無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)與協(xié)作中繼技術(shù)(編輯修改稿)
2024-09-19 03:20 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 接口上使用多個(gè)信道的潛在能力。動(dòng)態(tài)切換方法的主要問(wèn)題在于如何決策何時(shí)切換信道，以及將接口切換到哪一個(gè)信道?！ ?3) 混合分配方式 混合信道分配方式[12]結(jié)合了固定分配和動(dòng)態(tài)分配的特點(diǎn)。在這種方式下，一部分接口使用固定分配方式，其他接口使用動(dòng)態(tài)分配方式。固定接口可以分配一個(gè)專(zhuān)門(mén)的控制信道，或者是一個(gè)數(shù)據(jù)/控制混合信道，而其余的接口可以動(dòng)態(tài)地在信道間進(jìn)行切換。3 WMN中的路由優(yōu)化 在多跳網(wǎng)絡(luò)中，由于相鄰無(wú)線鏈路間存在相互干擾，使得中繼節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程將會(huì)抑制其鄰居節(jié)點(diǎn)的發(fā)送，所以，在WMN中，不同路徑的數(shù)據(jù)流間，同一路徑上相鄰鏈路間都存在某種程度的干擾，制約著WMN的網(wǎng)絡(luò)容量?！ ×硪环矫?，WMN的骨干網(wǎng)具有拓?fù)湎鄬?duì)穩(wěn)定，無(wú)功耗約束，多跳中繼，業(yè)務(wù)流量匯聚于網(wǎng)關(guān)等特點(diǎn)，所以可以通過(guò)對(duì)路由的合理優(yōu)化，減小無(wú)線鏈路干擾，提高網(wǎng)絡(luò)容量?！ ?WMN中路由度量的選取 路由度量是路由選擇的基礎(chǔ)，傳統(tǒng)無(wú)線Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中所普遍采用的跳數(shù)不能反映出多跳網(wǎng)絡(luò)中的干擾特性，對(duì)QoS支持力度很弱。所以WMN應(yīng)該采用支持QoS的路由度量機(jī)制，根據(jù)無(wú)線鏈路狀態(tài)以及高層需求等信息，綜合評(píng)估鏈路度量值，并形成最優(yōu)路由，有效增加網(wǎng)絡(luò)可用帶寬和容量。 無(wú)線信道通信質(zhì)量依賴于背景噪聲、障礙物、信道衰減以及其他通信產(chǎn)生的干擾等。一般鏈路層協(xié)議在有數(shù)據(jù)幀發(fā)生丟失時(shí)，通常會(huì)進(jìn)行重傳操作。根據(jù)此特點(diǎn)，De Couto等人提出了基于期望傳輸次數(shù)(ETX)的路由度量方法[13]，ETX定義為WMN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的MAC層在一條無(wú)線鏈路上成功交付一個(gè)數(shù)據(jù)幀所需傳輸次數(shù)的期望值?；贓TX的路由算法認(rèn)為，降低幀重傳次數(shù)也就是增大了網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。所以，這類(lèi)路由算法選擇最優(yōu)路徑上所有鏈路的ETX的總和應(yīng)為最小?！ oksal等人通過(guò)研究指出[14]，由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信道狀態(tài)的時(shí)變性，ETX不能夠準(zhǔn)確的度量無(wú)線信道質(zhì)量。為了解決這個(gè)問(wèn)題，Koksal等人在ETX的基礎(chǔ)上提出了修正EXT(mETX)方法作為路由度量參數(shù)[15]，在度量值中引入表示信道的相對(duì)較快變化特性的參數(shù)?！ ≡谧顑?yōu)路徑的選取過(guò)程中，還應(yīng)采用跨層協(xié)作機(jī)制，綜合考慮高層與鏈路層對(duì)誤比特率的要求，例如傳輸控制協(xié)議(TCP)要求在某條鏈路上誤幀重傳次數(shù)不能超過(guò)給定門(mén)限值，若超過(guò)門(mén)限，將引起傳輸層重傳，觸發(fā)TCP慢啟動(dòng)機(jī)制，造成網(wǎng)絡(luò)性能的降低。有效傳輸次數(shù)(ENT)[15]度量方法的引入較好地解決了這個(gè)問(wèn)題。研究表明，在真實(shí)的WMN網(wǎng)絡(luò)中使用ENT路由方式，相對(duì)于ETX方式，平均丟幀率可以降低50%。 WMN中負(fù)載均衡路由 負(fù)載均衡的主要?jiǎng)訖C(jī)是通過(guò)均衡網(wǎng)絡(luò)資源的使用，從而提高網(wǎng)絡(luò)容量和節(jié)點(diǎn)的吞吐率。在WMN網(wǎng)絡(luò)中，負(fù)載不均衡主要體現(xiàn)在網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)中心部分以及瓶頸節(jié)點(diǎn)處?！ MN網(wǎng)絡(luò)中，大量流量將在網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)匯聚，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的處理能力將制約整個(gè)WMN網(wǎng)絡(luò)的容量。