基于跨層設(shè)計(jì)的CLRM-HWMP路由協(xié)議研究

蔣緯昌,龍昭華,侯堂杰(重慶郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,重慶 400065)

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基于跨層設(shè)計(jì)的CLRM-HWMP路由協(xié)議研究

蔣緯昌,龍昭華*,侯堂杰
(重慶郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,重慶 400065)

在研究HWMP路由協(xié)議的基礎(chǔ)上引入跨層設(shè)計(jì)方法,綜合考慮數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)幀傳輸成功率DFTE(Data Frame Transmission Efficiency)、網(wǎng)絡(luò)層的可用帶寬和節(jié)點(diǎn)跳數(shù)作為跨層路由度量值CLRM(Cross-Layer Routing Metric),提出一種綜合路由判據(jù)的跨層路由協(xié)議CLRM-HWMP路由協(xié)議。該協(xié)議有效解決單一的路由量度判據(jù)在提高無線Mesh網(wǎng)絡(luò)性能方面的局限問題。通過NS-3仿真工具對(duì)無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中的HWMP路由協(xié)議和提出的CLRM-HWMP跨層路由協(xié)議進(jìn)行分析對(duì)比,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:提出的CLRM-HWMP路由協(xié)議有效降低了節(jié)點(diǎn)間端到端時(shí)延、提高了數(shù)據(jù)包投遞成功率和網(wǎng)絡(luò)吞吐量。

無線Mesh網(wǎng)絡(luò);路由判據(jù);跨層路由度量;HWMP;CLRM-HWMP

無線Mesh網(wǎng)絡(luò)不僅具有傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)方便管理的特性,還具有自組織、容量大、成本低、冗余性好、擴(kuò)展靈活的特性[1]。近年來音視頻等多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的爆發(fā)式增長(zhǎng),使得原有的無線Mesh網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議難以滿足用戶的需求。

在IEEE802.11s標(biāo)準(zhǔn)中無線Mesh網(wǎng)絡(luò)默認(rèn)采用HWMP[2]路由協(xié)議,該協(xié)議具有按需路由協(xié)議和先驗(yàn)式路由協(xié)議的功能。例如基于網(wǎng)絡(luò)層的按需路由的AODV[3]路由協(xié)議是當(dāng)節(jié)點(diǎn)需要時(shí)才開始廣播消息建立網(wǎng)絡(luò),但是容易造成路由發(fā)現(xiàn)時(shí)間長(zhǎng)和分組傳輸時(shí)延過大。DSDV[4]路由協(xié)議設(shè)置序列號(hào),用序列號(hào)作為路由判據(jù)的依據(jù),序列號(hào)大的作為優(yōu)先路由,當(dāng)序列號(hào)相同時(shí)以跳數(shù)少的路由作為優(yōu)先路由,采用洪泛方法開銷較大,帶寬利用率低。OLSR[5]路由協(xié)議以網(wǎng)絡(luò)層的參數(shù)“最小跳數(shù)”為依據(jù),沒有考慮鏈路的可靠程度和節(jié)點(diǎn)的負(fù)載程度等。

文獻(xiàn)[6]中使用3種基于跨層設(shè)計(jì)思想的路由判據(jù)EFW(Expected Forward Counter)、MEFW(Minimum Expected Forwarding Conuter)和JEFW(Joint Expected Forwarding Counter)來處理路由節(jié)點(diǎn)的自私行為。EFW路由判據(jù)采用跨層設(shè)計(jì)思路,結(jié)合路由層的轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制以及MAC層對(duì)無線鏈路的質(zhì)量測(cè)量的結(jié)果來優(yōu)化路徑選擇。

文獻(xiàn)[7]中Ding等提出了一個(gè)基于跨層的機(jī)會(huì)頻譜獲取和動(dòng)態(tài)路由算法ROSA(Routing and Dynamic Spectrun Allocation)。ROSA算法通過結(jié)合跨層設(shè)計(jì)、聯(lián)合機(jī)會(huì)路由(Joint Opportunity Routing)、動(dòng)態(tài)頻譜分配、分布式調(diào)度、傳輸功率控制等方面的機(jī)制,努力將網(wǎng)絡(luò)吞吐量最大化,同時(shí)又不對(duì)其他用戶產(chǎn)生干擾,并且還能將數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`碼率控制在一定范圍之內(nèi)。

