《以实验室为基础的多跳无线测试平台寻址的可扩展性》.doc

第一章绪论：介绍了课题研究的背景、现状及意义，并列出了全文的组织结构。 第二章无线Mesh网络路由相关技术：从路由角度介绍了无线Mesh网络的概况。首先介绍了无线Mesh网络的组网结构和网络特点，然后对现有的路由策略进行分析，并重点描述了无线Mesh网络现有的路由协议，包括先验式路由协议、反应式路由协议和混合式路由协议三大类。 第三章无线Mesh网络的可扩展性：主要介绍了无线Mesh网络的可扩展性，包括无 线网络的可扩展性分析以及Mesh网络在可扩展性方面的相关技术研究现状，并分析总结 了现有的路由协议在可扩展性方面的缺陷。其中无线Mesh网络区别与其他无线网络的特 性是分析和研究的立足点。 第四章Mesh树分布式链路状态路由协议：详细介绍了Mesh适配树的逻辑拓扑结构 以及自适应地址块的实现机制，在此基础上，结合无线Mesh网络路由节点移动性较小、 路由信息更新慢等特点，提出了Mesh树分布式链路状态(MTDLS)路由算法，最后对该 协议在可扩展性方面进行了理论分析。 第五章仿真比较：对MTDLS路由算法进行仿真分析，并与AODV路由协议进行比较，证明该协议在可扩展性方面的优点。 第六章总结和展望：对本文工作进行了总结，并指出需要进一步改进的内容。 无线Mesh网络是一种新型的宽带无线通信网络，它既类似于Ad Hoc网络具有自形成、自组织、自修复、多跳通信等特点，又因为其移动性较低、拓扑结构相对稳定等特点区别于Ad Hoc网络，可以看成是WLAN和Ad Hoc网络的融合。从理论上来说，这种开放式的网络架构可以获得较好的可扩展性，然而无线Mesh网络的大规模组网却面临着较多的实际问题，现有的通信协议随着网络规模的扩大，都存在一些实现的难题和不足。无线Mesh网络的路由协议多是借鉴于Ad Hoc网络的路由协议，随着网络规模的扩大，路由协议的开销急剧上升，算法收敛困难，路由延迟增大，路由修复困难，网络性能严重下降。因此根据无线Mesh网络自身的特点，设计出一种路由策略，来提高其可扩展性，是一项富有挑战性的研究课题。 本文立足于无线Mesh网络区别于其它移动自组织网络的特点，分析比较了现有的路由协议在可扩展性方面的特点和不足，然后借鉴核心树的逻辑拓扑结构和自适应地址块分配机制，定义了Mesh适配树的逻辑拓扑结构，提出并实现了Mesh树分布式链路状态（MTDLS）路由策略，理论上证明MTDLS的可扩展性之后，用OPNET仿真工具对算法进行了仿真。 所提出的MTDLS路由策略通过将网络拓扑反映在逻辑地址上，然后根据每个节点所维护的邻居节点状态列表，可以判断出一个数据包该往哪个方向（区别于下一跳）转发。下一跳地址是从每个转发节点的邻居节点状态列表中得到的。在数据转发时，路由的实施过程将不再需要经历传统的路由发现，从而就省去了数据包转发之前路由路径的发现时间，同时每个节点仅仅维护自己的Ｎ跳的邻居节点的信息，相比传统的路由协议中需要维护大量的路由表节省了很多存储空间，并且减少了通信开销以及能量消耗。仿真结果证明了算法的有效性。 第一章绪论 无线网络的发展日新月异，新的技术和标准不断涌现，新的无线网络架构也不断被提 出；随着无线用户对高速宽带接入的需求，无线Mesh网络(Wireless Mesh Network，WMN) 技术应运而生。“Mesh的中文含义为“网孔”，Mesh网络是指所有的节点(如路由器、交换机、主机等)都相互连接。实际中绝大多数的Mesh网络只是通过部分节点相互连接，各用户节点可以通过相邻的用户节点，并以多跳通信方式实现到骨干网的连接，新用户节点可以通过它周围的其它用户节点很方便地接入到网络中。在网络扩展时，由于不再需要中心节点，从而可以极大地减少整个网络的建设成本。过去的无线网络，无论是移动Ad Hoc网，还是无线区域网(无线个人域网WPAN、无线局域网ⅥLAN、无线城域网WMAN、无线广域网WWAN)，以及蜂窝移动网络，都还没有和无线Mesh网络一样能够支持迄今为止最大的无线宽带覆盖。无线Mesh技术的出现代表着无线网络技术的又一大跨越，被认为是未来无线通讯技术发展的方向之一，有着极为广阔的应用前景。无线网络技术是当前获得迅速发展的技术之一，它允许移动用户采用更加灵活方便的方式接入网络。典型的无线网络WLAN通常具有两种组网形式: 中心结构网络(Infrastructured network)和Ad Hoc网络(Infrasturctureless network) 中心结构网络由移动主机和包含固定有线网关的网络组成。在无线覆盖范围内，移动主机与基站(固定有线网关)进行通信，并可在通信过程中移动。当移动主机离开原基站的无线覆盖范围后，它可与另一个基站建立连接并通过该基站继续进行通信。在这种组网和通信方式中，基站的位置是