對(duì)于多網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的WMN網(wǎng)絡(luò)，要考慮如何在網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)間分配流量，避免負(fù)載不均。特別的，當(dāng)各個(gè)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)具有不同類(lèi)型、不同帶寬的外部接入鏈路時(shí)，還需要綜合考慮到這些不同外部接入鏈路的傳輸能力對(duì)負(fù)載均衡分配方案的影響?！ ≡诰W(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行負(fù)載均衡通常采用的策略有：基于移動(dòng)邊界的負(fù)載均衡(MBLB)、基于節(jié)點(diǎn)分割的負(fù)載均衡(PHLB)、基于概率分條的負(fù)載均衡(PSLB)。在MBLB和PHLB方法中，每個(gè)Mesh節(jié)點(diǎn)各自僅利用一個(gè)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)作為出網(wǎng)通道；而PSLB方法中，每個(gè)Mesh節(jié)點(diǎn)可以分別同時(shí)利用多個(gè)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)作為出網(wǎng)通道，這樣在理論上可以達(dá)到完全負(fù)載均衡?！ MN網(wǎng)絡(luò)中心區(qū)域的節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)相比，容易產(chǎn)生過(guò)載現(xiàn)象，原因是大部分采用“最短路徑”的路由算法會(huì)使的中部節(jié)點(diǎn)正好位于大多數(shù)“最短路徑”上。該問(wèn)題的解決方案是通過(guò)路由的方式，將負(fù)載動(dòng)態(tài)分布在較輕負(fù)載的節(jié)點(diǎn)上，避免對(duì)中心區(qū)域節(jié)點(diǎn)的過(guò)載。解決方案大都采用基于環(huán)狀路由的負(fù)載均衡方法[16]，其基本思想是：將整個(gè)WMN網(wǎng)絡(luò)區(qū)域劃分為多個(gè)同心環(huán)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都位于一個(gè)環(huán)中。從環(huán)i中的源節(jié)點(diǎn)到環(huán)j中的目的節(jié)點(diǎn)的流量盡可能的不傳遞到環(huán)i和環(huán)j外的節(jié)點(diǎn)上去?！ ‖F(xiàn)有的基于環(huán)的負(fù)載均衡算法有：外環(huán)優(yōu)先路由法(PORS)、內(nèi)環(huán)優(yōu)先路由法(PIRS)、目的環(huán)優(yōu)先路由法(PDRS)、源環(huán)優(yōu)先路由法(PSRS)。其中PORS和PIRS分別將主要流量集中在外環(huán)或內(nèi)環(huán)中，而PSRS和PDRS是前兩種方法的綜合，將流量分配在內(nèi)外環(huán)中，進(jìn)一步均勻了負(fù)載。從圖4中可以看出，相對(duì)于傳統(tǒng)的最短路徑算法，以上4種方法可以分散流量，有效減輕中心區(qū)域節(jié)點(diǎn)的負(fù)載?！ 〕艘陨戏治龅呢?fù)載均衡方法外，還有一些問(wèn)題亟待研究，例如：負(fù)載均衡優(yōu)劣的度量、流量分配的穩(wěn)定性、流量的分割和負(fù)載均衡對(duì)路由的影響以及由于流量分割產(chǎn)生的亂序現(xiàn)象對(duì)TCP性能的影響、節(jié)點(diǎn)如何跨層感知負(fù)載情況并形成基于跨層協(xié)作的負(fù)載均衡算法等。4 結(jié)束語(yǔ) WMN是一種特殊的Ad hoc網(wǎng)絡(luò)，具有分層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其傳輸骨干網(wǎng)具有多跳、拓?fù)浞€(wěn)定、無(wú)供電約束等特性。同時(shí)作為寬帶無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)，WMN通過(guò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與其他類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，業(yè)務(wù)流量相對(duì)匯聚。如何針對(duì)WMN的特點(diǎn)，提高網(wǎng)絡(luò)的通信性能仍然是目前研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，而增加WMN的網(wǎng)絡(luò)容量是其中關(guān)鍵而又基礎(chǔ)的問(wèn)題。除此之外，尚有一些關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題有待進(jìn)一步解決，如WMN的QoS保障、分布式網(wǎng)絡(luò)管理、
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