多信道多接口无线Mesh网络跨层链路协议与路由协议研究

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摘要:多信道多接口无线Mesh网络具有信道干扰低和接口并发传输等优势,但同时存在网络连通性降低和信道传输延时增加等问题。针对该网络特点,本文提出了负载均衡链路协议LBLP与路径期望带宽路由协议EPBWR,二者协同工作以提高网络吞吐量并均衡网络负载。链路协议LBLP将接口归为三类且工作模式分为两种,主要进行了三个方面的研究。针对接收模式,协议提出了基于接口数目、分布与状态的信道分配算法和基于Huffman树的任务分配算法,以减少信道干扰和均衡接收接口负载;发送模式的链路调度采用了接口与队列映射动态调整的算法,均衡发送接口负载的同时,提高接口利用率并降低延时;根据节点流量特征,为均衡发送与接收负载,协议提出了基于负载统计的自适应接口的工作模式自动切换算法。路由协议EPBWR基于路由判据EPBW而设计。联合链路协议LBLP工作方式,判据EPBW的设计综合考虑了物理层对链路速率的影响、数据传输的流内和流间干扰以及路径长度对可用带宽的影响。协议EPBWR采用分布式的机制,将路由计算开销分布到路径的所有节点,而且采用路由主动与被动更新相结合的方式保证路由选择的有效性,并且减少了协议开销,均衡网络负载。最后,本文使用NS3实现仿真了所提LBLP和EPBWR协议,二者协同工作,并与其它协议如AODV-MR、PCU-MA、WCETT等进行了对比,实验结果证明本文所提协议能够有效的减少网络干扰,根据网络变化自适应均衡负载,提高网络吞吐量。
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