通過設(shè)計(jì)合適的策略能夠?qū)崿F(xiàn)無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中不同層次之間的跨層信息交互[8],可以避免單一層次的路由度量值帶來的不足。文獻(xiàn)[9]中提出的能量受限的路徑選擇和能量高效的跨層負(fù)載分配方法,就是通過利用隨機(jī)動(dòng)態(tài)規(guī)劃技術(shù)以及MAC層和網(wǎng)絡(luò)層的跨層交互減少了節(jié)點(diǎn)能量的消耗,實(shí)現(xiàn)了能量高效的路由協(xié)議。

本文以無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中默認(rèn)的HWMP協(xié)議為基礎(chǔ),提出了基于數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)幀傳輸成功率、網(wǎng)絡(luò)層的可用帶寬和節(jié)點(diǎn)跳數(shù)作為跨層路由度量值的CLRM-HWMP路由協(xié)議。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明提出的基于跨層設(shè)計(jì)的CLRM-HWMP路由協(xié)議在平均端到端時(shí)延、平均數(shù)據(jù)包投遞率和網(wǎng)絡(luò)吞吐量方面有更好的效果。

1 跨層路由度量值CLRM的設(shè)計(jì)

由于擁塞或者數(shù)據(jù)幀的丟失,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)幀之后沒有收到回復(fù)的ACK或者在發(fā)送完RTS后沒有收到回復(fù)CTS就會(huì)重傳。MAC層每次完成傳輸RTS和數(shù)據(jù)的重傳次數(shù)概率就反應(yīng)了當(dāng)前鏈路的質(zhì)量。因此,可以將其作為選擇最佳路徑的重要參數(shù)。但是在選擇路徑時(shí),如果只考慮這一種參數(shù)顯然是不夠的,選擇出來的路徑可能會(huì)有較遠(yuǎn)的距離即很大的跳數(shù),這和那些信道質(zhì)量較差的路徑相比較性能可能更差。所以在設(shè)計(jì)無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議時(shí),應(yīng)當(dāng)考慮多種因素,特別是要打破層的界限,綜合不同層之間的參數(shù)來設(shè)計(jì)新的路由判據(jù)。基于此文中提出基于數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)幀傳輸成功率、網(wǎng)絡(luò)層的可用帶寬[10]和跳數(shù)作為綜合路由判據(jù)。

1.1 數(shù)據(jù)幀傳輸成功率DFTE

數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)幀傳輸成功率將在節(jié)點(diǎn)向其鄰居節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)分組信息的時(shí)候更新,即對(duì)每個(gè)成功傳輸數(shù)據(jù)幀的重傳次數(shù)計(jì)數(shù)就能通過計(jì)算得到最新的數(shù)據(jù)幀傳輸成功率DFTE,然后將其傳遞給網(wǎng)絡(luò)層。MX-MAC同樣使用了IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)中的管理信息庫里的ACKFailureCount和RTSFailureCount,這兩個(gè)參數(shù)分別表示數(shù)據(jù)幀和RTS幀的重傳次數(shù)。另外,數(shù)據(jù)幀傳輸成功率在無線鏈路中的變化很快,起伏可能會(huì)很大,因此選擇出的路徑也可能變化很快而不是最佳路徑。為避免這種情況的發(fā)生,采用類似指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均數(shù)EWMA[11](Exponentially Weighted Moving Average)的方法,在路由表更新周期T時(shí)間內(nèi)使用DFTE移動(dòng)平均數(shù),同時(shí)根據(jù)當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)狀況為最新的DFTE和舊的平均DFTE指定不同的權(quán)重系數(shù)。

