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无线网状网络业务浅论

时间:2023-01-16 07:52:07 其他范文 收藏本文 下载本文

以下是小编为大家收集的无线网状网络业务浅论,本文共7篇,希望能够帮助到大家。

无线网状网络业务浅论

篇1:无线网状网络业务浅论

无线网状网络来源于军事网络的自组织网络,作为其的民用沿用,它的特点得到各界的关注,尤其无线网状网络的voip的承载在近几年被人认为是差强人意的一项业务应用。

随着各种无线数据网络的飞速发展,当今市场已经对于各种技术提出了苛刻的需求,必须满足用户需求的技术才能够很好地生存下来。起源于军事领域的移动自组织网络(MANET)从上个世纪末开始便受到了各大研究组织的疯狂关注,因为其易部署、自管理、不依赖于基础设施等特性满足灾害、野战等场景的需求,但是由于其性能和成本的劣势至今没有得到民用设施的广泛应用。

为了改进MANET使其适用于民用网络,无线网状网络(Wireless Mesh Network)最近几年被提出,其核心思想是将传统MANET中既充当路由器又充当主机的对等节点在物理上分离为无线网状路由器(wireless mesh router)节点和无线网状客户端(wireless mesh client)节点,并且通过边界网关将无线网状路由器接入Internet。

无线网状网络继承了MANET自组织的优点,并且还具有高带宽、低成本、可靠、可扩展等优势。因为无线网状路由器属于固定设备,部署后不轻易移动,所以其成本相对支持移动MANET的网卡低廉,众所周知无线传输的带宽和距离成反比,因此增加低成本的无线网状路由器可以有效增加传输带宽,

其次,由于无线网状路由器之间是网状的连接,因此一条链路的失效并不影响传输,这样的网络具有高度的可靠性。

再次,由于无线网状网继承了移动自组织网络的自管理特点,扩充的无线路由器能够进行自配置,因此具有高度的可扩展性。最后,无线网状网络满足了任何民用设施都不可缺少的Internet接入需求,比起MANET更为实用。

正是因为这样的优势,无线网状网络成为当前各大研究机构关注的重点,而其对于上层应用支持的焦点则聚集在了移动话音业务,而传统MANET对于VOIP业务的性能评估结果总是差强人意。在此,人们非常关注无线网状网络能否满足用户对于实时话音业务的质量要求。

专业测试公司Iometrix日前基于IEEE 802.11工作组的在研草案进行了首次无线网状网络的性能评估测试工作。这项测试比较了当前最为流行的两类无线网状网解决方案:室内单路无线回程(single-radio wireless backhaul)解决方案和室外多路无线网状网(multi-radio outdoor mesh)解决方案。

这项测试通过单项时延、抖动和丢包率等指标来评估平均意见分(即Mean Opinion Socore,简称MOS,是电信业标准规定的用户对于话音质量主观体验的评估指标)。这项测试同时还评估了用户漫游场景下的切换时延等性能。

最终的测试数据被有效地分析和提取出来,以表征和无线网状网VOIP应用相关的系统特性。以下篇章我们基于测试结果详细分析无线网状网承载VOIP应用的性能特点。

篇2:无线网状网络(WMN) 无线结“网”网络知识

作者:lop 也许过不了多久,在距离用户更广的区域,你将看不到那条熟悉的网线, 无线局域网的应用方便和部署简单等特性已经为人们普遍接受,在个人用户、中小企业等用户中已经获得广泛应用。 然而,从 网络 结构上看,传统的WLAN还仅仅是一种单一的星型网络

作者:lop

也许过不了多久,在距离用户更广的区域,你将看不到那条熟悉的网线。

无线局域网的应用方便和部署简单等特性已经为人们普遍接受,在个人用户、中小企业等用户中已经获得广泛应用。

然而,从网络结构上看,传统的WLAN还仅仅是一种单一的星型网络连接,即AP与AP之间均为末级网元,设备和设备之间、用户和用户之间的通信最终还要经由上联的有线网络的交叉连接来完成。

