内容:
信道切换延迟影响着两节点之间路径的往返时间，往返时间用RTT 表示。由于建立的Mesh 网络节点分布密度相当高，节点之间的传播时间可以忽略不计。不同路径的RTT 由这条路径上不同节点间处理和传输数据包的时间决定，而不是由传播时延决定。
多跳路径的RTT 用ping 命令来测量，ping 命令功能是发送ICMPECHO 数据包[5]。本文将基于HMCP 多跳路径的RTT 与单信道下多跳路径的RTT 进行比较。由于单信道中没有信道切换，比较这两种情况有助于理解信道切换延迟对多跳路径的RTT 影响。单信道网络中，不同路径的RTT 差距只有数毫秒。而在HMCP 实验中，信道切换延迟决定了路径的RTT。
首先，在源节点和目的节点间建立一条正向和反向的单一路径，即从目的节点到源节点的反向路径与正向路径中的节点是相同的，只是节点顺序为逆序。在这种情况下，无论何时路径中信道改变，每个中间节点的信道切换延迟决定了RTT。在混合多信道协议中，信道改变意味着路径上的连续节点监听着不同的固定信道。对于这种路径，中间节点在不同信道上（固定信道在下一跳）传送数据到目的节点并且在不同信道上（固定信道在前一跳）回传给源节点。由于每个节点上只有一个可换信道接口，因此，多跳信道转换中，每个中间节点在传送数据到目的节点和回传给源节点的过程中不得不切换信道。正如前面所提到的，可换接口每切换一次信道时，在信道上停留的时间至少为CHAN_MIN_TIME（目前设置为20ms）。当可换接口上的其他信道接收到数据帧时，CHAN_MIN_TIME 定时器开始计时。
因此，多跳路径的RTT 每增加一跳，RTT 要增加CHAN_MIN_TIME*2。因为中间节点要发送数据到目的节点， 可换接口需要连接到下一跳的接收信道， 在这之前要等待CHAN_MIN_TIME。之后中间节点要回传数据到源节点，需要切换信道到前一跳的接收信道上，这也要等待CHAN_MIN_TIME。因此，每跳RTT 都要增加CHAN_MIN_TIME*2（=40ms）的延迟。表1 显示的是单信道和多信道下的RTT。在HMCP 实验中多跳路径的最小RTT 也符合前面讨论的结论。平均RTT ≈ CHAN_MIN_TIME*2（NUMBER_OF_HOPS-1）,这里NUMBER_OF_HOPS＞1。
在HMCP 实验中，多跳路径的最大RTT 值稍微偏高，主要是在网络中广播hello 信息的原因。每个节点广播一条hello 消息，这条hello 信息包含了它的固定信道和邻节点信息。
这些信息每HELLO_TIME_INTERVAL（默认设置为5s）发送一次。因此，每5s 每个节点都会广播一条信息出去。在HMCP 中，所有信道都会发送广播信息。目前，每个节点使用5 个信道，固定接口发送数据包到固定信道上，可换接口发送数据包到其他四个信道上。每HELLO_TIME_INTERVAL 节点需要在可换接口上切换3 个信道广播hello 数据包。因此，如果一个数据包在某个信道上要被转发，此时此信道正在发送广播消息，那么这个数据包可能要等3 个信道切换完后才被发送。因此，在某个节点上，如果数据包排列在广播信息后发送，数据包可能会有3*20=60ms 的延迟。最大RTT 之所以偏高的原因就在此。由于在一条路径的不同节点上广播hello 消息，ICMPECHO 或者ICMPECHOReply 可能会延迟。ping数据包每分钟发送一次，而hello 消息每5 分钟发送一次。因此，平均每5 个ping 数据包被hello 消息影响一次。其他4 个ping 数据包的RTT ≈CHAN_MIN_TIME*2*(NUMBER_OF_HOPS-1),这里NUMBER_OF_HOPS＞1。
而多跳路径的最小RTT 比理论值稍微低点。这也是由于受hello 消息机制的影响。虽然路径中的节点在可换接口上通过切换信道来广播hello 消息，但是可能有这样一种情况发生：
可换接口广播hello 消息最后切换到的信道正好是发送数据包下一跳的固定信道。在这种情况下，当节点在hello 消息发送完后收到ICMPECHO 数据包，该节点不需要切换信道来发送ICMPECHO 数据包到下一跳节点。
5 结论
虽然多信道无线Mesh 网络相对于单信道网络来说，系统吞吐量以及网络性能都会有很大的提高。但是多信道无线Mesh 网络中节点上的接口需要频繁的切换信道，这给系统带来了一定的开销。
本文提出了信道分配策略以及讨论了信道切换延迟对双接口多信道无线Mesh 网络性能的影响。首先，本文给出了信道分配和降低信道切换延迟的策略，接着，实验仿真了信道切换延迟对往返时间的影响，本文将数据流在HMCP 网络与单信道网络中传输的RTT 进行比较。实验仿真结果表明，信道切换延迟决定了数据流的往返时间，其中广播消息对往返时间也会有一定的影响。
