IEEE802.11s的无线Mesh网络路由协议分析（二）2.4HWMP协议的树型路由HWMP协议将按需路由与先验式路由相结合，树型构造将一个MP（通常是MPP）配置为根节点，其他的MP均先验式地维护到根节点的路径，生成并维护一个距离矢量树。HWMP中树型路由有两种实现方式：（1）先验式树型路由通过PREQ消息与PREP消息的交互实现，即HWMP注册标志位RE未注册，如图9所示。首先，根节点广播PREQ消息，收到PREQ消息的MP开展逐级路由查找并建立路由，从而将根节点到所有MP的路由建立起来，由此先验式树型路由建立成功。在该实现方式中，MP可以先验用PREQ消息和PREP消息开展路由建立，并先验式维护到根节点的路径。（2）按需树型路由该方式通过RANN消息实现，即HWMP注册标志位已注册，如图9所示。在拓扑形成过程中，首先根节点广播RANN消息，RANN消息中包含了到根MP的路由met-ric.在Mesh中的收到RANN消息的每个MP记录根节点的信息，同时，向根MP发送一个单播的PREQ消息，根MP会发送一个PREP消息响应接收到的PREQ消息，从而由根节点建立树型路由。无论是先验式树型路由还是按需树型路由，被选为根节点的MP要周期性地发送PREQ或RANN以维护和更新树。一旦MP选择了到根节点路径的父MP,它将周期的向父MP发送维护PREQ并接收返回的PREP来维护这条路径。只要当前父节点不能提供路径，MP将根据在根节点上配置的策略切换到另一个父节点。如果当前父路径丢失，MP立刻广播拓扑PREQ并沿着这个拓扑发送PRER,使任何包含这条链路按需路由的节点能够从路由表中删除这个表项。如果在一个时间间隔内没有找到另一个有到根节点的有效路径的父MP,向所有子MP发送PERR.2.5ATC度量机制空中传播时间链路判据（AirtimeLinkMetric）是IEEE802.11s设备互操作默认的RA（Radio-aware）路径度量机制，影响特定链路上发送一帧所消耗的信道资源，含空时度量总和的路径为路径。链路的空时损耗ATC（AirtimeCost）Ca为：其中，一帧的信道接入开销Oca、MAC协议开销Op、比特数Bt三者均为常数，其值取决于IEEE802.11传输技术。传输比特率rMb/s是在当前的条件下，Mesh节点传输大小为Bt的帧，差错率为efr时的速率。2.6ATCn改良机制ALM是一种近似的测量方法，其主要目的是为了降低具体实现和交互的难度。该度量机制考虑的是传输速率与信道质量。但是，链路质量好坏直接影响着路径的选择，其也是路由判据中需要考虑的重要因素。在无线Mesh网络的ALM判据根底上，增加链路质量作为路由判据，可得到式（2）。链路的空时损耗ATCn（AirtimeCost）Cap为：3HWMP仿真场景及实验结果本文采用NS仿真软件构建无线Mesh网络的仿真平台，对基于ATC度量机制的HWMP协议和ATCn度量机制的HWMP协议开展比照分析验证。实验环境：在1000m×1000m范围内，产生5个固定节点、30个节点的随机拓扑。以RandomWaypoint模型仿真移动节点的固定速率随机移动。节点配置single-radio单接口，传输协议采用UDP.仿真参数的设置见表1.端到端平均时延，是指所有成功传递的分组的接收时间和发送时间差的平均值。如图10所示，与ATC相比，ATCn机制的平均端到端时延较小。基于链路质量的路由判据减少了平均端到端时延。吞吐量是指目的节点接收的数据包个数/仿真时间。如图11所示，基于ATCn机制的HWMP协议的吞吐量高于基于ATC机制的HWMP协议。该机制开展链路质量选择，减少了包的冲突数量，且丢包数量降低，从而吞吐量得到了提高4结语HWMP协议将按需路由与先验式路由结合，具有先验式路由协议的灵活性，亦具有按需路由协议的有效性。对该协议度量机制做出的改良，与ALM机制下的HWMP协议相比，在端到端时延和吞吐量等性能方面都有一定程度的提升。但其也有缺陷之处，主要表现在：（1）由于树状拓扑流量会聚，靠近根部的链路容易形成网络流量的瓶颈；（2）混合路由机制在开始时有较长的时延，特别当消息从Mesh外经网关节点向Mesh内节点传输过程；（3）与传统的按需路由机制相比，混合路由机制只有确定目的节点在Mesh内的情况下才使用泛洪路径发现；数据的组播和广播不再需要泛洪，通过树型拓扑开展数据的组播和广播更加有效。无线Mesh网络作为一种新型的机动宽带网络，组网能力强、灵活且易部署，...