这样的网络结构在覆盖规模的扩展上必然受到一定的约束。那么,可不可以在AP和AP之间直接进行信息交换,就可完成通信任务呢?这样,网络的扩展性必将大大提升!答案是肯定的,这种网络的名字就叫做无线网状网络――WMN(WirelessMeshNetwork)。

“有了WMN,除了服务于传统WLAN应用,更重要的是为运营商带来了机会:他们可以通过我们的设备方案铺设一个很大的网络。”金永哲说,他是北电网络大中国区无线接入产品市场总监。“而且从成本上讲,WMN肯定比3G网络建设要低。”随着高速无线数据网络对语音类业务支持的能力逐渐加强,已有越来越多的运营商开始关注这一技术。“你可以用WMN铺网,也可以用3G,它们都有面临选择的问题,业界也有不同的观点。”

看清WMNAP与AP之间通过无线方式“直达”,无需有线“中转”,是WMN同传统无线网络方式之间最大的区别。从网络构成来看,WMN不再是以往的星状网络连接,即一个中心点,而是AP间以完全对等的方式连接。因此,这大大增加了网络部署中的延展性。如果说传统WLAN仅仅是一种适合室内应用、相对封闭式的网络,则WMN可以使其更加开放。WMN,因其具有宽带无线汇聚连接功能,有效的路由及故障发现特性,无需有线局域网资源等独特的优势,正受到越来越多的关注,

值得一提的是,由于具有自动发现拓扑及网络错误路径重路由等特性,WMN更加适合大面积开放区域的覆盖,为那些临时场所及无法铺设有线局域网的地区找到一种有效的替代型技术。比如在一个大的园区网络中,对于新增区域,只需要增加几个网元,整个网络就能自动生成新的网络拓扑结构,而自动发现错误并重新路由功能也避免了很多繁琐的配置工作。通过WMN,不再是“小打小闹”,而是可以将WLAN扩展为更大的社区网络。此外,借助WMN组网,能够为企业节省大量的E1线路,从而降低运营维护成本。

新技术保驾护航

这样的诱惑,自然吸引了传统通信巨头的关注,其中就包括以光通信及无线见长的北电网络,而按照北电网络自己的说法,他们是目前唯一能够提供WMN解决方案的电信级设备供应商。

据金永哲介绍,WMN的核心技术是OFDM(正交频分复用),采用多个次载波来承载信号。用户数据在多个载波中被编码,多个次载波之间以正交方式重叠,从而互相之间不产生干扰。

OFDM技术可用于多种无线网络系统,如802.11x、802.16x、802.20等。而同CDMA技术相比,OFDM具有更高的频谱利用率(2倍于CDMA,加载MIMO多进多出技术后则能达到4倍);更强大的系统能力,多通道间的干扰更小;更简易的接收装置,成本更低。

“通过接入和传输在空间和频率上分开,北电的无线网状网系统能够最大限度地减小干扰。”金永哲表示,在北电现有的WLAN、WMN中传输和接入链路分别采用了802.11a(5GHz)和802.11b/g(2.4GHz)。不同频段工作,实现不同层次之间的有效区隔。

在通信领域,技术的发展越来越表现出市场应用多元化的特点。任何单个技术包打天下似乎都不实际。宽带接入也是一样,有人喜欢DSL,有人衷情FTTH,而选择无线方式也是一种趋势。传统WLAN难以独当宽带接入大任,新的WiMAX、无线城域网及无线网状网的出现给这一市场注入了一只强心针。虽然相关的产品尚在不断成熟、完善中,但是也许就在不久,选择有线宽带还是无线宽带,将真正成为摆在运营商及广大用户面前共同的具体而现实的选择。

原文转自:www.ltesting.net

篇3:无线网状网络的路由协议解析

无线网状网络是由Ad Hoc网络发展而来的一种多点对多点的无线网络,目前无线网状网络的路由协议都从很大程度上参考Ad Hocl~络的路由协议,其中经典型路由协议更是直接将Ad Hoc路由协议应用于无线网状网络环境,对经典型无线网状网路由协议进行介绍,并对其中具有代表性的协议进行重点分析。

