基于带宽评估的无线Mesh网络跨层路由设计

摘要

近年来，无线 Mesh 网络技术取得了突飞猛进的发展，已经成为下一代无线网络的关键技术。但是，由于无线Mesh 网络在拓扑、传输和业务上的特性，现有的无线Mesh 网络路由协议已经不能充分保证无线 Mesh 网络的服务质量。因此，如何提高无线Mesh 网络的资源利用率，并为接入业务流提供良好的QoS 保障，已经成为亟待解决的问题。
　　 在基于IEEE802.11的无线 Mesh 网络中，其QoS 水平很大程度上取决于链路可用带宽的评估性能，但是，到目前为止，还没有形成一种标准的方法或机制来对一条给定链路的可用带宽剩余资源进行准确的评估。本文提出了一种基于IEEE802.11的无线 Mesh网络改进的可用带宽评估机制，该评估机制不但考虑了帧同步和碰撞概率对链路可用带宽的影响，同时还通过区分节点的繁忙状态和载波侦听状态来提高计算发送端和接收端空闲时间重叠概率的准确性。为了在干扰情况下计算信道可用带宽，本文提出了一种分布式信道空闲时间估计机制，即在基于分组碰撞概率和退避时间的情况下，网络中每个节点都会周期性的进行道空闲时间估计，并且定期的将本节点的信道空闲时间数值广播给干扰范围内的其他节点。
　　 基于改进的可用带宽评估机制，本文对无线Mesh 网络路由协议和路由判据进行研究，提出了基于带宽评估的无线Mesh 网络跨层QoS 路由协议。首先根据网络中每个节点的信道剩余可用带宽，综合考虑流内和流间干扰，并结合路由协议中的接入控制准入机制，计算路径上可行的发送速率；其次本文提出一种路径传输费用函数，以路径上可行的发送速率和传输费用为参数，计算路径效率，并以此作为路由判据，从可行路径中选取出最有效的一条路由。该判据可在路径可用带宽和邻居干扰程度大小中达到一种平衡。
　　 仿真结果表明，本文提出的可用带宽评估机制，比较准确的计算了链路的可用带宽；基于该可用带宽评估机制，提出的路由算法可以提高网络吞吐量，避免网络拥塞，为接入业务流提供良好的QoS 保障。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪 论

第二章 无线 Mesh网络及跨层设计

第三章 基于干扰播报的可用带宽评估机制

第四章 基于带宽评估的跨层 QoS路由协议

第五章 总结与展望

致 谢

参考文献

作者攻读硕士期间发表的论文