无线Mesh网路由协议仿真及性能分析

当前对无线网格网络（Mesh网络）主要研究之一是无线路由技术,即针对无线Mesh网络自身的特点进行路由设计。在熟悉基于Linux平台的网络仿真器（NS2）针对Mesh网络路由协议的仿真过程的基础上,利用NS2网络仿真软件分别从端到端平均时延、分组递交率、归一化路由开销三个方面比较了目前三种典型的路由协议——按需平面距离矢量路由（AODV）、动态源路由（DSR）和目的序列距离矢量路由（DSDV）的性能,并详细介绍了整个仿真过程的步骤。最后,通过分析AODV协议的吞吐量,得出网络最佳容纳的节点数,研究成果对协议的实现具有重要的应用价值。     

基于 WCETT 的多信道 WMN 路由量度的研究

多信道无线 Mesh 网络可以有效解决在多跳无线网络中容量下降的问题。然而现有的路由协议大部分为单信道的多跳无线网络所设计,对于多信道 WMN 而言,会导致无效的路由路径。分析了现有无线 Mesh 网络的路由算法,详细讨论了基于 WCETT (Weighted Cumulative Expected Transmission Time)的两种路由度量,在此基础上提出了一种新的路由量度 WCETTR-LB,其对链路信道干扰的估算更加精确,能够感知周围链路对本信道的潜在干扰,并且考虑了节点负载度的概念,更加有助于实现负载均衡。     

无线Mesh网中一种基于综合准则的DSR扩展路由方法

无线Mesh网(Wireless Mesh Network:WMN)是一种新型的分布式宽带无线网络结构,相对于典型的移动Ad hoc网络,该网络由于具有节点移动性小、不受电池动力限制等特点,从而导致传统的移动Ad hoc路由协议不再适用.为了满足WMN多媒体业务传输的性能要求,WMN路由必须满足负载均衡、路由容错与网络容量等目标.本文首先介绍了当前几种已有的WMN路由协议,在此基础上,提出了一种适用于WMN的基于综合准则的动态源路由(Dynamic Source Routing:DSR)扩展路由方法,该方法综合考虑了投递率、剩余带宽以及节点负载等因素.分析与仿真结果表明,该算法极大地提高了网络吞吐量,并且达到了负载均衡的设计目标.     

基于无线Mesh网络的干扰感知型路由判据

在无线Mesh网络路由判据的研究中,最小跳数、ETX、ETT等路由判据没有考虑到无线网络中的干扰问题,据此选出的一般不是最佳路由。因此,基于它们的路由协议会对整个无线Mesh网络的延时、丢包率、吞吐量等性能产生较大影响。干扰感知型路由判据的提出对无线Mesh网络性能的提升起到了一定的作用。     

基于DSR的改进型综合源路由协议

在无线Mesh网络中,动态源路由(Dynamic Source Routing,DSR)协议是一种广泛应用的协议,其路由的建立与维护都从源节点发起。然而,由于DSR协议在路由发现与建立的过程中存在局限性,因此仍需要进一步研究。基于DSR协议通过引入一种综合了路径负载率、时延和跳数的负载均衡机制,并加入能量状态监控和多径路由,提出了一种改进型综合源路由协议(Improved Comprehensive Multi-path Source Routing,ICMSR),能够更好地实现网络负载均衡,节约网络能源,提升网络性能。最后,使用Opnet仿真验证了算法的有效性。仿真结果表明,改进协议在网络生存时间、分组投递率、端到端时延和网络吞吐量等性能指标上,相较于现有DSR协议都有较大的提升。     