一、无线网状网的路由协议

传统的路由协议是专为有线网络设计的,并不适用于无线网状网环境。因为传统的路由协议不能够很好处理无线网状网环境中常见的拓扑结构和链接质的快速变化。无线网状网络都有一些显著的特性,例如:高动态性,智能性,端对端最佳路径选择,多跳性,通常带宽有限和计算能力不足。无线网状网络的高动态性的原因有两个:第一,路由器本身可能移动,并造成网络拓扑结构的快速变动。第二,即使路由器本身不移动,由于干扰、地理和环境等因素,无线电链路的质量仍可能发生快速变化。

从以上这些特性可以知道,完备的无线网状网路由协议必须需要具备以下特点:①分布式操作;②快速收敛(适应更快的移动);③可扩展性:④适用于大量的小型设备;⑤只占用有限的带宽和计算能力主动式操作(减少初始延迟):⑥在选择路由时考虑无线电链路的质量和容量;⑦避免环路:⑧安全性。

由于无线网状网是由Ad Hoc网络发展而来的无线网络。Ad Hoc网络和无线网状网络之间具有一定的相似性,因此现有的主流无线网状网路由协议也是从AdHoc网络的路由协议发展而来的,主要包括三种类型的路由协--议:一种为先验式路由协议:一种为反应式路由协议;另外一种就是二者的混合,称为混合式路由协议。

二、先验式路由协议

(一)简介

先验式路由协议是一种基于表格的路由协议。在这种协议中,每个节点维护一张或多张表格,这些表格包含到达网络中其它所有节点的路由信息。当检测到网络拓扑结构发生变化时,节点在网络中发送路由更新信息。收到更新信息的节点更新自己的表格,以维护一致的、及时的、准确的路由信息。不同的先验式路由协议的区别在于拓扑更新信息在网络中传输的方式和需要存储的表的类型。先验式路由协议不断的检测网络拓扑和链路质量的变化,根据变化更新路由表,所以路由表可以准确地反映网络的拓扑结构。源节点一旦需要发送报文,可以立即得到到达目的节点的路由。

(二)典型先验式路由协议DSDV协议

DSDV的基本原理是:每一个节点维持一个到其它节点的路由表,表的内容为路由的“下一跳”节点。DSDV创新之处是为每一条路由设置一个序列号,序列号大的路由为优选路由,序列号相同时,跳数少的路由为优选路由。正常情况下,节点广播的序列号是单调递增的偶数,当节点B发现到节点D的路由(路由序列号为s)中断后,节点B就广播一个路由信息,告知该路由的序列号变为s+l,并把跳数设置为无穷大,这样,任何一个通过B发送信息的节点A的路由表中就包括一个无穷大的距离,这一过程直到A收到一个到达D的有效路由(路由序列号为s+1-1)为止。

在此方案中,网络内所有的移动终端都建立一个路由表,包括所有的目的节点到达各个目标节点的跳跃次数(或标识距离矢量的路径矩阵)。每个路由记录都有一个由目标节点设定的序列号。序列号使移动终端可以区分当前有效路由路径和已过时的路由路径。路由表周期性地做全网更新以维护全网的通信有效性。通常,为了减少由于路由表更新而产生的大量路由信息传递,减少网络路由开销,可以采用两种路由更新方式。第一种是全清除方式,即通过多个网络协议数据单元将路由更新信息在全网中传输,

如果网络内终端出现移动,则产生的新路由分组信息不定期的传达至网络内所有终端。第二种是部分更新方式,或称为增量更新方式,即在最后一次全清除传输后,只传递那些涉及变化了的路由信息进行传输,这些信息通常被放置在一个标准的NPDU里,从而减少路由信息的传递量。在增量更新方式中移动终端可以增加另外一个附加的表来存储路由更新信息。

新路由信息的广播信息包含目标节点的地址,到每个目标节点的跳数、接收信息的序列号,以及独有的广播序列号。新路由信息适用最新的序列号。如果两次更新具有相同的序列号,则具有较小的距离矢量阵的路由具有优先权。因为它代表路径最短(或跳数最少)。在通常情况下,从源节点到目的节点可能存在多条路径,在最佳路由路径的确定过程中,移动终端跟踪不同路由路径的时间,最佳路由路径就是时间最短的路径。在找到最佳路径之前,该时间呈收敛性涨落。一旦路径确定,这些信息就存放到每一个终端的路由表中,直到节点收到新的路由信息。 三、反应式硌由协议

