一种基于树形的无线接入网络混合路由设计

摘要

无线Mesh网络（Wireless Mesh Network，WMN）又称无线网状网，是一种新型的宽带无线通信网络。与传统的接入网络相比，WMN可以通过多跳接入方式扩大网络的覆盖范围，具有高覆盖、低投资、高带宽等优势，从而为解决通信网络建设“最后一公里”的接入难题提供了新的思路。
　　作为一个多跳网络，路由是WMN不得不面对的一个问题，路由协议的好坏直接影响到整个WMN网络的性能。由于WMN与Ad Hoc网络的相似性，目前大部分的WMN路由协议都是由Ad Hoc路由协议发展而来，而如何结合WMN网络自身的特点，设计出一种适合于WMN网络的路由协议，是一项极具挑战性的研究课题。
　　本文从WMN网络的体系结构和特点入手，针对WMN主要应用于宽带无线接入网络、流量主要集中在用户与Internet网关之间的特性，以树形接入为基础，深入剖析树形接入路由的优点及在设计过程中遇到的难题。然后以改善WMN内部路由介绍一种以树型路由与按需路由相结合、适用于WMN的路由协议——混合无线Mesh路由协议HWMP（Hybrid Wireless Mesh Protocol），并详细阐述HWMP的路由思想及基本工作原理，并分析其性能上的优劣。
　　为解决树形路由造成负载失衡的问题，本文通过建立多路径模型，借鉴HWMP混合路由的思想，提出一种基于树形的混合Mesh路由协议HTMRP（Hybrid Tree-based Mesh Routing Protocol）。HTRMP路由协议在Internet网关与Mesh节点间建立先应式路由，Mesh节点间采用反应式路由，并在HWMP基于树形的基础上对树进行改造和建立多径路由树，并通过节点拥塞监测机制和拥塞自适应路由策略对路径进行选择，从而绕过拥塞节点和通过空闲节点进行数据转发，从而达到网络内部的负载均衡。最后本文在OPNET仿真平台上对AODV、HWMP和HTMRP路由协议进行仿真比较，得出HTMRP在网络负载较重和移动下仍具有良好的性能。

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缩略语

第一章绪论

1.1 研究背景

1.2 论文主要工作

1.3 论文结构

第二章WMN路由技术

2.1 WMN网络简介

2.2 Ad Hoc路由协议

2.3 WMN路由协议设计

2.4 小结

第三章WMN树形接入路由的研究

3.1 WMN树形路由

3.2 HWMP路由协议

3.3 小结

第四章HTMRP路由协议

4.1 多径路由网络模型

4.2 拥塞避免策略

4.3 HTMRP协议工作过程

4.4 HTMRP仿真与分析

4.5 小结

第五章总结与展望

5.1 本文的工作总结

5.2 未来的工作方向

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间研究成果