网络路由协议的研究与应用

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1、第1章绪论1.1研究背景无线通信是经过电磁波在空间传播而不是借助传统的有线传输媒介，来实现信息传递的通信方式。由于无线通信的可支持的通信终端的移动性，因此它能够在有线通信不能实现的地理条件的地方仍能正常使用。无线收发设备成本低、体积小的优点，因此它被发现到目前为止已经有了很大的发展。无线通信系统可以分为基础设施网络和基础设施网络两种网络结构。在我们生活中日常见到的例如无线局域网（WLAN，WirelessLocalAreaNetworks）和蜂窝移动通信系统，以及近些年流行的无线个域网以及蓝牙技术等，这些通信技术实现需要提前建立一

2、个良好的基础设施的支持，属于基础设施网络体系结构。在许多无线通信技术的不断发展的同时，无线网状网络作为一种新的无线网络技术正在成为关注的焦点之一。无线Mesh网络又称为多跳无线网络，根据IEEE802.11标准，如802.16，802.20和3G移动通信技术，结合成一个多跳无线网络链接包含。无线网状网络是一种很有前途的宽带无线接入技术，它不光能增大无线系统的覆盖范围，还能够提高无线系统的带宽容量和通信的可靠性。无线网状网络与传统无线网络有很大的区别，它不但作为新式的宽带无线网络结构，还是一种高速率、大容量的分布式网络。无线网状网络

3、是因特网的无线版本，能够将它看成是移动自组织网络(Adhoc)和无线局域网(WLAN)的融合，并发挥了二者的优势。1.2研究目的及其意义在传统的无线局域网，每个客户端通过一个接入点（AP）的无线链路连接到接入网络，用户必须首先访问可以互相沟通的固定接入点之间，网络结构被称为单跳网络，任何无线设备在无线网状网络中每一个节点能够发送和接收信号，这些节点可以与一个或多个平等节点直接通信，这种方法也是跳更多的访问。这样，传统的WLAN已经可怜的低可伸缩性和健壮性的解决问题。无线网格技术的出现，代表着无线技术和大跨度，在家庭、企业、公共场所

4、等在许多领域有着非常广阔的应用前景。然而，随着应用的一种新型网络，无线网状网络想要成功的实现无线网状网络产品，最终形成一个实用、高效的网络，仍有相当多的关键技术需要我们来解决它。根据通信网络分层的思想，似乎目前每一层的关键技术问题是：天线的物理层技术，因为每个节点需要和多个节点向四面八方沟通，如果您使用简单的全向天线，覆盖的范围是十分有限的，而且也会带来一些干扰，从而使频谱利用率下降，并且降低降低网络能力。因此我们需要开发适合无线网状网络的特点，新天线技术；动态带宽分配管理技术的宽带无线接入设备的MAC层频谱资源往往是有限的，因此

5、必须充分利用信道资源，当前研究的人们关注如何提高系统容量、吞吐量等。确保网络能够有效地正确的操作是一个高质有效的路由协议的关键。传统互联网的路由协议主要是固定有线网络发达，他们不适合无线网状网络。移动自组织网络(特定的)路由协议的研究，虽然取得了一定的成就。无线网状网络是遗传的移动自组织网络的优点，无线网状网络和传统移动自组织网络的节点移动性，商业模式是不同的，因此，以往开发的一些移动自组织网络的路由协议是不能直接应用于无线网状网络的。在理论和实践中，通过路由协议适用于无线Mesh网络特性的研究和发展尤为重要。1.3国内外研究现状

6、尽管国内外学术界针对无线Mesh网络的路由协议进行过长期较多的讨论研究，但截至目前，对无线网状网络和移动自组织网络路由协议还没有提出正式标准。然而，根据目前国内外一些无线网状网络路由协议研究过程的分析可以发现，大多数无线网状网络的路由协议采用同样的模式的研究过程，也就是说，首先，分析更成熟更经典路由协议在移动自组织网络，然后结合无线网状网络本身的特点来选择改进的协议的一个角。最后，我们得到了无线网状网络的路由协议。路由判据的路由策略是无线网状网络路由协议的研究和开发，是一个高性能的基础的路由协议。因此我们在设计无线路由协议时，要考

7、虑下面的几个因素：(l)路由的健壮性。对于任何网络路径测量不确定性的表现不好，变化往往会导致大量的路由更新，和路由协议在路由更新频繁的情况下不能形成一个一致的，并可能损害正常的网络操作。捕获的路径路由策略类型是确定的路径度量的鲁棒性的主要因素，这取决于知觉负载和特定类型的拓扑结构。(2)确保拥有最好性能的路径的权重最小。设计路由判据可以捕获一些参数影响网络路由的性能，确保无线网状网络是有效利用资源，这些参数主要是链接能力，路径的长度，干扰，和丢包率等。(3)确保无路由环路。判断路由中是否会存在路由环路可以经过保序性。(4)能够找到

8、有效的算法用来计算出最小代价的路径。是否会有一个路由环是由保序顺序确定，和路由度量的有效算法必须具备的条件。对网络的路由协议算法国内外的研究主要有以下几点：①基于跳数协议的路由协议的路由算法：跳算法广泛应用于当前的路由协议（如DSR，AODV，基于