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无线Mesh网络(Wireless Mesh Networks, WMNs)是近年来出现的一种新兴技术,具有快速部署、低成本投入等特点,因此,得到了广泛应用。但WMNs在抗震救灾、地质勘探等一些特殊领域中,由于部署静态骨干节点面积过广和不支持动态组网等原因,并不完全适合搭建应急通信网络。而移动无线Mesh网(MWMNs)不仅继承了WMNs的优势,而且支持路由骨干节点动态组网,弥补了WMNs在上述应用领域的不足,因此,具有一定的研究价值和应用前景。 在MWMNs的研究领域中,路由协议是一个基本问题。虽然MWMNs是一种特殊的 WMNs,但 WMNs路由协议一般面向骨干路由节点相对固定的静态无线Mesh网络(SWMNs),缺乏适应网络动态变化的有效机制,并不能完全应用于MWMNs。比如:在许多基于DSR改进的协议中,其改进的主要目的是为了解决流间干扰等链路质量和泛洪广播等机制方面存在的问题。并且面向MWMNs的路由协议,目前还缺乏深入的研究。因此,研究和设计适用于MWMNs的路由协议具有重要意义。 本文旨在研究MWMNs路由协议的基本问题,并设计一种MWMNs路由协议。目前,关于MWMNs路由协议可借鉴的研究理论并不多,而MWMNs与WMNs一脉相承,因此,在研究WMNs路由协议的基础上,分析MWMNs路由协议的一般性问题具有重要借鉴和指导意义。本文在研究WMNs路由协议和MWMNs特点的基础上,分析了 MWMNs路由协议面临的挑战和关键因素,即链路可用性是MWMNs路由协议的关键因素。 基于上述认识,本文对DSR应用于MWMNs进行了可行性分析和改进,设计了一种基于链路可用性的动态源路由协议(DSR-LA)。DSR由于采用了按需发现、源路由和积极缓存等动态机制,能够适用于拓扑结构可变的网络,具备了在MWMNs路由协议的基本条件。但由于采用的动态机制还不够完善,缺少任何终止过期路由和当有多种选择时决定最新路由和适应网络拓扑动态变化的路由缓存更新机制,因此,不能完全适应于MWMNs网络。 针对DSR应用于MWMNs存在的不足,DSR-LA协议融入了链路可用性思想,根据随机走动移动模型和基于预测的链路可用性评估模型,及时评估链路的期望生存时间,在此基础上,使用路径平均每跳可用时间代替跳数作为路由评判和最佳路由选择标准,使用链路期望生存时间和链式缓存结构,代替原有协议的静态生存期和路径缓存结构,以提高协议对网络动态拓扑变化的适应性。最后,本文通过仿真实验验证了DSR-LA在不同的移动环境中,相比原有协议,能够保持较高的分组投递率和较低的端到端时延及网络开销。