无线Mesh网络中基于网络编码的机会路由策略研究

摘要

无线Mesh网络即无线网格网,是在无线局域网WLAN和Ad Hoc网络的基础上发展起来的一种新型网络,它融合了WLAN和Ad Hoc网络的优势,通过多个无线接入点的相互协作,具有无中心、动态自组织、易扩展和自维护等特点,在众多研究领域都有广阔的应用前景.为了使无线Mesh网络的特性可以得到充分发挥,网络层的路由技术是研究的关键,如何设计出高质量的路由协议来保证数据传输的可靠性和网络的通畅运行是国内外学者的研究热点.　　网络编码和机会路由两种技术的提出给路由协议的设计提供了新的思路.网络编码不同于传统的数据传输方式,网络节点可以运用网络编码将数据包组合发送出去,减少了传输次数,提高了网络的吞吐量.不同于传统的源节点通过固定的路由与下一跳节点进行信息发送的传输方式,机会路由根据无线网络中节点具有广播发送信息的特性,通过多个候选转发节点彼此竞争,选择最优转发节点作为潜在的"下一跳",提高了数据传输的可靠性.目前,国内外许多学者对于这两者的结合做了很多的研究,但由于研究时间较短,网络环境的复杂,综合运用网络编码和机会路由的路由策略研究还有很长的路要走.　　COPE协议是首个基于机会主义的网络编码,本文通过分析COPE协议的基本机制和优缺点,在COPE协议的基础上提出一种基于编码优化的机会路由策略OC-COPE.该策略通过对节点的编码机会进行计算和量化,选取具有较多编码机会的节点加入到候选的转发节点集中,并且采用了部分网络编码的方式,降低了编码的复杂度和编码操作带来的网络延迟.仿真实验表明,本文提出的OC-COPE策略相比于COPE方案提高了网络的吞吐量和数据成功投递率,降低了端到端时延.　　其次,针对于无线Mesh网络中节点能量受限,可能出现的能量消耗不均和关键节点过早耗尽能量的情况,提出了一种基于能量优化的编码感知机会路由策略OE-COPE.该策略给出了一种新的路由度量OECAM,对节点的编码机会、能量消耗和节点的剩余能量进行综合考虑,选取剩余能量高并且编码机会多的节点作为转发节点,从而推迟了节点的死亡时间,增加了网络中的编码机会,提高了网络的整体性能.仿真实验表明,该策略能有效地优化能耗,提高网路的吞吐量.

目录

第一个书签之前