無線Mesh網(wǎng)絡(luò)高性能路由協(xié)議研究.pdf

1、近年來,隨著無線技術(shù)的快速發(fā)展,無線Mesh網(wǎng)絡(luò)(WMN)已經(jīng)引起國內(nèi)外研究者越來越多的關(guān)注。WMN是一種新型的多跳無線網(wǎng)絡(luò),它繼承了無線局域網(wǎng)(WLAN)和移動自組網(wǎng)(MANET)的優(yōu)點,能夠擴展現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍。WMN中的節(jié)點具有可擴展性、自愈合性以及自配置的能力。這些特性使WMN具有很多的優(yōu)勢,諸如較低的前期成本、容易的網(wǎng)絡(luò)維護、較好的魯棒性以及可靠的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。因此,WMN被廣泛應(yīng)用于各種場景中。路由技術(shù)是WMN的關(guān)鍵技術(shù)之

2、一。目前,國內(nèi)外對MANET網(wǎng)絡(luò)的自組織算法和路由算法有非常多的研究,這些為MANET開發(fā)的路由協(xié)議也可以應(yīng)用到WMN中。然而,MANET中的路由協(xié)議并不能充分利用WMN的特性來提高網(wǎng)絡(luò)的性能。因此,非常有必要針對WMN的特點設(shè)計WMN專用的路由協(xié)議。
　　 本文在跟蹤國內(nèi)外相關(guān)研究進展的基礎(chǔ)上,采用理論分析與實驗評估相結(jié)合的技術(shù)路線,研究了無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中的高性能路由協(xié)議。主要工作概括如下:
　　 1.描述了WLAN

3、 Mesh網(wǎng)絡(luò)基于2007年5月頒布的D1.06草案中默認的路由協(xié)議HWMP,詳細分析了HWMP的工作流程,并對其進行了仿真實現(xiàn)和性能評估。結(jié)果表明,與一般的MANET路由協(xié)議相比,HWMP具有更小的時延和更高的網(wǎng)絡(luò)吞吐量。
　　 2.結(jié)合傳統(tǒng)的WMN體系結(jié)構(gòu)以及MANET中常用的簇結(jié)構(gòu),提出了一種基于簇的層次結(jié)構(gòu)的WMN,將混合WMN分為三級,每一級中又可以分成一個或多個簇,其中下一級中的簇頭是上一級中的節(jié)點。同時,設(shè)計了一種

4、基于簇的混合路由協(xié)議,有效提高了混合WMN的網(wǎng)絡(luò)性能。最后對所提出方案進行了詳細的仿真實驗和性能分析。
　　 3.Dempster—Shafer證據(jù)理論是一種用來解決不同證據(jù)間的不確定性以及證據(jù)融合的理論,基于該理論,提出了一種用來計算WMN中節(jié)點信任值的機制；同時,給出了一種可信的路由協(xié)議,該協(xié)議根據(jù)節(jié)點的信任值選擇可信節(jié)點、建立可信路由和進行數(shù)據(jù)傳輸。仿真結(jié)果表明,該可信路由協(xié)議能夠有效的監(jiān)測和隔離惡意節(jié)點,抵抗修改、黑洞、

5、灰洞等攻擊,能夠提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性、魯棒性以及安全性,尤其是網(wǎng)絡(luò)中存在大量惡意節(jié)點的情況下,其優(yōu)勢越明顯。
　　 4.針對WMN存在自私節(jié)點的問題,提出了一個基于主觀邏輯的信譽計算機制,網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點通過該機制可以顯式地表示和管理它們對其他節(jié)點的意見。該機制將基于主觀邏輯的不確定性包含到信譽的計算中,監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中存在的自私路由器并且通過采取一些必要的措施來強迫它們進行合作；它根據(jù)推薦者的數(shù)學期望為每個推薦意見分配相應(yīng)的權(quán)重因子,提高了