无线多跳网络(WMN)
多无线、多跳WMN网络中路由度量的改进
了现有路 由度量在用 于 ＷＭＮ网络中时存在 的缺陷 ， 在以 Ｌ Ｑ Ｓ Ｒ协议 为 基 础 的条件 下分析 了一 种新 的路 由度量 ＷＣ Ｅ Ｔ Ｔ 。 由实 验结 果可 以得 出： ＷＣ Ｅ Ｔ Ｙ 这种新 型度量增大 了 Ｔ Ｃ Ｐ的吞 吐量 ，提高 了 网络 的传输效 率。 １现有 的两种 不同机制 的路 由度量 １ ． １最短 路径 最短路 径策略是基 于跳数 的 ，在选路 时 以源到 目的地 的跳 数最少 为准则来选取路径的。相邻的节点通过通告报文和响应报文来交换选 路信 息 ， 这些信 息 中包 括路径 的费用 ， 即跳 数 。 目前大部 分选路 协议 都 是采取这种路由度量的， 如Ｒ Ｉ Ｐ 协议 ， Ｏ Ｓ Ｐ Ｆ 协议， Ｉ Ｇ Ｒ Ｐ 协议等等。 但在 无线 环境下 ， 采取 这种 路 由度 量 ， 选 路效 率 比较低 ， 网络 的吞吐 量受 到 了限制 。 １ ． ２ Ｅ Ｔ Ｘ （ 预期传输次数 ） Ｅ Ｔ Ｘ策略是通过检测链路上数据包的传输次数（ 包括重传的次数 ） 来选取路径的。每个节点每隔一秒发送 ｐ ｒ ｏ ｂ ｅ 分组 ； ｐ ｒ ｏ ