无线网状网路由协议的研究与对比

路由协议是网络一个很重要的课题,对无线网状网来说,由于无线网状网的复杂性,无线网状网路由协议的设计比有线网络的路由协议设计更加困难,因此,对无线网状网路由协议进行研究、改进十分必要。主要介绍无线网状网典型的路由协议,通过仿真实验比较它们的性能并展望路由协议发展的方向。     

无线自组织网络中动态源路由协议的移动性分析

针对移动性对无线网的影响,相关研究工作都需要定性、定量地对路由协议进行分析。由于动态源路由(DSR)协议在Ad hoc网络中应用广泛,对其进行实验分析就显得非常有意义。在实验的数据结果上,给出了无线网络吞吐量、平均端到端时延以及丢包率的性能对比,并且对协议改进进行了展望。     

无线网络中的动态源路由协议

在无线网络迅速发展的今天,为实现无线网络中节点间的正常通讯,路由技术成为研究的关键。本文介绍了新型的无线移动网络———Ad Hoc网络的工作原理;分析了Ad Hoc网络中常见的两种路由机制:表驱动路由协议(Table-Driven Routing)和按需驱动路由协议(On-Demand,DSR);着重对典型的按需(On-demand)AD Hoc网络路由协议(Dynamic Source Routing,DSR)进行了分析和研究,并详细介绍了DSR协议进行通讯的各节点需要维护的四个数据结构:路由缓存(route cache)、发送缓冲区(send Buffer)、路由请求表(route request)和路由应答表(route reply table)的设计与实现。     

基于路由生命期的动态源路由协议

无线Ad hoc网络拓扑结构的频繁变化以及无线信道的不稳定,使得如何提高路由可靠性成为无线Ad hoc网络路由协议研究的主要目标之一.在动态源路由协议(Dynamic Source Routing,以下简称DSR)基础上提出一个新的基于路由生命期估计的Ad hoc网络路由协议,REBDSR(Route-lifetime Estimation Based Dynamic Source Routing).该协议通过对链路状态预测估计路由生命期;路由发现算法同时使用路由生命期、路由跳数作为路径选择参数;当路由上的链路进入危险期后,启动主动式路由维护机制,发送路由失效警告以保证快速路由切换.REBDSR还以路由生命期为超时值进行路由缓存管理,解决了DSR路由缓存中存在较多过时路由的问题.大量仿真实验表明:在网络中载和重载情况下,REBDSR协议的整体性能要优于DSR协议,特别是在节点运动频繁的网络中,REBDSR协议的性能优势更为明显.     

无线传感器网络路由协议研究

无线传感器网络是由大量微型传感器节点组成的一个自组织的网络系统,路由协议是具关键技术之。在综合大量路由协议和算法文献的基础上,对现有的无线传感器网络路由协议进行了归纳,初步对其进行了分类,介绍了几个典型的方案,并对各种方案进行了分析,指出了其优缺点和发展趋势。     

基于802.11的多信道无线网状网络的路由

无线网状网络(WirelessMeshNetworks,WMNs)已经成为下一代无线网络的研究热点,其中采用何种策略进行路由选择以使网络吞吐量最大成为目前研究的关键问题。论文分析了现有的无线网状网络路由选择策略,并在此基础上综合考虑了跳数、信道质量、链路间的多信道必然干扰以及潜在干扰,提出了一种新的路由尺度WCETTR。仿真表明,该方法能够显著地提高网络吞吐量。     

基于簇的动态源路由协议研究

AdHoc网络是一种自组织的、由移动节点组成的、动态变化的多跳无线网络。该文首先对簇进行了介绍,并提出CD-SR是基于WCA的DSR路由协议;然后讲解了CDSR的主要设计思想：路由发现是在簇头之间进行的,簇间的通信需要借助于簇头（不存在网关）;同时用GloMoSim模拟仿真工具,对CDSR与DSR的性能进行了分析和评价,并且得出CDSR协议较DSR协议具有高的投递率和吞吐率、低的延迟及较好的扩展性,更适合大规模自组无线网络;最后讨论了它的缺点。     

无线传感器网络的路由协议

无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术,路由协议是其组网的基础;在综合大量路由协议和算法文献的基础上,对现有的无线传感器网络路由协议进行了归纳,初步对其进行了分类,介绍了几个典型的方案,并对各种方案进行了对分析,指出了其优缺点和发展趋势.     

基于树形拓扑的无线Mesh网络路由协议研究

研究和分析了无线Mesh网络路由协议及其特点,提出了无线Mesh网络路由协议设计原则.遵循这些原则,充分利用Mesh网络全相连的优点构建出树形逻辑拓扑结构,该拓扑结构能满足无线Mesh网络业务特点的要求.在该拓扑树基础上设计了一种基于树形拓扑的无线Mesh网络路由协议(TTRP),该协议采用无开销的源地址学习方式构建路由相关表项,快速链路切换和路由重定向机制大大提高了TTRP路由协议的健壮性和网络的抗毁性.网络仿真结果表明了该路由协议的可行性.     

基于链路状态加权的无线Mesh网络路由协议

由于无线Mesh网络还没有统一标准,ad hoc中的路由算法并不能完全适合无线Mesh网络.在分析ad hoc中经典路由协议AODV的基础上,结合无线Mesh网络的特点,提出了一种新颖的、基于链路状态加权的路由协议.该协议利用节点的可用带宽、吞吐性能和缓冲队列的饱和度等计算路由每一跳的代价(即权重),选择从信源到信宿累计权重最小的路径作为路由.仿真结果表明,提出的路由协议在数据包转发率、平均端到端延迟和标准化路由负栽等性能上均优于AODV,是一种适合无线Mesh网络的路由协议.     

基于遗传算法的无线网状网QoS多播路由算法

探讨了基于遗传算法的无线网状网QoS多播路由算法,选用边集表示方式对多播树进行编码,其空间复杂度为O(N),给出了该编码方式下的初始种群生成算法RandWalkMT,同时对传统的遗传操作进行改进使子代个体中不会产生非法多播树,从而避免了复杂的惩罚机制或多播树修复算法。实验表明该算法收敛快且性能较好。     

一种新型无线Mesh网络多信道MAC协议

在基于IEEE 802.11s无线Mesh网络中,Mesh网络接入点（MAP）和门户（MPP）在网络负载较重时会出现严重的流量瓶颈。为了保证MAP流量的优先传输,提出了基于节点优先级的新型多信道MAC协议（NPBM-MAC）;为了减少在小规模组网时各BSS间频率干扰,设计了基于地理位置信息和网络负载的频率分配方案（LLBFA）。仿真结果表明,NPBM-MAC协议和LLBFA频率分配方案能够有效解决重负载网络下的MAP/MPP瓶颈问题,最大限度地满足音视频等大业务流的QoS需求。     

A quality based routing protocol for wireless mesh networks

Wireless mesh networks can provide low-cost solutions for extending the reach of wireless access points by using multi-hop routing over a set of stationary wireless routers. The routing protocol for these networks may need to address quality considerations to meet the requirements of the user. In this paper, we present a quality based routing protocol for wireless mesh networks that tries to maximize the probability of successful transmissions while minimizing the end-to-end delay. The proposed routing protocol uses reactive route discoveries to collect key parameters from candidate routes to estimate the probability of success and delay of data packets transmitted over them. To achieve accurate route quality assessments, a new route quality metric is proposed that uses performance models of data packet transmissions as opposed to estimating route quality from the transmission of control packets, which have different transmission characteristics. These models are developed after careful evaluations of multi-hop wireless transmissions and validated by computer simulations. Relevant parameters that can be used to assess the route quality metric using these models are explained. Extensive performance evaluations of the proposed quality based routing protocol are presented and its benefits in comparison to some other known routing protocols are discussed.     

无线网状网中一种高吞吐量的路由策略

无线网状网（Wireless Mesh Network,WMN）是一种多跳、分布式的无线网络,可以提供多种宽带多媒体业务。目前,无线网状网的路由技术的研究还处于起步阶段。首先介绍当前几种著名的无线网状网路由协议,并分析了这些协议的不足,在此基础上提出一种新的路由算法,该算法综合考虑了链路质量、节点负载均衡、信道干扰三个主要因素,能够显著地提高网络性能。分析与仿真结果表明,该算法能显著地提高网络吞吐量和降低传输延时,并且具有良好的抗干扰性。     

一种改进的动态源路由协议研究

原有的权值簇生成算法及其改进都未能很好解决节点移动性问题。针对这一点在一种新的改进权值簇生成算法基础上,提出了新的基于簇的动态源路由协议NCDSR（New Clustered Dynamic Source Routing）。该权值簇生成算法克服了原有算法的在处理节点的移动速度上的缺陷,在计算权重、生成簇头时,对节点的绝对移动速度进行了判断和限定。NCDSR在GloMoSim模拟器下定义了数据结构,进行了模拟仿真,实验证明当节点的绝对移动速度超过限定值时,NCDSR协议端到端延迟、吞吐率和投递率等性能在网络中载的情况下是可以接收的,较原有的动态源路由协议有效。     

使用新判据的改进型DSR协议

传统的无线Mesh网络路由协议都集中于寻找具有最小跳数的路径,但是,这样的路径可能会包含高损耗的链路,从而导致网络吞吐量的大幅度降低。因此,新的路由算法通过进一步考虑链路质量来选择更好的路由。首先,为方便新的路由判据的使用,局部优化了传统的DSR协议为改进的DSR协议。然后,为实现路径链路质量最优与最小跳数之间的均衡,提出一种新的路由判据O-WCETT,将其与WCETT（累计期望传输时间）、HOP（最小跳数）分别应用于改进后的DSR（动态源路由）协议中,采用NS2仿真软件对其性能进行评估。仿真结果表明,在相同的无线传输和网络规模条件下,使用新路由判据O-WCETT的改进型DSR协议使得网络的分组投递率性能更高,端到端平均时延和路由开销都明显减小,并且随着节点移动速度的加快,使用新判据的DSR协议带来的网络性能改善更为显著。     

无线传感器网络动态规划的能量有效路由研究

针对无线传感器网络的能量有效路由问题,以及能量消耗通常不满足所谓的“三角不等式”的特点,通过建立动态规划的能量消耗模型,将传感器网络的路由转化为矩阵和向量的运算问题,在此基础上提出一个适合传感器网络的矩阵乘路由算法。仿真结果表明,提出的算法能显著地降低路由的能量消耗,有效地延长网络的生存周期。     

XCHARM: A routing protocol for multi-channel wireless mesh networks

Recent experimental results have pointed out the impact of physical layer multi-path fading and co-channel interference as the key factors influencing packet delivery among mesh routers (MRs) in wireless mesh networks. In addition, in a multi-channel environment, there exists significant power spectral overlap among channels used by MRs, leading to adjacent channel interference. In this paper, a cross-layer multi-radio, multi-channel routing protocol, XCHARM, is proposed in which the key contribution is the selection of the next hop, channel and transmission rate based on fading and interference concerns. The key features of our proposed protocol are as follows: (i) Routes are chosen based on the availability of channels that support high data rates, exhibit acceptable interference levels and long term resilience to fading related losses, (ii) The path latency is analytically calculated in advance for the candidate routes, accounting for channel induced errors, link layer contention, forward error correcting (FEC) codes, and the allowed data rates over the chosen channels, (iii) The route maintenance is performed by first attempting to identify and correct the point of failure before undertaking a global recovery action. An extensive performance evaluation, spanning the network, link and physical layers, reveals the benefits of adopting our cross-layer routing solution for wireless mesh networks.     

Wireless mesh networks based on CDMA

In this paper, we study hybrid contention-free/contention-based traffic management schemes in presence of delay-sensitive and delay-insensitive data in multihop CDMA wireless mesh networks. We suggest a greedy incremental contention-based ordering algorithm for contention-free schedules and also propose a time-scale-based framework for integration of contention and contention-free traffic management schemes. Further, for the contention-free phase, we propose a power control algorithm that gives an end-to-end throughput guarantee. With the aid of simulation, we observe the additional end-to-end throughput that can be achieved when scheduling and tight power control are applied.