基于TimeGAN和多臂老虎机的WMN接入模式选择方法

无线Mesh网络是一种多跳网络,与传统无线网络不同,它融合了无线局域网WLAN和Ad Hoc网络的优势,具有易组织、高速率和自愈性等优点。由于无线Mesh网络存在负载高、不均衡业务以及业务突发性高等特性,直接在无线Mesh网络中应用传统无线自组网的经典接入算法可能会导致网络性能下降,包括丢包率偏高、吞吐量不足、端到端时延无法得到保障等问题。基于此,提出了一种基于时间序列生成对抗网络(Time-series Generative Adversarial Networks, TimeGAN)与和多臂老虎机(Multi-Armed Bandits, MAB)的无线Mesh网络接入模式选择方法,该方法使用TimeGAN生成无线Mesh网络中Mesh节点的时间序列数据,并将其用于预测不同接入模式下的网络性能;然后,使用多臂老虎机算法选择最佳的接入模式,以实现最优的网络性能。在使用具体硬件搭建的无线Mesh网络中进行了实验,结果表明所提出的方法具有显著的优势和实用性,对于提高无线Mesh网络的性能具有重要意义。     

多电台多信道无线mesh网络路由研究

针对多电台多信道无线mesh网络中AODV-MR路由判据是基于最小跳数,并且缺乏动态的负载均衡机制,不能选择和维护高性能的路由。针对以上不足,考虑无线链路传输速率、包损失率、流干扰以及通信负载,引入多尺度衡量路由判据MOWCETT和动态负载均衡机制,提出一种改进路由协议-OMAR。利用NS2仿真平台,仿真结果表明OMAR路由协议使路由性能得到改善。     

无线mesh网络中编码感知且负载均衡的组播路由

提出一种新的基于网络编码的负载均衡路由量度CRM-LB(coding-aware routing metric with load balancing),CRM-LB在CRM(coding-aware routing metric)的基础上增加了对路径p上所有节点通信密集程度与网络拥塞程度的考虑。进一步提出了基于CRM-LB的无线mesh网络多播路由CLR(coding and load-balancing routing)。该协议可以增加网络编码机会,同时考虑到网络中的负载均衡。通过性能分析和仿真实验表明,该协议在提高多播吞吐量的前提下,不仅能更好地支持网络编码,而且网络负载基本均衡。     

一种新的基于最大流的无线Mesh网络信道分配算法

在无线Mesh网络中,为节点配置多接口多信道MAC协议成为提高网络性能、扩大网络容量的有效手段之一。有效的信道分配策略在多信道无线Mesh网络中显得尤为重要。本文提出一种基于最大流的信道分配算法。该算法通过最大流计算网络中可达到的最大吞吐量,以此作为网络负载标准进行信道分配,将降低整个网络的总体干扰作为目标函数进行优化。仿真结果表明,即使在网络负载较重的情况下,算法仍能保持较好的性能。     

无线Mesh网中基于信道感知的多径路由判据

无线Mesh网是一种新型的宽带无线接入网络,其中路由算法的设计是一个非常活跃的研究领域。WCETT路由判据仅适于单径路由协议,但是多路径路由能够提供负载平衡和较高的总带宽。为了提高网络性能,在综合考虑无线链路质量和信道间干扰的基础上,提出了一种新的多径路由判据CAM-WCETT。仿真结果表明,该方案能显著提高网络的吞吐量。     

高动态Ad Hoc路由协议性能分析

Ad Hoc网络是一种没有固定设施的无线移动自组织网络,动态变化的拓扑结构对路由协议的性能有着重要影响。研究了动态源路由(DSR)协议、Ad Hoc按需距离矢量(AODV)路由协议和最优链路状态路由(OLSR)协议3种传统路由协议,利用OPNET软件作为仿真工具,设计了2种不同网络规模条件下空中飞行平台网络拓扑结构背景的高动态仿真方案,通过比较网络时延、归一化网络吞吐量、路由负载和数据传送成功率,分析了它们的性能。仿真结果表明,OLSR协议的综合性能优于其它协议,更适合于节点高速移动且网络拓扑结构频繁变化的Ad hoc网络,并为下一步研究打下基础。     

A Cross-Layer Optimization Framework for Multihop Multicast in Wireless Mesh Networks

The optimal and distributed provisioning of high throughput in mesh networks is known as a fundamental but hard problem. The situation is exacerbated in a wireless setting due to the interference among local wireless transmissions. In this paper, we propose a cross-layer optimization framework for throughput maximization in wireless mesh networks, in which the data routing problem and the wireless medium contention problem are jointly optimized for multihop multicast. We show that the throughput maximization problem can be decomposed into two subproblems: a data routing subproblem at the network layer, and a power control subproblem at the physical layer with a set of Lagrangian dual variables coordinating interlayer coupling. Various effective solutions are discussed for each subproblem. We emphasize the network coding technique for multicast routing and a game theoretic method for interference management, for which efficient and distributed solutions are derived and illustrated. Finally, we show that the proposed framework can be extended to take into account physical-layer wireless multicast in mesh networks     

