多跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)路由關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、多跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)不需要網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，具有組網(wǎng)靈活、易于擴(kuò)展、自組織、自修復(fù)和低部署成本等優(yōu)點(diǎn)，因此它們被廣泛用于無(wú)法或不方便建立網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施以及只需臨時(shí)性組網(wǎng)通信的場(chǎng)景。路由直接決定多跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能，本文從路由測(cè)量和機(jī)會(huì)路由兩個(gè)方面對(duì)靜態(tài)單信道多速率多跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的路由展開研究。路由測(cè)量是路由協(xié)議選擇路由的依據(jù)，機(jī)會(huì)路由則是針對(duì)多跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的跨MAC層和網(wǎng)絡(luò)層的一種新路由技術(shù)。本文主要取得了以下創(chuàng)新性研究成果：
　　 1．信道競(jìng)

2、爭(zhēng)感知端到端時(shí)延路由測(cè)量
　　 鏈路質(zhì)量、鏈路傳輸速率以及共享信道的鄰近鏈路間的信道競(jìng)爭(zhēng)和傳輸干擾都對(duì)多跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能產(chǎn)生影響，然而現(xiàn)有多跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)路由測(cè)量不能準(zhǔn)確、有效地捕捉這些影響，因此不能產(chǎn)生最佳的路由。本文首先基于IEEE802.11MAC DCF信道訪問(wèn)模式建立無(wú)線鏈路傳輸模型，然后根據(jù)無(wú)線協(xié)議干擾模型建立信道競(jìng)爭(zhēng)模型，定義鏈路和節(jié)點(diǎn)的信道競(jìng)爭(zhēng)度為它們的信道占用時(shí)間與信道退避時(shí)間的比值；最后基于信道競(jìng)爭(zhēng)模型和鏈路

3、傳輸模型提出信道競(jìng)爭(zhēng)感知的多跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)端到端時(shí)延路由測(cè)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)多跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的鏈路質(zhì)量、鏈路傳輸速率以及信道競(jìng)爭(zhēng)的準(zhǔn)確和有效測(cè)量。
　　 2．機(jī)會(huì)路由傳輸協(xié)調(diào)機(jī)制
　　 現(xiàn)有基于batch map的機(jī)會(huì)路由傳輸協(xié)調(diào)機(jī)制的傳輸協(xié)調(diào)成功率隨著通信會(huì)話的進(jìn)行不斷上下振蕩，降低了機(jī)會(huì)路由的傳輸性能。本文首先定義批量滑動(dòng)窗口機(jī)制，提出基于批量滑動(dòng)窗口的機(jī)會(huì)路由傳輸協(xié)調(diào)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)批量連續(xù)的機(jī)會(huì)路由數(shù)據(jù)包傳輸，提高機(jī)會(huì)路由傳輸協(xié)調(diào)成功

4、率；然后用bit map代替batch map建立基于bit map的機(jī)會(huì)路由傳輸協(xié)調(diào)機(jī)制，通過(guò)降低傳輸協(xié)調(diào)開銷提高機(jī)會(huì)路由的傳輸性能。
　　 3．多數(shù)據(jù)流自主傳輸調(diào)度機(jī)會(huì)路由
　　 現(xiàn)有機(jī)會(huì)路由方案采用全局傳輸調(diào)度策略，破壞了多跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的空間重用性，增加了節(jié)點(diǎn)的傳輸延遲；現(xiàn)有機(jī)會(huì)路由方案未提及對(duì)多數(shù)據(jù)流傳輸?shù)闹С?，也未討論MAC層信道訪問(wèn)協(xié)調(diào)功能對(duì)機(jī)會(huì)路由的支持。本文首先提出機(jī)會(huì)路由自主傳輸調(diào)度策略，將全局機(jī)會(huì)路由調(diào)

5、度環(huán)分解為以各個(gè)候選路由節(jié)點(diǎn)為中心的自主傳輸調(diào)度環(huán)；然后基于自主傳輸調(diào)度策略提出支持多數(shù)據(jù)流的傳輸調(diào)度策略和傳輸協(xié)調(diào)機(jī)制；最后提出針對(duì)多數(shù)據(jù)流自主傳輸調(diào)度機(jī)會(huì)路由的批量傳輸-不握手信道訪問(wèn)分布式協(xié)調(diào)功能。
　　 4．傳輸速率感知的機(jī)會(huì)路由候選路由節(jié)點(diǎn)選擇和排序算法
　　 現(xiàn)有機(jī)會(huì)路由候選路由節(jié)點(diǎn)選擇和排序算法都以期望數(shù)據(jù)包傳輸次數(shù)為量化指標(biāo)，從而不能反映傳輸速率對(duì)機(jī)會(huì)路由傳輸性能的影響。本文以期望傳輸時(shí)延為量化指標(biāo)，迭代