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无线Mesh网络(Wireless Mesh Network,WMN)作为一种无线多跳的组网方式有着广阔的应用前景。使用WMN网络技术,用户可以不依赖于现有的网络基础设施,用较低的成本快速部署一个可覆盖较大区域的网络,满足随时随地的通信需求。近年来,随着以流媒体为代表的实时流业务的不断增长,用户迫切的希望WMN网络能够提供高性能的通信保证。而与有线网络相比,WMN网络的带宽资源还比较少,节点的处理能力还比较低,且存在客户节点在网络中移动的情况。因此,当前的一个研究热点是优化WMN带宽的使用,以提供对实时应用的支持,同时需特殊考虑对移动用户实时应用的支持。本文以设计和实现“一个支持用户透明接入和移动的实证网络”为依托,研究WMN网络中支持实时应用的技术,研究目标为设计WMN支持实时应用的解决方案。
本文的主要贡献有如下:
第一,设计并实现了MEMO系统:一个支持用户透明接入和移动的实证无线Mesh网络。MEMO系统不同于其它Mesh网络,其特点体现在以下几个方面:(1)MEMO系统具有自组织和易部署性;(2)移动终端的“零配置(zero-configuration)”特性,MEMO系统支持任何802.11协议的设备;(3)MEMO系统内的用户既可以端.端通信,又可以访问Internet;(4)MEMO 系统具有透明移动管理功能,移动用户可以在MEMO系统中无缝漫游。MEMO系统能够为用户提供接入服务与漫游支持,同时为研究WMN支持实时应用提供真实的实验环境。
第二,设计了基于链路冲突域最大团的带宽资源估算方法以及该算法的分布式实现方法。由于考虑了无线多跳网络中链路之间的干扰和竞争,本算法可以相对精确的计算出链路当前可用带宽,为支持实时应用框架中准入控制与流量控制的带宽判断提供依据。
第三,设计了WMN支持实时应用的一个解决方案SRAM,SRAM 框架由带宽估算模块、准入控制模块、流量控制模块和数据包分类模块组成。设计针对MEMO 系统的准入控制协议和控制 Best-effort 流对实时应用影响的流量控制算法。实现了SRAM 框架的 NS2 版本,模拟结果显示,采用SRAM方案可以有效的改善实时应用的服务质量。另外,本文提出“WMN网络中支持移动用户实时应用的问题”,并提出采用带宽预留的方法来解决这个问题。