无线mesh网络中多路径路由协议研究.pdf

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1、网络与通信学术探讨；—=：=：=：．：：．==：．===：_二=_=：=：=：：：：=：一：．：=一0—2013年第3期l无线mesh网络中多路径路由协议研究黄钱飞卢威(江西现代职业技术学院，江西南昌330000)[摘要]无线mesh网络是一种新型的宽带无线接入系统，以其鲁棒性强、覆盖区域广、低成本、接入便利等特点日益成为无线接入网络的主要形式。本文针对无线mesh网络的特点，提出了一种基于动态拓扑方法的多路径自适应流量分配算法，该算法根据路径质量的比重动态地给每条路径分配相应的数据流量。根据NS2仿真结果表明，该算法保证了路径的传输稳定以及数据包的投递率。[关键词]自适应；多路径；mesh1

2、．引言无线Mesh网络[1l(WirelessMeshNetwork，简称WMNl是一种新型的无线通信网络。WMN结合了无线自组织网络Adhoc和无线局域网WLAN的网络特点，和Adhoc网络的主要区别是节点的移动性较低。目前，无线mesh网络以其鲁棒性强、覆盖区域广、低成本、接入便利等特点日益成为无线接入网络的主要形式，被称为是Intemet的无线版本。无线Mesh网络具有自组织和自愈的特点，并且具备有效的移动用户和跟踪机制，是一种多跳的宽带无线网络，也是一种高容量、高速率的分布式网络。本文主要研究如何充分利用无线mesh网络的网络资源，提高数据的传输效率。2．AOMDV协议AOMDV【2]

3、是按需多路径距离矢量路由协议，是在AODV单路径路由协议的基础上扩展的多路径路由协议，因此保留了AODV的许多特性，两者最主要的区别在于AOMDV在路由发现过程中是发现建立了多条可用的路径。因此AOMDV在移动自组织网络中有较强的适应性，可扩展性好。按需路由算法的一个主要特点是由源节点启动路由发现过程，只有当网络中某一个节点(称为源节点)有数据流要到另一个节点f称为目标节点)时，源节点就通过发送到此目标节点的路由请求分组启动一次路由发现过程，然后等待目标节点的路由回复。每次路由发现都会带来很大的延迟与路由开销，这一点对于要成为无线接入网络的WMN来说，终端用户对此是很难接受的。与单路径路由算法

4、相比，多路径路由算法在保持较低的路由发现频率方面做得非常出色，可以有效地降低端一端的延迟和降低整个网络的开销。按需多路径路由算法每次路由过程都可以在源节点和目标节点之间建立多条路径，只有在这些路径都失效时，源节点才会启动新的路由发现过程；与此相反的是，单路径路由算法的一次路由发现过程只建立唯一一条路径，当这条路径失效时，源节点便再次启动路由发现过程，这无疑将大大增加路由开销。3．AOMDV路由改进及实现3．1改进协议描述3．1．1系统模型图1表示的是从源节点到目标节点之间存在13条不完全交叉的可达路径。这里，“不完全交叉”主要是说明了路径的选择方式，在前面，我们已经知道AOMDV路由算法是选择

5、链路不相交以及节点不相交的可用路径作为可替换路径，但是由于在无线Mesh骨干网络中，相当部分节点(如MR)资源和能量都非常丰富，不像移动Adhoc网络中，节点的资源和能量都有限，如果多个数据流同时从一个节点通过，这个节点就容易成为瓶颈节点。PlS、‘、’、、、～～～．⋯；⋯一．，．，．，．，．一‘‘_图1源一目标节点之间的可达路径D所以，AOMDV路由算法针对移动Adhoc网络的这一特性，路径的选择只能是链路不相交或者节点不相交。而在无线Mesh网络中，如何更有效地、更充分地利用MR的优势来转发数据流，是体现一个算法性能的重要表现。在图1中，我们假设对于源节点s来说，某一条已知路径P。的带宽容

6、量为C。，设定数据流以平均速度凡到达源节点，九服从泊松分布。之所以规定数据流的速度方式，主要是为了能更有针对性地考虑数据流按比例分配后在各条路径上传输的性能，而不用源节点S对数据流的处理能力。3．1．2路径质量计算本文采用路径延时t”】来对路径的质量进行计算。在有数据流到达源节点，源节点在没有路径可以到达目标节点的作者简介：黄钱飞，女，江西南昌人，硕士研究生，研究方向：网络管理技术，无线网络核心技术。一39—情况下，源节点会在网络中广播一个路径询问消息(RREO)，目标节点最终收到这个请求，它也会发送一个路径回复消息(RREP)经反向路径传播给源节点，从而在源节点到目标节点之间建立起可通信的路

7、径。在这两个消息中，都会包含有路径质量参数Pll(D(1J)，Bw(f)，c(1J))，而这其中就已经包含了路径的延时参数D(f)。因此本文考虑将延迟作为路径质量的衡量，可以简化路由算法的设计，从而降低整个算法的开销。定义1路径的长度：从源节点广播出路径询问消息到源节点最终收到目标节点的路径回复消息的延时的一半，称为某条可达路径的路径长度。那么第k条路径的长度为：l(k)2县∑i=SD(1：)从源