反应式路由选择协议是一种当需要一条从源节点到目的节点的路径进行数据发送时才查找路由的路由选择方式。节点并不保存整个网络的及时准确的路由信息。当源节点要向目的节点发送报文时,源节点在网络中发起路由查找过程,找到相应的路由后,才开始发送报文。为了提高效率,节点可以将找到的路由保存在缓存中供后续发送使用。反应式路由协议按需路由的特点可以较好地适应节点移动较为频繁的无线网络环境,节点发生移动后,只需要更新需要发送数据的相关路径的路由信息即可。

四、混合式路由协议

混合式路由是将前面两种路由方式结合起来,在局部范围内使用先验式路由协议,维护准确的路由信息,并可以缩小路由控制消息传播的范围。当目标节点较远时,则使用反应式路由协议查找发现路由。ZRP协议就是混合式路由协议的代表。ZRP协议是一种专为多变的通信环境(如可重构无线网络,RwN)设计的平铺式路由协议。在每个节点定义一个区域,此区域包含一些节点,这些节点的距离(也就是跳数)在一个限定的范围之内。这个距离被成为区域半径rzone。每一个节点只需要知道它的路由区域内的拓扑结构,而且其路由信息随着区域内的拓扑更新而更新。这样,尽管网络很大,但更新仅仅在局部区域进行。由于距离大于1,这样区域就有大量重叠。

若s要与D通信,则s发送query消息,并一级一级广播下去,直到到达D,D响应这个请求,表明路山为:S-H-B-D。

B知道路由路径的机制成为路由累积。累积过程如下:query消息每经过一个节点,则在query消息中加上该节点的信息。为了限定信息大小并能反应出路由发现过程,在query消息中加入跳数限制,并且每经过一个节点,跳数减l,若跳数域为0,则丢弃该消息。区域内部采用先验式路由协议。

可以看出ZRP仅需要一些相对小数量的query信息,这些信息只是发给周边节点的信息。由于区域半径相对于整个网络来说总是比较小,得知区域内部拓扑的开销只是整个网络很少的一部分。而且,每一个节点储蓄的信息也大为减小。另外,ZRP协议比全网的反应式路由发现机制要快得

五、结论

无线网状网络作为一种可以解决“最后一公里”网络接入瓶颈问题的方案,和智能天线、Ad Hoc网络以及超宽带技术一起,正在成为无线通信领域中压倒一切的技术。因此在无线网状网络的协议标准尚桌统一的前提下,对无线网状网络的路由技术进行分析,具有重要的现实意义。

篇4:无线网状网与其他无线网络的“一较高低”

无线网络是当今的热点,而其中的无线网状网也是重点之一,那么,在众多无线网络类型中,无线网状网又有什么优势呢?其他无线网又有什么优点呢?那么本文将为大家详细的介绍一下几类的比较区别。

无线网状网 Vs Wi-Fi

Wi-Fi是基于IEEE802.11x标准的技术。目前,Wi-Fi包括IEEE802.11b、802.11a和802.11g。Wi-Fi发射采用的是低功率无线电信号,穿透能力差,不能穿过金属,水或其它密度高的材料。通常情况下,在一般典型的居家或办公室里,Wi-Fi网络的传输距离大约为25到50米。在户外开放的环境里,Wi-Fi网络的传输距离也只有300米左右。由于Wi-Fi网络的特点是带宽较高但通信范围较小,并且不具有移动性,但价格便宜,因此,它主要用于小范围的无线通讯,被定义为无线局域网。

目前,Wi-Fi网络迅速向人群聚集的地点或楼宇内发展,像咖啡店、酒店、机场候机大厅、写字楼等地为用户接入互联网的服务。 无线网状网(无线Mesh网络)是一种基于多跳路由、对等网络技术的新型网络结构,具有移动宽带的特性,同时它本身可以动态地不断扩展,自组网、自管理,自动修复、自我平衡。相对于Wi-Fi,无线Mesh在组网方式、传输距离以及移动性上都有很大的改进,特别是它具有兼容Wi-Fi的特性,因此无线Mesh网络会对Wi-Fi在增加传输距离和移动性,扩展Wi-Fi应用上提供很大帮助。同时,终端目前的普及应用又会为无线Mesh的迅速推广带来好处。因此,Wi-Fi和无线Mesh网络可以相互补充、相互融合。