使用RTS/CTS機(jī)制時(shí),MAC層傳輸?shù)倪^程如圖1所示。當(dāng)節(jié)點(diǎn)1發(fā)送RTS幀請(qǐng)求連接從節(jié)點(diǎn)1到節(jié)點(diǎn)2的信道后,節(jié)點(diǎn)1會(huì)等待一個(gè)時(shí)間,這個(gè)時(shí)間是請(qǐng)求時(shí)間超時(shí)。如果在這個(gè)時(shí)間段之內(nèi)沒有收到回復(fù)的CTS幀,節(jié)點(diǎn)1就會(huì)重新發(fā)送RTS幀,直到收到節(jié)點(diǎn)2回復(fù)的CTS幀。這時(shí)候節(jié)點(diǎn)1就獲得了一個(gè)沒有沖突的信道。RTS的重傳次數(shù)可以表示節(jié)點(diǎn)1到節(jié)點(diǎn)2之間信道鏈路的競(jìng)爭(zhēng)程度,反映了該信道的鏈路質(zhì)量。

圖1 RTS/CTS重傳機(jī)制示意圖

為了計(jì)算出當(dāng)前鏈路的數(shù)據(jù)幀傳輸成功率DFTE,每個(gè)節(jié)點(diǎn)都使用MIB變量來獲得當(dāng)前鏈路上完成一個(gè)數(shù)據(jù)幀的重傳次數(shù)。假設(shè)從節(jié)點(diǎn)A到節(jié)點(diǎn)B完成傳輸?shù)趇個(gè)分組的重傳次數(shù)為FailureAB(i),其值為式(1):

FailureAB(i)=ACKFailureCountAB(i)+RTSFailureCountAB(i)

(1)

FailureAB(i)實(shí)際上就是DATA和RTS的重傳次數(shù)和,在理想狀態(tài)下對(duì)于RTS和DATA應(yīng)該僅有一次傳輸,因此從節(jié)點(diǎn)A到FailureAB(i)節(jié)點(diǎn)B的數(shù)據(jù)幀的成功傳輸率DFTEAB(i)可以按式(2)計(jì)算:

(2)

這個(gè)參數(shù)是DATA幀和RTS幀成功發(fā)送的概率。當(dāng)重傳次數(shù)越大,DFTE的值將越小;當(dāng)沒有發(fā)生幀丟失時(shí),重傳的次數(shù)為0,FailureAB(i)為1,即數(shù)據(jù)分組一次性被全部發(fā)送成功。另一種情況則是:若重傳次數(shù)超過一定的閾值則停止發(fā)送,這個(gè)時(shí)候FailureAB(i)為0,這將減小傳輸成功率的移動(dòng)平均值。

不使用RTS/CTS機(jī)制時(shí),FailureAB(i)是ACK幀的重傳次數(shù)ACKFailureCountAB(i),則DFTEAB(i)如式(3):

(3)

在路由表的的更新周期T時(shí)間段內(nèi),發(fā)送節(jié)點(diǎn)A對(duì)得到的DFTEAB(i)求EWMA值,該值反映了鏈路AB之間的擁塞情況及鏈路質(zhì)量。這個(gè)平均值為式(4):

DFTEAB(i)=αi×DFTEAB(i)+(1-αi)×DFTEAB(i-1)

(4)

式中:DFTEAB(i)是發(fā)送節(jié)點(diǎn)在傳輸?shù)趇個(gè)分組時(shí)該條鏈路DFTE的移動(dòng)平均值,αi的值取決于信道變化的速度。為了避免選出的路徑變化過大,αi被設(shè)定為10%,即當(dāng)前的DFTE值占權(quán)重的10%,之前的平均DFTE值占權(quán)重的90%。如果信道不穩(wěn)定,可以將αi的值提到到30%或者更高。

1.2 可用帶寬估算

在無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中,由于無線信道空間復(fù)用的特性,導(dǎo)致不經(jīng)過相同節(jié)點(diǎn)的多條鏈路之間也會(huì)存在干擾,相互競(jìng)爭(zhēng)帶寬資源。無線信道的沖突競(jìng)爭(zhēng)和易受干擾的特性帶來了挑戰(zhàn),其中一個(gè)挑戰(zhàn)是節(jié)點(diǎn)I在網(wǎng)絡(luò)層的參數(shù)可用帶寬Bavailable(I)。由于鄰居節(jié)點(diǎn)同時(shí)存在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)母蓴_,其實(shí)際消耗的帶寬遠(yuǎn)大于其所需要的帶寬。因此,在考慮路由判據(jù)因素時(shí),也要充分考慮網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬。節(jié)點(diǎn)I所在信道的總的業(yè)務(wù)Bagg(I)由式(5)所示的三部分的和組成。

