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无线Mesh网络(WirelessMeshNetworks,WMN)是一种新型的宽带无线网络架构,它由对等的骨干节点构成多跳环境,节点间单跳无线链路距离较短,可以通过骨干节点构成的网关互联各种无线网络,又被人们称为无线因特网。WMN可以实现较高的传输带宽且对节点的发射功率要求不高,因而建设成本较低。由于WMN具备不同于传统无线网络的特点,该技术在鲁棒性、灵活组网、提高网络覆盖率、增加网络容量、减少前期投资等诸多方面都显现出很大的优势,尤其适合用于构建宽带无线接入骨干网。目前WMN在世界范围内迅速引起了学术界与工程界的关注,成为一项热点技术。可以肯定,WMN必将成为下一代因特网技术的重要组成部分。
本论文的主要研究工作和创新如下:
第一章介绍了无线Mesh网络的结构,特点和与其他几种典型网络的区别。
第二章是无线Mesh网络体系结构的关键技术研究,描述了无线Mesh网络的协议在MAC层,路由层和传输层的设计要求。
第三章首先介绍了基于802.11WLAN的无线Mesh网络的MAC典型协议,对MAC的自适应多速率机制进行了阐述;然后针对无线Mesh网络的特点,研究了局部的拓扑控制能够给无线Mesh网络性能带来的影响;最后提出了一种基于机会自适应传输的拓扑控制算法OABTC,该算法充分考虑了无线环境中固有的多速率特性,在保证原有网络连接性的前提下删除部分低速链路,为上层的路由协议构造一个良好的拓扑,确保按需路由协议能够在一跳范围内发现最优路由。大量仿真结果表明,OABTC对网络性能有较大的提高。
第四章首先介绍了与无线Mesh网络路由协议关联性较强的AdHoc路由协议,然后阐述了无线Mesh网络路由设计的标准,最后就现有的无线Mesh网络的几种路由量度方法做了介绍,并比较了它们的优缺点。
第五章提出了一种无线Mesh网络基于物理/MAC感知的跨层路由准则EETD,该准则不仅考虑了路径的期望传输时间,而且考虑了802.11MAC层传输速率的多样性。EETD使无线电资源的使用效率和诸如高吞吐量和低时延之类的QoS性能达到一种平衡;然后在此基础上,充分考虑无线Mesh网络的具体情况,如路由节点的移动性较小等特点,设计路由表和按需路由相结合的路由协议。并用实验分析了所设计的路由协议的性能。该准则能很好地应用于DSDV路由协议中,仿真表明EETD在性能上明显优于传统的最小跳数准则。
第六章是结束语。
论文中提出的算法和机制经过了理论分析和计算机仿真的验证,可以用于无线Mesh网络中,对实际设计无线Mesh网络MAC协议和路由协议具有较高的参考价值。