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无线Mesh网络故障诊断与恢复研究

纪磊  
【摘要】:无线Mesh网络作为一种新型的移动分布式网络结构,具有自组织、自修复,自管理的能力,无需基础设施的支持,易于部署,在军事、民用、商业、科研等许多领域具有广阔的应用前景和很高的应用价值。无线Mesh网络的特点是资源受到限制,并且容易受环境干扰等因素的影响,无线节点较为脆弱,很容易发生故障甚至死亡,节点正常功能的丧失将会影响无线Mesh网络的正常运行,甚至导致网络的中断,无法为用户提供服务。由此可见当节点发生故障时,网络中的其它正常节点能够及时、快速地诊断并对故障节点进行相应的处理已经成为一个突出和重点的问题。设计具有良好性能的,高效的,适应动态拓扑需要的故障诊断方案和故障恢复方案是无线Mesh网络研究的重点和难点。 本文以无线Mesh网络为基础,首先对无线Mesh网络的基本概念、特点以及应用领域做了简单的描述,并详细阐述了故障诊断方面的研究现状。其次,在基于比较模型的故障诊断方法的基础上,提出了基于分层的、分布式的自诊断方案,能够准确地诊断故障节点,增强了网络的可靠性。再次,在分层的Mesh网络拓扑结构基础上,采用改进的比较模型,提出了改进的基于分层的、自适应的、分布式的自诊断方案,构造了最短路径生成树结构,使得节点能够及时、快速的诊断故障节点,性能分析和仿真结果表明该方案大大地降低了系统的通信复杂度和时间复杂度。最后,基于前文提出的无线Mesh网络的自诊断方案,提出了基于局部恢复技术的故障恢复方案,在较小的通信和能耗代价情况下,实现了网络的拓扑恢复功能,提高了网络的容错能力,保证了网络的正常运行。


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