目录

一、理论基础

二、核心程序

三、测试结果

一、理论基础

无线Mesh网络其也可以称为无线网状网络或者无线多跳网络，其具有动态自组织、自配置、易于维护等优点，同时还具备成本较低，系统运行稳定的优势。无线Mesh网络将移动节点和固定节点通过无线链路进行相互链接，组成一个多跳移动的自组无线网络。无线Mesh网络的构建是基于Ad Hoc无线网络之上的，因此，在其拓扑结构上和Ad Hoc无线网络具有较多的相似点。无线Mesh网络能够灵活快速的实现各种场合的组网，因此具有极其广泛的应用前景。无线Mesh网络结构的基本示意图如下图所示：

对于OLSR路由协议，通过Dijkstra算法计算无线Mesh网络G中的N个s到d的路径,主要步骤如下所示：

Dijkstra算法算是贪心思想实现的，首先把起点到所有点的距离存下来找个最短的，然后松弛一次再找出最短的，所谓的松弛操作就是，遍历一遍看通过刚刚找到的距离最短的点作为中转站会不会更近，如果更近了就更新距离，这样把所有的点找遍之后就存下了起点到其他所有点的最短距离。选择特殊路径长度最短的路径，将其连接的V-S中的顶点加入到集合S中，同时更新数组dist。一旦S包含了所有顶点，dist[]就是从源到所有其他顶点的最短路径长度。
（1）数据结构。 设置地图的带权邻接矩阵为map[][]，即如果从源点u到顶点i有边，就令map[u][i]=<u,i>的权值，否则map[u][i]=∞；采用一维数组dist[i]来记录从源点到i顶点的最短路径长度：采用一维数组p[i]来记录最短路径上i顶点的前驱。
（2）初始化。令集合S={u}，对于集合V-S中的所有顶点x，初始化dist[i]=map[u][i],如果源点u到顶点i有边相连，初始化p[i]=u(i的前驱是u),否则p[i]=-1
（3）找最小。在集合V-S中依照贪心策略来寻找使得dist[j]具有最小值的顶点t,即dist[t]=min，则顶点t就是集合V-S中距离源点u最近的顶点。
（4）加入S战队。将顶点t加入集合S，同时更新V-S
（5）判结束。如果集合V-S为空，算法结束，否则转6
（6）在（3）中已近找到了源点到t的最短路径，那么对集合V-S中所有与顶点t相邻的顶点j，都可以借助t走捷径。

二、核心程序

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%节点分布范围
Nnode = 100;
SCALE = 500;%
%初始节点能量
E0 = 1;
%通信半径
Radius= 100;%
%节点最大移动速度
Vmax = 1;%
%数据发送包速率
Smax = 20;%
%数据发送包长度
SLen = 2000;%
%节点通信阈值
LRad = 87;
%电路能耗系数
Eelec = 5e-8;
%信道传播模型的能耗系数
Efs = 1e-11;
%信道传播模型的能耗系数
Emp = 1.3e-15;
%压缩比
u = 0.5;%
%初始变异概率
P = 0.5;%
%发送率
Trans = 1.5;

%%
%构造一个多跳传输测试网络系统,OLSR协议的改进

X = rand(1,Nnode)*SCALE;
Y = rand(1,Nnode)*SCALE;
%定义随机带宽
Bw = 100*rand(Nnode,Nnode);
%顶级随机的丢包率
Db = rand(Nnode,Nnode)/20;

%network topology
dmatrix0= zeros(Nnode,Nnode);
Fmatrix0= zeros(Nnode,Nnode);
Cmatrix0= zeros(Nnode,Nnode);
for i = 1:Nnode
for j = 1:Nnode
Dist = sqrt((X(i) - X(j))^2 + (Y(i) - Y(j))^2);
%距离因素
dmatrix0(i,j) = Dist;
end;
end;
%计算归一化值的最大值
for i = 1:Nnode
for j = 1:Nnode
Dist = sqrt((X(i) - X(j))^2 + (Y(i) - Y(j))^2);
%网络优先级参数
Fmatrix0(i,j) =((Bw(i,j)-min(min(Bw)))/min(min(Bw)) + (max(max(dmatrix0))-dmatrix0(i,j))/max(max(dmatrix0)) + (1-Db(i,j)))/3;
%视频传输能力——即节点之间的传输损耗，用简化模型替代
if i == j
Cmatrix0(i,j) = 0;
else
Cmatrix0(i,j) = 20*log10(Dist);
end
end;
end;
MAX_dmatrix = max(max(dmatrix0));
MAX_Fmatrix = max(max(Fmatrix0));
MAX_Cmatrix = max(max(Cmatrix0));

matrix = zeros(Nnode,Nnode);
dmatrix = zeros(Nnode,Nnode);
Fmatrix = zeros(Nnode,Nnode);
Cmatrix = zeros(Nnode,Nnode);

for i = 1:Nnode
for j = 1:Nnode
Dist = sqrt((X(i) - X(j))^2 + (Y(i) - Y(j))^2);
%a link;
if Dist <= Radius & Dist > 0
matrix(i,j) = 1;
%距离因素
dmatrix(i,j) = Dist;
%网络优先级参数
Fmatrix(i,j) = ((Bw(i,j)-min(min(Bw)))/min(min(Bw)) + (max(max(dmatrix0))-dmatrix0(i,j))/max(max(dmatrix0)) + (1-Db(i,j)))/3;
%视频传输能力——即节点之间的传输损耗，用简化模型替代
Cmatrix(i,j) = 20*log10(Dist);
else
matrix(i,j) = inf;
%距离因素
dmatrix(i,j) = inf;
%网络优先级参数
Fmatrix(i,j) = inf;
%视频传输能力——即节点之间的传输损耗，用简化模型替代
Cmatrix(i,j) = inf;
end;
end;
end;
%归一化处理
dmatrix = dmatrix/MAX_dmatrix;
Fmatrix = Fmatrix/MAX_Fmatrix;
Cmatrix = Cmatrix/MAX_Cmatrix;
%路由优化算法的改进
Tmatrix = (dmatrix + Fmatrix + Cmatrix)/3;
%定义通信起始节点和终止节点
tmp = randperm(Nnode);
for i = 1:Nnode
distA(i) = sqrt((X(i))^2 + (Y(i))^2);
distB(i) = sqrt((X(i)-SCALE)^2 + (Y(i)-SCALE)^2);
end
[Va,Ia] = max(distA);
[Vb,Ib] = max(distB);
Sn = Ia;
En = Ib;
[paths,costs] = func_dijkstra(Sn,En,Tmatrix);
%通过遗传优化算法去搜索OLSR协议的最小MRP集
if isempty(paths) == 0
flags = 1;
end
end
path = func_find_best_MRPset(paths,X,Y,Tmatrix,Nnode);
path_distance=0;
ds=0;
for d=2:length(paths)
path_distance= path_distance + MAX_dmatrix*dmatrix(paths(d-1),paths(d));
ds(d)=MAX_dmatrix*dmatrix(paths(d-1),paths(d));
end
%hop数量
path_hops = length(paths);
%根据OSLR协议所建立的网络路径进行视频的传输
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三、测试结果

  A12-29