无线网状网 Vs 3G

众所周知3G已经酝酿很久,而且得到世界著名的各大通信公司的支持和拥护,我们国内也有TD-SCDMA专有技术,可谓众望所归。无需质疑,3G肯定会到来,只是一个时间的问题,但由于2.5G和WLAN的加强运作,延长了2G的寿命,再加上无线IP城域网的出现,以及3G标准和技术上存在的一些问题,使得3G处于非常被动的局面。到目前为止,数字移动电话在一些基本应用上已经做得很完美,如语音通信、短消息、简单的新闻服务以及股市行情等等,

下一步移动通信所要解决的就是实现移动电话之间更加直接的视频通信,但是目前实际运行当中的3G的数据传输速率还不理想。巨额的牌照费,技术问题、终端问题使3G的发展任重而道远,运营商需要投入大量的资金、人力来建设和完善,这些因素都会给3G的发展带来巨大的挑战。

无线Mesh网络也具有移动、宽带的特性,与3G提供的业务有些相近。但是二者的定位有所不同。3G定位在广域网,与2G、2.5G一样,将继续为公众移动通信服务,3G发展必须依赖大规模布网,时间会比较长。而无线Mesh是基于IP的,定位在城域网,组网灵活,可以先在小范围使用,然后逐渐发展起来,更适合于各垂直行业的专网应用。它先于3G进入市场,同时它又具有很强的兼容性,便于将来与3G兼容,解决3G末端接入的问题。“移动走向IP”和“IP走向移动”是通信发展的趋势,相信在未来的通信市场,3G与Mesh的结合存在很大的可能性。

无线网状网 Vs WiMAX

WiMAX是当前市场比较看好的技术,定位在无线IP城域网,包含802.16a、802.16e。802.16a的标准已经制定,只支持视线范围传输,固定点接入,支持点对点或点对多点组网;802.16e标准尚处在开发阶段,将会支持非视线传输和具有一定的移动性。目前市场上WiMAX成熟的商用化产品还没有推出。非常有意思的是,Mesh是有了商用化产品,标准刚刚开始制定,而WiMAX却是有了标准,还没有商用化产品。从市场角度讲,无线Mesh与802.16a虽然都是城域网应用,但是不会产生任何竞争,无线Mesh是移动城域网,目标是为专网中的个体提供移动宽带服务;而802.11a解决的点对点或点对多点的固定接入。待802.16e产品(加入了移动性能)出来,可能会与无线网状网有竞争关系,但因目前标准还未出来,所以还存在着一些不确定的因素。

总体来说,在占有市场空间方面,无线网状网已经先于WiMAX、3G进入市场。同时,无线网状网也可以依靠已被市场接受的Wi-Fi终端迅速发展起来。从技术上分析,无线网状网、Wi-Fi、WiMAX彼此可以相互补充,共同组成无线城域网。Wi-Fi以低廉的成本,普及的应用占据末端局域网接入市场,WiMAX则可以作为城域范围的固定点接入,无线网状网能够实现城域范围内的移动宽带专用通信网。当然,随着技术和市场的不断发展,无线网状网与将来的802.16e和3G在业务层面上的确存在着重叠的地方,由此也会带来一定的竞争,但我们目前所能得出的结论则是:它们之间的互补性要大于竞争性。

篇5:中国石油大港石化无线网状网全面解决方案

近日,中国石油大港石化公司通过无线网状网技术架设了炼化企业生产安全管理系统,为实现炼化企业的操作规范化奠定了基础。阿德利亚科技的无线网状网技术作为该系统的无线Wi-Fi承载技术,结合PDA终端,成功的实现了生产过程中的数据采集、数据传输等功能。

需求描述

安全管理系统将在整个中国石油大港石化公司的生产工作区内进行布置,用户将使用无线PDA在整个厂区内分区进行操作,要求提供数据承载的无线网络产品具备以下条件:

