基于跨层设计的无线mesh网络路由协议的研究

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1、分类号TP393密级公开UDC004学位论文编号D-10617-30852-(2016)-02014重庆邮电大学硕士学位论文中文题目基于跨层设计的无线Mesh网络路由协议的研究英文题目ResearchonWirelessMeshNetworkRoutingProtocolBasedonCross-LayerDesign学号S130231014姓名侯堂杰学位类别工程硕士学科专业计算机技术指导教师龙昭华教授完成日期2016年5月30日重庆邮电大学硕士学位论文摘要摘要随着无线通信技术的蓬勃发展，新兴的无线通信技术层出不穷，传统的蜂窝状网络结构和无线通信技术已经不能够满足

2、技术和市场的需求，未来无线通信网络将会是多种无线通信接入技术并存、协同工作的融合型网络。无线网状网络是一种新型的自组织无线通信网络，因其具有特殊的网状结构和良好的网络特性被学者和市场所关注。这些新型网络技术中，一个关键性技术就是无线Mesh网络路由协议跨层设计的优化问题：传统的网络分层结构设计要求各层独立处理数据并反馈信息给下一层，是网络通信的经典框架结构，为人类信息技术的高速发展奠定了理论框架基础。音视频等多媒体业务的爆发式增长，使传统的网络分层设计成为了网络性能优化的一个重要瓶颈。因此，跨层设计的无线Mesh网络路由协议研究逐渐成为无线通信技术领域的热点技术之

3、一。首先，论文针对无线Mesh网络的移动节点给出了基于移动节点的MX-MAC协议：该协议在原有X-MAC协议基础上进行了优化，重点优化设计了移动节点的通信过程，增加了移动节点的退避算法，此协议主要是为了增加无线Mesh网络的生存周期，降低碰撞的概率。其次，论文提出了一种基于跨层设计的CLRM-HWMP路由协议：该协议在HWMP协议的基础上进行了优化，增加了一种跨层设计的路由判据CLRM，同时设计了该路由协议的先验式路由和按需路由算法。通过NS-3网络仿真软件对X-MAC和MX-MAC以及HWMP和CLRM-HWMP、CAETT验证分析得出：MX-MAC协议减少了数

4、据包的冲突和重传，增加了整个网络的生命周期，降低了无线Mesh节点的碰撞几率；CLRM-HWMP路由协议降低了节点端到端时延，提高了网络吞吐量，改善了无线Mesh网络的整体性能。最后，论文在无线Mesh网络下，基于提出的两个协议实现了视频监控应用系统：在Linux下搭建了无线Mesh网络实验平台；设计并实现了无线Mesh网络环境下基于CLRM-HWMP路由协议的VLC视频流传输保存方案，验证了CLRM-HWMP协议的可行性。关键词：无线Mesh网络，MX-MAC，CLRM-HWMP，视频传输I重庆邮电大学硕士学位论文AbstractAbstractASthedev

5、elopmentofthewirelesstelecommunicationtechnology,thenewtelecommunicationtechnologyisemerginginanendlessstreamandthetraditionalwirelesscellularstructurenetworkandwirelesstelecommunicationtechnologycannotmeettherequirementsofthetechnologyandthemarket.Inthefuture,thewirelesstelecommunica

6、tionnetworkwillbeanintegratednetworkwithseveralaccesstechnologyofthewirelesstelecommunicationcoexistingandcooperating.Andthen,thewirelessmeshnetwork,anewself-organizingwirelesstelecommunicationnetwork,whichhasparticularmeshstructureandgoodnetworkcharacteristics,hasbeenconcernedbyschol

7、arsandtheindustry.Forthenewnetworktechnologies,thereisakeytechniqueaboutthecross-layeroptimizedesignofwirelessmeshnetworkroutingprotocol:thetraditionalhierarchicaldesignnetworkstructure,processingdataineachlayerandtransmittingthefeedbackinformationtothenextlayerindependently,isthetypi

8、calfr