无线Mesh网络下基于网络编码的机会路由协议的改进

来源 :中国航天第二研究院 航天科工集团第二研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhongguorenaaa
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从移动Ad Hoc网络演变而来的无线Mesh网络(Wireless Mesh Network,WMN)是一种多跳的无线网格架构网络。具有大容量、高速率、宽覆盖和快速部署等优势,同时又能很好的融合多种异构网络。其中,路由协议的设计是WMN应用的关键技术之一。WMN带来了优势的同时,也带来了新的挑战。如何充分利用WMN的优势,平衡好WMN的网络特性,是协议设计的核心。  本文参考了国内外相关领域的研究,在充分了解WMN架构的基础上总结了WMN的优势和设计难点,对路由协议也做出了分类和举例。网络编码和机会路由技术的出现为路由协议设计提供了广阔的思路,其中MORE(MAC-independent Opportunistic Routing&Encoding)协议是第一个成功实现的流内编码机会路由协议。但MORE协议并没有考虑主动编码的可能性,局限于数据流内部的数据传输,也没有提供QoS(Quality ofService)保障。对此,本文提出了Q-HEOR(QoS-Hybrid Encoding&Opportunistic Routing)协议,来解决MORE协议中出现的问题。创造性成果如下。  (1)针对MORE协议没有考虑网络中间节点的编码可能,又局限于数据流内部的数据传输的问题,本文分析了网络拓扑模型,基于网络拓扑模型假设,提出了混合网络编码模型,利用中间节点主动监听编码机会,实现不同流间数据的编码传输,同时也能保障流内数据的正常传输。(2)提出QoS时延约束模型。通过数学理论推导出中间节点侦听流间编码机会的时延约束方程。(3)应用两个模型,提出了Q-HEOR协议,在QoS时延约束前提下提高数据包的编码机会,从而提高网络的服务性能。  基于OPNET的3*3和5*5节点仿真场景表明,Q-HEOR的路由方案,在吞吐量上比MORE协议多出16%以上,在时延性能上平均比比MORE协议减少19.3%,在信道利用率方面比MORE协议平均高出7.1%。
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