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IEEE802.11s无线Mesh网络负载均衡机制的研究

黄海月  
【摘要】:无线Mesh网络是一种多跳、高速率、高容量的新型无线网络,它融合了无线局域网和Ad hoc网络的特征,是网络“最后一公里”宽带接入的关键技术之一。作为一种分布式网络,多节点之间如何进行动态任务分配在很大程度上影响网络性能。现阶段无线Mesh网络的负载均衡技术在提高网络吞吐量,合理分配网络资源等方面存在尚未完全解决的问题,因此有必要对这些问题作进一步研究。 由于无线Mesh网络节点和组网的特殊性,其负载均衡策略不同于传统的Ad hoc或是无线局域网。本文针对无线Mesh网络的分层特点,提出层次负载均衡的概念,设计了一种新的层次负载均衡机制。 论文首先介绍了无线Mesh网的基本概念、负载均衡问题产生的原因和研究现状,分析了无线Mesh网终端接入存在问题,并在负载控制方面对现有无线Mesh网络路由协议进行分析,通过对不同算法和协议的对比得出终端接入和负载路由协议应该满足的要求。针对现有终端接入控制技术的不足,提出了一种基于负载均衡的接入控制算法——LBAA。该算法通过设计接入控制权值函数,对终端进行接入负载均衡控制,达到平衡mesh接入点的负载、合理分配网络资源的目的;同时,针对IEEE 802.11s无线Mesh网默认路由协议HWMP在路由负载控制方面的不足提出了改进方案,设计了一种具有动态负载均衡机制的混合路由协议——DLB-HWMP,该协议在路由选择和路由维护过程中使用负载约束权值函数和中间节点消息控制规则,综合考虑mesh路由器负载大小和当前信道质量,并能在网络繁忙时对中间节点进行消息屏蔽,以此优化网络资源使用、解决拥塞、提高吞吐量。论文在NS2仿真环境中对LBAA和DLB-HWMP进行了仿真,结果表明新的算法和协议在提高网络吞吐量和端到端延迟等方面有明显改进。


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