多接口多信道无线Mesh网络路由协议研究-通信与信息系统专业论文.docx

华中科技大学硕士学位论文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 II II 摘要 无线 Mesh 网络是新一代无线网络中最具潜力取代现有有线网络的成员。但是， 目前无线 Mesh 网络的网络吞吐量还远远达不到市场的需求，其根本原因在于现有的 这种单信道无线 Mesh 网络没有充分的利用频率资源。通过多个网络接口以切换信道 的方式来提高信道的使用率近年来受到广泛关注的一种新的研究方向。随着通信技 术的发展，无线通信设备的成本也在下降。多天线、多接口的硬件设备将在不久的 将来会成为市场的主流。但是，目前的路由协议的发展相对于硬件设备的发展落后 了很多。目前无线网络中主流的路由协议仍然是单信道的协议。这种路由协议没有 充分利用现有的频谱资源，其性能的不足限制了多接口多信道无线 Mesh 网络的性 能。 论文首先对多接口多信道无线 MESH 网络及路由协议进行了综述。介绍了多接 口多信道无线 MESH 网络的主要特点，同时介绍了多信道路由的定义及相关概念， 并着重阐述路由衡量标准的关键设计。针对链路位置对路由性能的影响，本文提出 了改进的多信道路由衡量标准 WETTP，通过对全路径的传输时延进行综合考虑的方 法来淘汰性能较差的路径。基于 WETTP 路由衡量标准，本文设计并实现了一种多信 道路由协议(MC_PASR)。 最后，软件仿真对比了 MC_PASR 和 MR_LQSR 路由协议的数据到达率、吞吐量 中值、平均 TCP 重传次数和平均 MAC 层重传次数。仿真结果表明 MC_PASR 是一 种有效的多信道路由协议，网络吞吐量提高了 50%以上而重传次数减少了 15-20%。 关键词：无线 Mesh 网络; 路由协议;多信道;路由衡量标准 III III Abstract Wireless Mesh Network is the most promising member in the next generation wireless network families which has the potential to substitute wired networks. However, the throughput of Wireless Mesh Network can still hardly meet the quality of service required by the market. The reason of this dilemma is the insufficiency in using the spectrum resource, which is caused by the single channel mode current Wireless Mesh Networks are constructed. However, recent research paid more and more interests on the developing of multi-interface multi-channel Wireless Mesh Networks. Meanwhile, the price of wireless devises was dramatically decreasing as long as the fast developing of wireless technologies. Multi-interface multi-channels devises will occupy the market in the near future. Nevertheless, the improvement of routing protocols has not kept pace with the developing of the market. Single channel routing protocols are the main obstacle in elevating performance of Wireless Mesh Networks since they are not able to use spectrum resource efficiently. This thesis begins with a survey of wireless Mesh networks. As well as the characterizing of multi-channel wireless Mesh networks, the concept of multi-channel routing is discussed, especially the