無線Mesh網(wǎng)絡MAC接入算法與路由算法研究.pdf

1、無線 Mesh網(wǎng)絡作為一種新型的多跳無線網(wǎng)絡,不依賴大型的基礎(chǔ)設施,較之于傳統(tǒng)的單跳無線網(wǎng)絡,具有自組織、自愈合、快速組網(wǎng)、高帶寬、成本低等優(yōu)點,現(xiàn)已在很多領(lǐng)域得到了廣泛的應用。然而作為其關(guān)鍵技術(shù)的MAC接入算法和路由算法是決定其性能的重要因素,所以對這兩種技術(shù)的研究已經(jīng)成為了當前熱點,并且跨層優(yōu)化技術(shù)也成為設計路由算法的新的發(fā)展方向。
　　無線Mesh網(wǎng)絡具有負載高、不均衡業(yè)務以及業(yè)務突發(fā)等特性,若直接將無線自組網(wǎng)的一些經(jīng)典接入

2、算法和路由算法應用于這樣的網(wǎng)絡場景中,會存在吞吐量得不到提升、丟包率偏高以及端到端時延得不到保障等諸多問題,從而影響網(wǎng)絡的性能。本文主要針對這一情況,對接入算法和路由算法進行了研究。
　　(1)在MAC接入算法的研究中,基于TDMA思想,合理設計了幀結(jié)構(gòu),引入動態(tài)按需分配時隙的方式,即按照各個網(wǎng)絡節(jié)點的待發(fā)送的數(shù)據(jù)量來確定分配時隙的多少,并且在分配時隙的時候優(yōu)先給優(yōu)先級高的數(shù)據(jù)分配時隙,考慮了節(jié)點加入與退出網(wǎng)絡的情況,設計了一種考

3、慮數(shù)據(jù)優(yōu)先級的按需動態(tài) TDMA算法(OD-TDMA,On-demand Dynamic TDMA),并通過仿真建模驗證該MAC接入算法的性能;
　　(2)在路由算法的研究中,基于AODV路由算法,同時考慮底層物理信道條件、節(jié)點負載、網(wǎng)絡擁塞情況以及路徑選擇中對跳數(shù)的限制,使用跨層設計的思想,從各層獲取相關(guān)參數(shù)生成一個新的綜合路由判據(jù),同時優(yōu)化AODV的路由更新規(guī)則,優(yōu)化控制包,并且設置了路徑瓶頸的閾值,最后在選擇路徑的時候一并考

4、慮優(yōu)先選擇剩余能量較多的節(jié)點,設計了一種基于跨層思想的AODV路由算法(CL-AODV, Cross-Layer AODV),并通過仿真建模驗證該路由算法的性能;
　　本文在OPNET仿真平臺中對兩種算法分別進行了仿真,并通過配置來模擬負載高、業(yè)務不均衡以及業(yè)務突發(fā)的網(wǎng)絡場景來驗證兩種算法的性能。OD-TDMA接入算法相較于固定TDMA算法吞吐量增加了,丟包率和端到端時延有一定的下降,并且實現(xiàn)了優(yōu)先級功能;CL-AODV路由算法相