Bagg(I)=Bself(I)+Bneighbor(I)+Bboundary(I)

(5)

式中:Bself(I)表示節(jié)點(diǎn)I與其鄰居節(jié)點(diǎn)間的業(yè)務(wù)占用帶寬,Bneighbor(I)表示節(jié)點(diǎn)I的鄰居節(jié)點(diǎn)間業(yè)務(wù)占用帶寬,Bboundary(I)表示節(jié)點(diǎn)I的非鄰居節(jié)點(diǎn)與I的鄰居節(jié)點(diǎn)間業(yè)務(wù)占用帶寬。由上可知,節(jié)點(diǎn)I的的可用帶寬Bavailable(I)則可表示如下式(6)。

(6)

由式(6)可以看出,如果想要求得節(jié)點(diǎn)I的可用帶寬Bavilable(I),則必須先求得其與鄰居節(jié)點(diǎn)間業(yè)務(wù)已經(jīng)占用的帶寬。大多數(shù)算法采用發(fā)送HELLO分組的方式進(jìn)行帶寬估計(jì),這樣的方式大大消耗了網(wǎng)絡(luò)資源,鑒于此,本文并不采用這種方式,而是利用MAC協(xié)議的能力實(shí)現(xiàn)估算。無線網(wǎng)絡(luò)中,節(jié)點(diǎn)所在信道空閑的時(shí)間由該節(jié)點(diǎn)和所有鄰居節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)量共同決定,信道空閑預(yù)示著節(jié)點(diǎn)能夠傳輸數(shù)據(jù)。因此,信道空閑也就說明帶寬可用,空閑時(shí)間的長(zhǎng)短間接反應(yīng)節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)能力的強(qiáng)弱。所以,可用式(7)計(jì)算節(jié)點(diǎn)可用帶寬。

(7)

式中:Tinteral表示時(shí)間間隔,Tidle表示在Tinteral時(shí)間段內(nèi)信道的空閑時(shí)間。根據(jù)式(7),Bavilable(I)的估算主要取決于Tidle的計(jì)算。

由于CSMA載波監(jiān)聽機(jī)制[12]能夠判斷當(dāng)前信道是否空閑,因此,借助該機(jī)制可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)空閑時(shí)間的估算。載波監(jiān)聽分為兩種:一種方式是虛擬方式,另一種方式是物理方式。其中物理層提供了物理載波監(jiān)聽機(jī)制,MAC層提供了虛擬載波監(jiān)聽機(jī)制,兩種監(jiān)聽方式中如果有任何一種方式判定信道忙,則認(rèn)為該信道處于忙的狀態(tài),繼續(xù)監(jiān)聽。假設(shè)在單位時(shí)間間隔內(nèi),檢測(cè)到信道忙的時(shí)間為Tbusy,則Tidle可以用式(8)進(jìn)行計(jì)算。

Tidle=Tinteral-Tbusy

(8)

將式(8)代入式(7)就可以看出,節(jié)點(diǎn)可用帶寬的估算結(jié)果是否精確主要在于觀察時(shí)間間隔的選取。當(dāng)選取的時(shí)間間隔過大時(shí),則不能很好的反應(yīng)帶寬變化的實(shí)時(shí)性,選取過小時(shí),無法獲得精確的信息。針對(duì)此問題本文將帶寬的計(jì)算公式進(jìn)行如式(9)的改進(jìn),改進(jìn)的主要目的在于計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻的可用帶寬時(shí),必須考慮上一時(shí)刻的觀察值,進(jìn)而體現(xiàn)帶寬的動(dòng)態(tài)特性。

Bavilable=Bt×?+Bt-interal×(1-?),0≤?≤1

(9)