EPTR: expected path throughput based routing protocol for wireless mesh network

For effective routing in wireless mesh networks, we proposed a routing metric, expected path throughput (EPT), and a routing protocol, expected path throughput routing protocol (EPTR), to maximize the network throughput. The routing metric EPT is based on the estimated available bandwidth of the routing path, considering the link quality, the inter- and intra-flow interference and the path length. To calculate the EPT of a routing path, we first calculate the expected bandwidth of the link and the clique, and then consider the decay caused by the path length. Based on EPT, a distributed routing protocol EPTR is proposed, aiming to balance the network load and maximize the network throughput. Extensive simulations are conducted to evaluate the performance of the proposed solution. The results show that the proposed EPTR can effectively balance the network load, achieve high network throughput, and out-perform the existing routing protocols with the routing metrics previously proposed for wireless mesh networks.     

基于Q学习算法的Ad Hoc网络自适应DSR协议研究

提出了一种用于Ad Hoc网络改进的基于Q学习算法的自适应动态源路由(DSR)协议。该协议能在网络状态较好的情况下减小开销,在网络状况较差的情况下改善端到端时延和吞吐量性能。仿真结果表明,自适应Q-DSR协议能够提升传统DSR协议的性能,是简单高效的路由协议。     

链路累积干扰（CIL）在无线Mesh网络中的应用

由于无线Mesh网络具有无线节点的静态性或半静态性以及共享无线媒介等特性,因此在无线Mesh网络中设计路由判据对网络的整体性能起着至关重要的作用。分析了现有的最小跳数（hop count）、期望传输次数（ETX）、加权累积ETT（WCETT）、MIC等4种路由判据,并指出它们的优缺点。最后提出了一种链路累积干扰（CIL）的路由判据方法,从理论上分析其优点,给出仿真结果。仿真结果说明,这种链路累积干扰路由判据能明显改善网络性能。     

一种面向移动Ad Hoc网络DSR协议的改进泛洪算法

在移动自组织网络中,基于移动节点地理位置辅助信息,提出了一种新的泛洪算法——位置辅助泛洪改进算法（ILFA）,ILFA通过节点位置信息重传广播分组并有效控制网络流量。此外,将ILFA应用于经典MANET源路由（dynamic source routing,DSR）协议中,通过限定请求区域和期望区域等限制路由发现的有效范围,进而通过设置提名广播重传邻居列表限定路由请求分组重传范围,有效减小DSR路由寻路分组的传播次数。仿真结果证明,和传统泛洪方案相比,ILFA能够有效减小DSR路由协议的路由开销并提升MANET吞吐量。     

一种适用于无线移动Mesh网的路由算法

针对无线移动Mesh网络的特点,以先应式最优链路状态路由协议为基础,整合有限分发路由信息机制与高效分发路由信息机制。结合自适应的检测模块,提出了一种自适应视觉朦胧的链路状态路由协议———自适应视觉的朦胧的链路状态(Adaptive Fuzzy Sighted Link State,AFSLS)路由协议。NS2仿真结果表明,AFSLS路由协议在平均时延、网络吞吐量以及丢包率方面有良好的性能,能够满足无线移动Mesh网络对路由协议的要求。     

无线Ad hoc网络机会路由的实现与仿真

在无线自组织网络中,路由协议对网络的性能起着关键性作用。然而由于无线信道的不稳定性经常造成通信中断而需重建路由,使自组织网传统路由协议的效率大大降低。提出了一种应用于无线自组织网络的机会路由协议（WAOR）,利用无线信道的广播特性和多径传输来增强链路的可靠性。采用网络仿真器NS2的仿真结果表明,WAOR的性能优于传统的动态源路由协议（DSR）和自组织网按需平面距离矢量路由协议（AODV）。