1)具备较强的覆盖能力

厂区较为开阔,生产设备为金属制品并结构较为复杂,对无线信号的屏蔽和遮挡较大,要求无线设备具有较强的覆盖能力。

2)具备较高的系统可靠性

无线网络设备必须具备较高的稳定性,以保证厂区生产的正常。

3)无线网络提供Wi-Fi设备的无缝漫游能力

手持终端设备需要在无线网络的覆盖厂区里自由移动,并且保证终端在不同基站覆盖的区域之间切换过程中,与服务器之间保持通信,业务保证不中断,即终端设备可以在无线网络里实现跨子网漫游。

4)无线网络提供无线路由功能

厂区的不同工作区域的网络将根据功能不同进行子网划分,要求无线网路具备一定的路由功能,实现PDA终端设备可以自由的进行扩展和增加,并保证PDA终端数量增加后,对网络无需进行任何配置。

5)无线网络提供较高的安全和加密功能

整个系统的安全将影响到整个产区设备的安全,所以无线网路必须具备较高的安全和加密能力,以避免其它非法终端的进入,影响正常的生产。

解决方案

1、设计原则

此次,中国石油大港石化公司炼油厂无线网络覆盖方案本着如下原则来设计:实用、先进、稳定、开放、扩展、安全、高可用和经济,

2、方案设计

此次中国石油大港石化公司无线覆盖的方案进行无线覆盖区域是天津石化炼油厂最为复杂的一片工作区,此区域包括了重油催化裂化装置、气体脱硫装置和脱硫醇装置等等,其中各种装置多为金属制品,具有较强的信号屏蔽和遮挡能力。操作员在此区域工作时,活动区域不仅包括室外区域,而且还包括有室内区域。

基于中国石油大港石化公司的未来的应用场景对无线覆盖网络使用Azalea无线路由产品进行设计。分别在重点区域设置MSR设备作为无线覆盖的有线接入点,并与天津大港目前的有线网络进行连接,对全厂区室内室外进行无线覆盖。

3、设备网络管理

为了方便对无线网络设备的管理,Azalea公司专门为公司Mesh网络管理量身定做的网管硬件系统,通过标准以太接口接入有线网络,对MSR无线Mesh路由器进行实时有效的管理。网络管理员可以通过任何一台终端,利用浏览器或专用客户端程序访问Azalea NMS,实现对整个无线网络的管理。Azalea NMS支持全中文操作界面。其具备强大的管理和维护功能,具体功能如下:

拓扑发现功能设备故障管理功能实时性能监测功能集中配置功能

实施效果

项目实施完毕之后,中国石油大港石化公司信息化负责人对系统进行了测试。结果显示,该技术打破了传统的无线网络结构,从点、线扩展到面:AP(点)' 网桥(线)' 网状网(面)。并具备如下几个特点:高带宽,可以实现海量数据的同时传输,保证数据传输的速度和效率;覆盖强,可以满足企业用户长距离、大规模无线覆盖的需求;特殊的网络架构,Azalea将有线网络中普遍应用的IP骨干路由技术引入到无线网状网构架中。改变了二层网络架构不能有效的隔离广播包,广播报文占用大量无线链路资源的劣势。运用先进的3层网络架构进行传输,满足了需要稳定视频监控信号传输的企业用户的要求。

“我们对测试结果表示满意。” 中国石油大港石化公司信息化负责人表示,“这项技术完全满足了我们安全管理系统的需求,同时还实现了全厂区的无线覆盖,使得生产安全及工作效率都有了显著的提高。”

篇6:讲解 无线网状网和写作中继技术的联合

无线网状网可比作是小型的互联网,能够更好的在企业里面发挥无线作用,那么,无线网状网也是与其他技术相结合的,发挥更强大的作用。下文就是详细,介绍无线网状网+协作中继技术结合的知识介绍。

