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无线Mesh网网关部署算法研究的中期报告
中期报告
1.研究背景及意义
无线Mesh网是一种基于无线自组织网络的新兴网络方式，它利用多个互联的路由器节点来构建一个分布式的网络拓扑结构。与传统的有线网络相比，无线Mesh网具有以下特点：1）无须纠缠于复杂的线缆布线，因而能以更低的成本和更快的速度构建起一张网络；2）具有灵活的网络拓扑结构，每个节点均可充当路由器和终端，使得该网络具有强大的自组织和自修复能力；3）可覆盖广泛的地区，是一种较为理想的无线通信手段。
然而，由于无线Mesh网节点数目很大，其网络建设难度和复杂度也相应增加。其中一个主要问题是如何合理地部署和配置Mesh的网关，以提高网络的性能和可靠性。因此，研究无线Mesh网网关部署算法，对于具有实际应用和推广意义。
2.研究内容
本研究针对无线Mesh网中网关部署问题，主要研究以下内容：
2.1网络拓扑结构设计
由于Mesh网络拓扑结构的不同会直接影响到部署算法的实现效果，因此本研究首先进行了Mesh网络拓扑结构设计。考虑到Mesh网络部署在室内环境中，对于节点之间的直接通信如果受到障碍物的干扰时，采用分层结构的方式将节点组织成不同等级，第一层为负责转发的中心节点，第二层为直接与中心节点相连的节点，第三层为中继节点。
2.2网关算法设计
本研究基于拓扑结构设计，综合考虑了节点间的距离、节点遍历的通路质量、节点带宽和节点负载等因素，设计了一个无线Mesh网网关部署算法。该算法采用自适应的机制，能够动态调整网关节点的数量和位置，在节点数量不断变化的情况下保证网络质量和可靠性。
3.研究进展及成果
目前，我们已完成无线Mesh网网络拓扑结构设计和网关部署算法设计，并在模拟平台上对该算法进行了验证和优化。具体成果如下：
3.1网络拓扑结构设计
本研究设计了一个三层分层结构的Mesh网络拓扑结构，其中第一层节点作为中心节点，负责Mesh网络的传输控制和数据转发；第二层节点为直接与中心节点相连的节点，负责网络管理和终端接入，其通信距离应该尽量小于30米；第三层节点为中继节点，负责实现Mesh网络的路径优化和数据传输。
3.2网关算法设计
本研究设计的无线Mesh网网关部署算法，主要包括以下几个步骤：
（1）计算节点间的距离和带宽，根据节点之间的距离和节点带宽的大小，构建一个节点连接图。
（2）通过广度优先搜索算法（BFS），搜索得到从中心节点出发，访问所有节点的遍历路径。从遍历路径中选择权值最小的path。将path中的节点作为网关节点，如果权值小于设定的阈值，则将该节点加入网关列表中。
（3）判断网关节点的负载值，如果网关节点的负载值过大，则需要增加网关节点的数量或调整网关节点的位置，以降低节点的负载和提高网络带宽。
4.下一步工作计划
下一步，本研究将对算法进行进一步的验证和优化，具体计划如下：
4.1验证算法效率
将算法在硬件Mesh网络中进行实验，并与现有的Mesh网络算法进行对比验证，以证明所提出的算法有效性和优越性。
4.2优化网关节点部署方案
结合Mesh网络实际应用需求，对网关部署方案进行优化，探索更好的网关部署策略和算法，提高Mesh网络的性能和可靠性。