實(shí)驗(yàn)證明,?取0.8,Tinteral取0.3比較合適。結(jié)合式(7)～式(9)很容易得出節(jié)點(diǎn)當(dāng)前可用帶寬。

1.3 跳數(shù)度量計(jì)算

在路由協(xié)議的判據(jù)因素中,跳數(shù)作為一個(gè)重要的參數(shù)被很多路由協(xié)議采用,其具有簡(jiǎn)單性也能控制網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大小。如果從發(fā)送節(jié)點(diǎn)A到目的節(jié)點(diǎn)B是一個(gè)多跳路徑,DFTEAB則由當(dāng)前鏈路上的DFTEXY相乘得到,X、Y是指鏈路之間每一跳的兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)。為了避免選擇到一條跳數(shù)太大的鏈路則必須將跳數(shù)這一參數(shù)考慮進(jìn)去,跳數(shù)記為HopMetricAB如式(10)所示:

(10)

式中:HopMetricAB反映了從發(fā)送節(jié)點(diǎn)A到目的節(jié)點(diǎn)B的最小跳數(shù),該參數(shù)用作最后度量值的重要一部分,NodeNum是網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的最大數(shù),HopCountAB是當(dāng)前鏈路的跳數(shù)。從式(10)可以看出,鏈路的跳數(shù)越大,則參數(shù)HopMetricAB則會(huì)越小。

最終的跨層路由度量值CLRM如式(11)所示:

CLRMAB=DFTEAB×Bavilable×HopMetricAB

(11)

式(10)代入式(11)得式(12):

(12)

在HWMP協(xié)議中默認(rèn)采用時(shí)空鏈路度量[13]Ca作為路由度量值,公式如(13)所示:

(13)

式中:Oca表示信道接入負(fù)載,OP表示MAC協(xié)議負(fù)載,Bt表示測(cè)試幀中的比特?cái)?shù),并且這3個(gè)參數(shù)都是常量,r是傳輸比特率,單位是Mbit/s,efr表示幀錯(cuò)誤率。可以看出HWMP協(xié)議的路由判據(jù)主要由r和efr來確定。

對(duì)比式(12)和式(13)可以看出,新的路由度量值CLRMAB綜合考慮數(shù)據(jù)幀傳輸成功率、可用帶寬和跳數(shù)等不同層的因素,且包含HWMP協(xié)議中的路由判據(jù)因素,其路由度量值不再由單一的因素決定,這樣可以避免單一路由度量值帶來的不足。

2 仿真與性能分析

本文通過仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)提出的CLRM-HWMP跨層路由協(xié)議進(jìn)行分析對(duì)比。仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采用Ubutu14.01下的NS-3網(wǎng)絡(luò)仿真軟件,在平均端到端的時(shí)延、網(wǎng)絡(luò)吞吐量和數(shù)據(jù)包成功投遞率3個(gè)方面與HWMP路由協(xié)議進(jìn)行分析對(duì)比。

在仿真實(shí)驗(yàn)中,根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)的特性,設(shè)置在2 000m×2 000m的范圍內(nèi),產(chǎn)生50個(gè)節(jié)點(diǎn)的隨機(jī)拓?fù)洹９?jié)點(diǎn)配置Single-radio單接口,傳輸域?yàn)?00m,偵聽范圍[14]400m。采用UDP數(shù)據(jù)流,數(shù)據(jù)包大小為512byte。

圖2為數(shù)據(jù)包的端到端時(shí)延隨著網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)流增加的變化情況。由圖所示,兩種路由協(xié)議的端到端延時(shí)均隨著網(wǎng)絡(luò)流量的增加而增加,因?yàn)楫?dāng)網(wǎng)絡(luò)流量增大時(shí),網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載增加,導(dǎo)致沖突的可能性也急劇增大,然而由于CLRM-HWMP路由協(xié)議中的路由判據(jù)充分考慮了鏈路質(zhì)量這一因素,因此該協(xié)議可以選擇鏈路質(zhì)量更優(yōu)的路徑從而避開擁塞路徑,降低了端到端時(shí)延。