无线网状网与协作中继技术的结合

1.骨干网需要实现无线Mesh结构

无线网状网是基于IP协议的无线网络技术,从网络拓扑结构上来讲,无线网状网可以看作是无线版、缩微版的互联网。随着宽带无线技术的发展,人们需要无线网络具有更高数据速率、更高频谱效率、更高覆盖和更强业务支撑能力,比如,B3G/4G要求传输速率能够达到1 Gb/s,需要的频谱至少是100 MHz。对于这样的宽带的频谱需求,很难在现有的频段中找到,因此需要对B3G/4G分配更高的频段,比如5 GHz或者6 GHz。

工作频率的提高、带宽的增大,有利于数据速率的提升,但是,频率的提升会导致小区覆盖范围缩小,进而引起数据速率和覆盖范围之间的矛盾,需要在数据速率和覆盖范围之间进行折中。比如,IEEE 802.11n期望在15 m范围内,媒体接入控制(MAC)层数据速率达到100 Mb/s;超宽带(UWB)能够提供高达480 Mb/s的数据速率,但是其覆盖范围只能达到2 m甚至更低。在这种情况下,要在较大覆盖范围内实现高数据速率,将来的无线网络需要部署大量的AP。然而,安装部署数量庞大的AP在现实中比较困难,一方面是建设成本太高,另外一方面是全部将无线AP连接到有线骨干网中也是不太现实的,特别是在目前那些没有有线服务的地区。

虽然采用基于Mesh和中继的结构是比较可行的解决思路,而且目前市场上出现的许多无线网状网产品,都可以与无线个域网(WPAN)、无线城域网(WMAN)、无线局域网(WLAN)以及无线宽带接入(WBA)等系统结合,但是,如果将整个无线Mesh网络看作是一个海洋的话,这些WPAN、WMAN、WLAN以及WBA就好像海洋中的一座座“孤岛”,它们的中央控制器只有连接到了骨干网中以后,才能为用户提供真正的服务。因此,从这个角度讲,实现全网的无线Mesh覆盖,首先需要解决的是骨干网本身的无线实现问题。

2.无线网状网的结构

无线网状网是使用多跳的全无线网络,数据流进出有线Internet网关。与平面Ad hoc相比,无线网状网呈现分层的特点,其节点按照功能可以分成Mesh路由器和Mesh客户机两类。这些Mesh节点可以组成全Mesh结构,也可以组成部分Mesh结构。所谓全Mesh结构是指网络中的任意两个节点都可以实现直接连接,而部分Mesh结构是指只有整个网络中的部分节点之间可以直接通信,

Mesh路由器不仅具有路由的功能,它还具有网关或者网桥的功能。与传统的无线路由器相比,无线Mesh路由器可以通过多跳网络,以较小的传输功率来实现同样的覆盖;通过加强Mesh路由器中的MAC协议,还能构使得它在多跳Mesh网络环境下具有更好的可伸缩性。Mesh客户机必须具有组网的功能,同时它还可以当作一个路由器。不过,在Mesh客户机中,不存在网关和网桥的概念,而且一个Mesh客户机只有一个无线接口,只能支持一种无线接入技术。

目前,由Mesh路由器和Mesh客户机可以组成两种基本的无线Mesh结构,基础设施的无线网状网和客户机网状网。不过比较有前途的是二者的混合结构。这种无线网状网是基础设施结构和客户机结构的结合,客户机可以通过Mesh路由器接入网络,同时也可和其他Mesh客户机直接组成Mesh网络。

3.协作中继技术的特点

协作中继也被称作为协作分集,其原理来自于“虚拟天线阵列”思想。协作中继就是单路径中继的一个扩展,在源节点S和目的节点D之间可以引入一个或者多个具有共同覆盖区域的节点充当中继节点R,目的节点可以合并来自源节点和来自中继节点的数据。这样可以缓解终端无法配置较多天线的压力。源节点、中继节点、目的节点分别由基站(BS)、中继站(RS)和用户终端(UT)来充当。

按照各个节点之间的发送和接收时隙不同, 定义“X→Y”表示X发射、Y接收,可以将协作中继分成表1所示的3类。目的节点将不同时隙接收的信号进行合并,以获得空间分集增益。由于目的节点利用了多条路径的信号信息,因此可以获得空间分集增益,进而使得中继链路的数据速率和可靠性得到保证。

