突破了传统WLAN网络覆盖范围及接入点的限制，通过MR(Mesh Router)对数据的转发，延伸了网络覆盖面积并提高了网络灵活性。
　　 本文在WLAN Mesh环境下，围绕负载均衡问题对接入点选择及传输路径选择进行分析研究。通常情况下，WLAN Mesh在接入用户过多时容易出现通信热点甚至发生网络拥塞，用户如何合理的选择MAP(Mesh Access Point)及接入网络成为研究热点。在用户确定接入点、并与接入点建立关联后，需要选择合适的传输路径以实现通信双方之间的信息传输。由于Mesh网络业务流量及分布特性动态变化，如何选择高效可靠的传输路径成为重要研究课题。
　　 现有的接入点选择技术主要是用户根据RSSI(Received Signal StrengthIndication)强度确定接入点，该技术会导致网络之间因接入用户数量不同而产生负载不均衡，严重影响了网络联合收益。针对该问题，本文提出一种基于负载均衡的接入点选择方法，通过在负载均衡器中添加负载控制模块对网络和节点的负载进行实时监控，并建立网络效用模型，确定联合网络收益最大所对应的每个网络的接入用户数量，使得网络之间负载均衡且联合收益最大化。
　　 IEEE802.11s规定混合无线Mesh路由协议(HWMP，Hybrid Wireless MeshProtocol)为WLAN Mesh的默认路由协议，但该协议未能实现按需驱动式和先应式路由很好的结合；同时在路由发现和路由维护过程中，仅根据最小跳数作为路径选择的依据，在网络负载加重时会出现路径局部负载过大，导致整个网络性能下降。为解决上述问题，本文提出一种基于负载均衡的混合路由协议(LB-HWMP，Load Balancing HWMP)。该协议将将按需式路由与先应式路由的优点相结合；并对路由发现和维护过程进行改进，在路由选择过程中综合考虑最少跳数和节点负载两种因素。仿真结果证明该协议在归一化路由开销、网络吞吐量以及平均端到端时延性能方面较HWMP更为优越。