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

..............................................................%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 == jCmatrix0(i,j) = 0;  elseCmatrix0(i,j) = 20*log10(Dist); endend; 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 > 0matrix(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:NnodedistA(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) == 0flags = 1; end endpath = 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
...............................................

三、测试结果

A12-29

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