无线mesh网络组网技术研究

论文摘要

近些年来,无线局域网WLAN技术已经得到很大程度的发展,但WLAN接入点的覆盖范围有限、节点移动速率受到很大的控制,这给无线网络的部署带来很大的局限性,而无线mesh网络是一种高速率、高容量的多点对多点网络,其强大的组网灵活性及健壮性使得它能够克服这些缺陷,在相对恶劣的环境下也能进行信息的交互,正因如此,无线mesh网络得以大力的提倡和发展。无线mesh网络是一种新型的解决“最后一公里”问题的分布式网络,该网络具有网络组建方便快捷、成本低的特点,具有传统无线网络系统无可比拟的优势和广阔的应用前景,作为一种新型网络结构形态,无线mesh网络已经被纳入802.11、802.15、802.16等标准中。由于mesh网络中节点移动方式各不相同、节点位置变化多样,网络组建方式也各式各样,针对不同的通信需求和外界环境,mesh网络构建方式不尽相同,如何在现有无线网络基础上对mesh网络进行方便快捷地部署和组建,并使mesh网络具备较为稳健、安全的性能,这是一项重大的挑战。本文提出一种mesh网络组建方式,并在仿真平台上实现该网络,为该网络在实际环境的运用起到指导作用。本文所作的主要工作有以下几方面:1)提出一种可行性较高的mesh网络组建方式——WA mesh网络体系,该网络体系采用WALN技术与Ad Hoc技术相结合的方式,充分发挥两类技术的优势,使得该网络相对传统的无线mesh网络组网方式具备更强的灵活性与可操作性。2)给出该网络体系的设计方案,对该体系中两类节点在物理层及MAC层所涉及的关键技术进行设计,针对隐藏终端、暴露终端、信号冲突等技术难点给出对应解决方法。3)针对关键技术之一的路由技术,采用Ad Hoc路由协议之一的动态源路由协议作为WA mesh网络的路由协议,仿真结果表明,动态源路由协议在该网络中具备良好的路由发现及信息传递能力,并对动态源路由协议进行了改进,提出一种基于链路状态信息的增强型路由协议,仿真结果表明,改进后的路由协议能减低路由中断几率,比动态源路由协议具备更稳定更安全的性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 无线mesh网络及其发展
• 1.1.2 无线mesh网络的组网方式
• 1.2 研究意义
• 1.3 国内外研究态势
• 1.4 本文研究内容及论文组织
• 第二章 WLAN与Ad Hoc相结合的WA mesh网络体系
• 2.1 无线局域网技术
• 2.1.1 无线局域网的标准
• 2.1.2 无线局域网的拓扑结构
• 2.1.3 无线局域网的协议栈
• 2.2 无线自组网技术
• 2.2.1 无线自组网的发展
• 2.2.2 无线自组网的网络结构
• 2.2.3 无线自组网协议栈
• 2.3 WA mesh网络
• 2.3.1 网络结构
• 2.3.2 性能与特点
• 2.3.3 网络信道选择
• 2.4 本章小结
• 第三章 WA mesh网络详细设计与关键技术
• 3.1 组网模型
• 3.2 协议栈
• 3.3 Mesh终端节点设计
• 3.3.1 工作模式
• 3.3.2 物理层技术
• 3.3.3 MAC层协议
• 3.4 Mesh路由器/AP节点设计
• 3.4.1 AP功能
• 3.4.2 路由功能
• 3.4.3 信道设计
• 3.5 本章小结
• 第四章 动态源路由协议DSR的研究
• 4.1 协议概述
• 4.1.1 路由发现
• 4.1.2 路由维护
• 4.2 协议的实现
• 4.2.1 路由请求的产生与处理
• 4.2.2 路由的回复
• 4.2.3 源路由的获取与自动路由缩短
• 4.2.4 路由错误的产生与接收
• 4.2.5 路由应答风暴
• 4.3 DSR协议的优点与缺点
• 4.4 DSR协议的若干优化策略
• 4.5 基于链路状态的增强DSR研究
• 4.5.1 研究原因
• 4.5.2 对链路质量的影响因素
• 4.5.3 基于链路状态的DSR路由算法LSDSR
• 4.6 本章小结
• 第五章 WA mesh网络建模与性能分析
• 5.1 仿真工具
• 5.2 网络环境
• 5.3 性能分析
• 5.3.1 路由发现时间
• 5.3.2 网络负载与延迟
• 5.3.3 网络丢包
• 5.3.4 DSR与LSDSR性能对比
• 5.4 本章总结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本论文总结
• 6.2 进一步的工作
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间取得的研究成果