無線線狀mesh網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議可靠性研究.pdf

1、傳統(tǒng)無線mesh網(wǎng)絡(luò)大都假定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在二維或三維空間隨機(jī)分布，然而有大量應(yīng)用具有特殊的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：線狀拓?fù)?，如高壓輸電線路在線監(jiān)控系統(tǒng)，路燈節(jié)能控制系統(tǒng)等。線狀mesh網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)往往需要經(jīng)過多跳才能傳送到匯集節(jié)點(diǎn)。一旦中間節(jié)點(diǎn)失效，容易導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)不再連通，因此數(shù)據(jù)的可靠高效傳輸是線狀無線網(wǎng)絡(luò)面臨的關(guān)鍵問題之一。本文從功率調(diào)整和網(wǎng)絡(luò)編碼兩個(gè)角度出發(fā)，提出基于功率調(diào)整的路由協(xié)議PAR和基于網(wǎng)絡(luò)編碼的路由協(xié)議NCR。兩個(gè)協(xié)議較好地解決了無線線

2、狀mesh網(wǎng)絡(luò)場景中數(shù)據(jù)可靠傳輸?shù)膯栴}。
　　 基于功率調(diào)整的路由協(xié)議PAR采用了跨層設(shè)計(jì)方法。鄰居節(jié)點(diǎn)通過MAC層驅(qū)動(dòng)獲取與當(dāng)前節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)鏈路的鏈路質(zhì)量，反饋給當(dāng)前節(jié)點(diǎn)。當(dāng)前節(jié)點(diǎn)通過鄰居節(jié)點(diǎn)反饋的鏈路質(zhì)量進(jìn)行路由決策、路徑恢復(fù)、功率調(diào)整。本文發(fā)現(xiàn)鏈路RSSI超過一定閾值后，該鏈路吞吐率趨于穩(wěn)定(達(dá)到最大)，不再隨RSSI的增大而提高。所以PAR協(xié)議通過RSSI閾值選取鄰居節(jié)點(diǎn)路由和功率調(diào)整。當(dāng)鄰居節(jié)點(diǎn)中沒有節(jié)點(diǎn)滿足RSSI閾值的

3、時(shí)候，當(dāng)前節(jié)點(diǎn)提高發(fā)送功率，提高了網(wǎng)絡(luò)可靠性；當(dāng)鄰居節(jié)點(diǎn)中有多個(gè)節(jié)點(diǎn)滿足RSSI閾值要求，當(dāng)前節(jié)點(diǎn)降低發(fā)送功率，節(jié)約能耗。
　　 網(wǎng)絡(luò)編碼改變了傳統(tǒng)的“存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)”模式，使用的是“存儲(chǔ)-編碼-轉(zhuǎn)發(fā)”方式，能夠提高網(wǎng)絡(luò)容量，增強(qiáng)魯棒性。NCR利用了隨機(jī)線性網(wǎng)絡(luò)編碼，提高了編碼的多樣性，能夠提升解碼成功概率。本文使用發(fā)送冗余包的方法提高數(shù)據(jù)流性能可靠性，提高了網(wǎng)絡(luò)流的投遞率和吞吐率。由于本文針對(duì)的是節(jié)點(diǎn)固定的線狀拓?fù)?，NCR利用節(jié)點(diǎn)