4.无线网状网域协作中继技术的结合

从前文可知,无线网状网主要是在网络层或者数据链路层实现Mesh结构,然而,协作中继的思想主要是在物理层体现,以保证无线中继链路的传输数据速率和可靠性。固定无线Mesh网络为例来介绍协作中继在无线网状网中的应用。其中Mesh节点包含AP、固定的/或者游牧RS,UT可以不必包含在Mesh结构中,不过需要与Mesh结构中的Mesh节点进行连接,方可接受网络的服务。AP可以由BS担任,也可以是RS,可以直接连接到骨干网络中(一般是Internet)。节点C就可以合并来自节点A和B的信号,以实现协作中继,获得空间分集增益。

在任何一个无线中继链路中,都可以使用协作中继。而且为了充分利用频谱资源及多输入多输出(MIMO)技术,在源节点、中继节点和目的节点中都可以配置多天线,充分利用不同RS的协作,可以在目的节点实现协作MIMO中继,大大提高无线中继链路的数据速率。其仿真传输速率基本比常规MIMO要高2倍左右。随着无线技术的发展,在无线网状网中采用协作MIMO中继技术必将是一个发展方向。

篇7:无线Mesh网络新探讨

对无线这方面有所了解的朋友们都会知道这样一种网络――无线Mesh网络,它的设计思想来源于自组织网,这个大家也是应该知道的。那么,近年来,它的建设的灵活性在各种场合得到大规模应用。下面就为大家详细介绍一下这方面有关的内容。

这种结构的最大好处在于: 如果最近的网络节点由于流量过大而导致拥塞的话, 那么数据可以自动重新路由到一个通信流量较小的临近节点进行传输。依此类推, 数据包还可以根据网络的情况, 继续路由到与之最近的下一个节点进行传输, 直到最终目的地为止。

与传统的交换式网络相比,无线Mesh网络去掉了节点之间的布线需求, 但仍具有分布式网络所提供的冗余机制和重新路由功能。在无线Mesh网络里, 如果要添加新的设备, 只需要简单地接上电源就可以了, 它可以自动进行自主配置, 并确定最佳的多跳Mesh传输路径。 添加或移动设备时, 网络能够自主发现拓扑变化, 并自主调整通信路由, 以获取最有效的传输路径。

目前,无线Mesh主要采用802.11a/b/g三种技术作为设备互联和用户覆盖的技术。无线Mesh网络节点间能够通过802.11无线链路相互连接,因此它们不需要通过有线连接到交换机上。Mesh网络架构可以扩展通信传输区域,也可以同时为无线用户和网络节点提供接入服务。通过合理设计,mesh网络可以成为高性能、高可靠和冗余能力,能够扩展到包含成千上万个设备,

这种类型的网络安装快捷,并且不要求精细的规划和位置选择即可获得可靠的通讯。简单地移动某个网络节点或者增加一个节点就可以立即完善一个信号较弱或无信号的区域。

在无线mesh网络中,每个节点都会维持到最邻近节的最优路径。当无线环境发生变化时,比如加入新节点或者发生拥塞,数据路径会根据时延、吞吐量、噪声等因素进行重新评估,并且mesh网络会自动地进行自我调节将性能维持在最佳性能。如果某个数据路径丢失,或者RF干扰影响了性能,网络会通过重路由流量实现自我修复,这样节点既可以保持连接,而且数据路径也始终是最优的。所有的自我调节和自我修复过程都是动态的,在后台执行并且是实时的――对用户而言是透明的,不需要人为干预。

在室外环境中部署网络时,mesh体系架构允许无线网络绕过大的物体(比如建筑物和树木)进行流量交换。无线mesh网络能够很容易地通过中间中继节点绕过障碍物转发数据包,而不是试图直接穿过障碍物。尤其在有很多障碍物的城市环境或者有丘陵或山区等传统无线网络覆盖有困难的乡村区域,该方案都非常有效。

无线Mesh网络这种多跳组网能力,具有组网简单、灵活和可扩展等优点,可以大大地降低网络部署的成本、交付时间和复杂程度,具有具有较大的商用价值。近年来,随着Wi-Fi、WiMax等宽带接入技术的快速发展,Mesh也在大规模城域网络和广域部署上获得广泛应用。

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