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无线Mesh网络(Wireless Mesh Network,WMN)是一种新型宽带无线网络,主要用于不同应用场景的无线接入。它具有高覆盖、高带宽、安装方便等特点,已经成为下一代无线网络的关键技术之一。而路由技术作为WMN的关键技术,将会成为WMN技术研究的重点和热点。
本文首先从WMN的基本概念入手介绍了WMN的结构、特点、相关标准及应用场景,比较了WMN与传统无线网络,介绍了基于IEEE802.11s的WMN。本文的主要研究内容为基于IEEE802.11SWMN的路由技术。WMN的路由技术主要有先应式路由,按需路由和混合路由三种。不同的路由技术适用于不同规模和不同性能需求的网络。当使用先应式路由时,源节点能够快速的找到到达目的节点的路由,但这种技术需要不断维护网络拓扑,开销较大。而按需路由仅在要发送数据时才查找路由,开销较小,但时延增大。将两者结合起来可以形成混合路由。HWMP便是一种混合无线网状网协议,它将基于树的先应路由协议和按需路由协议结合使用,是IEEE802.11sWMN的默认路由协议。本文分析研究了HWMP的基本工作原理,通过分析其性能,发现该协议存在一些问题,比如使用广播查找按需路由的方法会耗费大量时间并且开销也较大。当网络规模增大时,数据包的碰撞和丢失也会随之增加。针对这些问题,本文提出了一种新的混合无线网状网协议SNCP(源节点计算协议)。该该协议也将先应路由和按需路由结合,使发送数据的源节点能够通过从根节点得到的先应路由信息结合本节点自身存储的全网邻居信息快速计算出到目的节点的路由。新协议不需要广播寻路,节约了资源,减少了数据包的碰撞和丢失。最后,通过搭建基于OPNET的IEEE802.11sWMN仿真模型,将HWMP协议及提出的新协议进行网络仿真。通过对仿真结果的分析比较可以看出,当目的节点在Mesh网络内部时,提出的新协议在数据包到达率、路由开销和平均端到端时延性能方面都要优于HWMP。而当目的节点在Mesh网络外部时,SNCP在路由开销和平均端到端时延性能方面要略差于HWMP。但总体看来,SNCP性能优于HWMP。