摘 要：根据无线Mesh网络的结构特点，对现有的路由协议进行了分析，并针对其中一种典型的路由协议AODV延时过大的缺点进行了优化，即I-AODV。其在AODV中引入表驱动的机制，增加维护的邻居节点数目，获得更多节点的路由信息，在路由建立时达到降低网络延时的目的。最后通过仿真软件NS-2进行了模拟测试，测试结果表明，I-AODV的网络延时等网络性能明显得到了改善。
关键词：无线Mesh网络；路由协议；AODV；I-AODV；网络延时
无线Mesh网WMN（Wireless Mesh Networks）也称无线网状网或无线网格网，是一种新型的无线“多跳”宽带网络，一种高容量、高速率的分布式网络。WMN是由移动Ad hoc网络发展演变而来，并结合了WLAN（Wireless Local Area Networks）的一些关键技术，但更类似于移动Ad hoc网络的结构和性能。
1 WMN路由协议设计
由于WMN的结构与移动Ad hoc网络和WLAN都有所不同，因此必须设计适合WMN的路由协议。WMN从本质上来说是属于移动Ad hoc网络，而无线“多跳”网络所共同面对的一个关键问题就是如何选择合适的路由。因此，其路由协议设计原则上可以沿用移动Ad hoc网络的路由协议，但需要考虑其自身的特点。
WMN的网络结构如图1所示。从图1可以看出，Mesh骨干网和终端用户网具有各自的特点。WMN的骨干网路由器（MR）移动性非常低，并且不受能耗限制，而终端用户则由电池供电，需要节能效率高的路由协议。又由于终端节点的计算、通信和存储能力有限，因此要求WMN路由协议简单、高效、稳定，并能较好地适应网络拓扑的动态变化。
2 WMN网络路由协议
参照移动Ad hoc网络路由协议的设计，WMN网络路由协议可以大致分为表驱动路由协议、按需路由协议和分级路由协议。表驱动式路由协议主要包括DSDV、WRP和GSR等；按需路由协议主要包括DSR、AODV和TORA等；分级路由协议主要包括ZRP、ZHLS和DST等，如图2所示。
3.5 仿真结果及分析
本文在相同的仿真环境里对AODV、I-AODV路由协议进行仿真和比较其路由协议性能，分别采用建立时间、路由开销、端到端平均延迟和平均跳数4个性能指标来对仿真结果进行分析，仿真结果如图7所示。
分析实验数据可以得出：
（1）从路由建立时间来看，I-AODV比AODV要小，这主要是由于I-AODV协议中每个节点存放了相邻2跳节点的信息，节省了一部分路由建立时间。
（2）从路由开销来看，I-AODV的路由开销和AODV相比并没有提高，反而还略有下降，这主要是由于增加了hello包携带的信息和增加了每个节点维护的邻节点数目所导致的。本文只是增加了一跳范围内节点，如果再增加一跳或两跳，那么因此而增加的路由开销将是非常可观。
（3）从端到端平均延时来看，I-AODV比AODV要略为小些，路由建立时间短，平均延时也必将随着减小，这也是由于每个节点增加了维护的邻节点数量的原因。
（4）以跳数来看，I-AODV路由建立的平均跳数也比原AODV要小。跳数越小，网络性能越好，特别是在目的节点距离比较近的情况下，就能直接找到路由，而不需要通过广播路由报文来寻找和建立路由。
从上面的分析可以得出结论：在相同的环境下，对AODV进行了优化后，I-AODV明显地提高了网络性能，其减少了路由建立时间、端到端的延时和平均跳数，而且路由开销并没有显著增加。因此，I-AODV更能适应WMN网络。
WMN由于具有高可靠性、可扩展性以及良好的建设成本，已经引起了越来越多的重视和发展，而路由技术作为WMN的关键技术之一，有着非常广泛的研究和实用价值。本文详细介绍了基于WMN的AODV路由协议，并进行适当的优化，提出了I-AODV路由协议，即在AODV中引入分层的思想，对Hello报文进行改进，增加了维护的邻节点（2跳）数目，并分析了I-AODV在理论上的可行性。最后，利用NS-2仿真软件进行模拟实验，实验结果证明了改进后的路由协议I-AODV在网络综合性能上比原AODV具有明显改善。
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