圖2 平均端到端時(shí)延

圖3為網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)包投遞率隨著網(wǎng)絡(luò)流量增大的變化情況。由圖所示,隨著網(wǎng)絡(luò)流量的增加,數(shù)據(jù)包的成功投遞率都隨之降低,這是因?yàn)榱髁康脑黾訉?dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)沖突增加,致使數(shù)據(jù)包的投遞率也隨之下降。但是改進(jìn)的協(xié)議的數(shù)據(jù)包投遞率明顯高于原有的協(xié)議,這是因?yàn)閮?yōu)化的MX-MAC協(xié)議中增加了退避機(jī)制,有效降低了移動(dòng)節(jié)點(diǎn)之間的沖突,使得CLRM-HWMP協(xié)議的成功投遞率要高于HWMP。

圖3 數(shù)據(jù)包投遞成功率

圖4為網(wǎng)絡(luò)吞吐量隨著負(fù)載增加的變化趨勢(shì)。隨著網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)流的增加,網(wǎng)絡(luò)吞吐量也隨之增大,當(dāng)吞吐量達(dá)到峰值時(shí),網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)包沖突的增加將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)吞吐量的下降。從圖4可以看出,改進(jìn)的協(xié)議吞吐量較HWMP協(xié)議較高,這一方面是因?yàn)镃LRM-HWMP降低了網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)包的沖突,另一方面是因?yàn)閮?yōu)化的CLRM路由判據(jù)選擇了更優(yōu)的路徑,使得網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)更加高效。

圖4 網(wǎng)絡(luò)吞吐量

3 總結(jié)

該文分析了傳統(tǒng)的單一度量值的無線Mesh網(wǎng)絡(luò)路由HWMP協(xié)議和基于跨層的CLRM-HWMP路由協(xié)議,通過在平均端到端時(shí)延、平均數(shù)據(jù)包投遞率和網(wǎng)絡(luò)吞吐量這3個(gè)方面進(jìn)行仿真分析對(duì)比。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該文提出的CLRM-HWMP路由協(xié)議較HWMP路由協(xié)議有良好的表現(xiàn)。這也充分說明了基于跨層的和多種因素設(shè)計(jì)的路由協(xié)議能夠有效的提升網(wǎng)絡(luò)的性能。

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蔣緯昌(1989-),男,河南南陽人,碩士研究生,CCF學(xué)生會(huì)員,主要研究方向?yàn)闊o線傳感器網(wǎng)絡(luò)、無線Mesh網(wǎng)絡(luò),jiangwc_ny@163.com;

龍昭華(1962-),男,貴州遵義人,碩士生導(dǎo)師,教授,CCF會(huì)員,主要研究方向?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)通信與嵌入式系統(tǒng),longzha@cqupt.edu.cn。

The Research of CLRM-HWMP Routing Protocol Based on Cross-Layer Design

JIANG Weichang,LONG Zhaohua*,HOU Tangjie
(College of Computer Science and Technology,Chongqing University of Posts and Telecommunications,Chongqing 400065,China)

Based on the research HWMP routing protocol on the introduction of cross-layer design approach,proposed an integrated cross-layer routing metric routing protocol CLRM-HWMP. Considering the success rate of the data frame transmission DFTE(Data Frame Transmission Efficiency)in data link layer,available bandwidth and the number of hops in network layer as a cross-layer routing metric(Cross-layer Routing Metric,CLRM),this method is effective to solve a single routing metric criterion confined to raise the issue in the wireless Mesh network performance.By NS-3 simulation software for wireless Mesh network routing protocols and HWMP CLRM-HWMP proposed cross-layer routing protocol analysis and comparison of experimental results show that:the proposed CLRM-HWMP routing protocol effectively reduces the end to end delay between nodes,improves the packet delivery success rate and network throughput.

wireless mesh network;routing metric;cross-layer routing metric;HWMP;CLRM-HWMP

2016-06-16 修改日期:2016-12-17

TP393

A

1004-1699(2017)04-0587-05

C:6150P

10.3969/j.issn.1004-1699.2017.04.018