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一种基于跨层设计的无线Mesh网络路由协议的研究

2020-12-01阅读(448)

一种基于跨层设计的无线Mesh网络路由协议的研究

论文摘要

如今,因特网已经深深融入了人们的工作、学习、生活等各个方面,人们对因特网的无线宽带接入的需求与日俱增,而无线局域网（WLAN）越来越不能满足这种需求。在此背景下,无线Mesh网络（WMN,Wireless Mesh Network）应运而生。无线Mesh网络以众多无可比拟的优势在全世界引起了广泛的关注,成为无线通信领域的热点,被认为是下一代因特网技术的重要组成部分。近几年来,无线Mesh网络技术在取得飞速发展,获得众多成功商业应用的同时,也遇到许多技术瓶颈的制约,其中最主要的一项就是路由技术。无线Mesh网络的很多技术特点和优势来自于Mesh多跳路由。因此,路由协议的研究与设计是无线Mesh网络技术的一个重要课题。目前,无线Mesh网络路由协议的标准尚未确立,传统的有线因特网路由协议不能适用于无线Mesh网络这样的无线多跳网络,而无线Mesh网络自身的特点也决定了与之相似的移动自组网（MANET,Mobile Ad hoc Network）的路由协议也不能完全适用于无线Mesh网络。同时,为满足无线Mesh网络的负载均衡、路由容错与网络容量等要求,运用跨层设计、采用更好的路由参数、使用多径路由等方法已经成为无线Mesh网络路由协议设计的重要思路。因此,本论文按照无线Mesh网络路由协议的设计要求,分析了路由协议DSR应用在无线Mesh网络中的不足,运用跨层设计等方法加以改进,设计出了采用路由质量PFDR为选路准则,并具有负载平衡、拥塞避免的多径路由协议CMRP（Cross-layer Multi-path Routing Protocol）。分析和仿真结果表明,设计出的CMRP比起原先DSR在网络吞吐率方面有了成倍的提高,而相应的时延、抖动等参数下降了一半以上,网络性能有了极大的提升,适用于无线Mesh网络。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 论文研究背景
  • 1.2 论文研究意义与目的
  • 1.3 论文主要工作内容
  • 1.4 论文结构安排
  • 第二章 WMN及其特点
  • 2.1 WMN的起源
  • 2.2 WMN的定义
  • 2.3 WMN的网络结构
  • 2.4 其它网络与WMN的比较
  • 2.4.1 3G与WMN的比较
  • 2.4.2 WLAN（Wi-Fi）与WMN的比较
  • 2.4.3 Wi-MAX与WMN的比较
  • 2.4.4 MANET与WMN的比较
  • 2.5 WMN的优缺点
  • 2.6 WMN的应用
  • 第三章 WMN路由协议设计
  • 3.1 相关网络路由协议
  • 3.1.1 （有线）因特网路由协议简介
  • 3.1.2 MANET路由协议简介
  • 3.2 WMN路由协议设计思路
  • 3.3 WMN路由协议设计要点
  • 3.4 WMN路由协议设计方案
  • 3.5 WMN路由协议的跨层设计
  • 3.5.1 跨层设计的概念
  • 3.5.2 跨层设计的模型
  • 3.5.3 跨层设计的必要性
  • 3.5.4 WMN跨层设计的实现原则与方法
  • 3.5.5 WMN路由协议对跨层设计的要求
  • 3.6 现有跨层路由协议介绍与分析
  • 3.6.1 多速率物理层/MAC层关联的路由协议（PARMA）
  • 3.6.2 无碰撞的跨层路由协议（CFPR）
  • 3.6.3 基于干扰、分组成功率和数据传输速率的跨层路由协议
  • 3.6.4 小结
  • 第四章 一种WMN路由协议—CMRP
  • 4.1 DSR概述
  • 4.1.1 DSR的主要思想
  • 4.1.2 DSR的主要工作机制
  • 4.1.3 DSR的其它附加机制
  • 4.1.4 DSR的优点
  • 4.2 DSR在WMN中的适用性
  • 4.2.1 不能提供最佳质量路由
  • 4.2.2 容易造成拥塞
  • 4.2.3 不能分流业务
  • 4.2.4 不能真实判定路由断裂
  • 4.2.5 不能保证路由的可靠性
  • 4.2.6 DSR的其它缺点
  • 4.3 DSR不足的解决方案
  • 4.3.1 新路由准则:路径帧投递率
  • 4.3.2 拥塞避免
  • 4.3.3 非相关多径路由
  • 4.3.4 路由断链判定
  • 4.3.5 主动路由
  • 4.3.6 DSR其它缺点的改进
  • 4.4 路由协议—CMRP
  • 4.4.1 CMRP的主要思想
  • 4.4.2 CMRP的节点信息
  • 4.4.3 CMRP的包类型
  • 4.4.4 CMRP的路由发现机制
  • 4.4.5 CMRP的路由维护机制
  • 4.4.6 CMRP的双径路由机制
  • 4.4.7 CMRP的其它附加机制
  • 第五章 网络仿真与分析
  • 5.1 QualNet网络仿真工具
  • 5.1.1 网络仿真技术
  • 5.1.2 QualNet软件特点
  • 5.1.3 QualNet使用简介
  • 5.2 仿真评估参数与基本仿真参数设置
  • 5.3 指定业务模型场景—拥塞场景的仿真
  • 5.3.1 仿真场景设置
  • 5.3.2 仿真过程分析
  • 5.3.3 仿真结果分析
  • 5.4 指定业务模型场景—多径场景的仿真
  • 5.4.1 仿真场景设置
  • 5.4.2 仿真过程分析
  • 5.4.3 仿真结果分析
  • 5.5 随机业务连接指定业务流场景的仿真
  • 5.5.1 仿真场景设置
  • 5.5.2 第一组仿真结果分析
  • 5.5.3 第二组仿真结果分析
  • 5.6 随机业务连接随机业务流场景的仿真
  • 5.6.1 仿真场景设置
  • 5.6.2 第一组仿真结果分析
  • 5.6.3 第二组仿真结果分析
  • 5.7 网络仿真结论
  • 第六章 结束语
  • 参考文献
  • 致谢
  • 读研期间发表论文

    • 相关论文文献

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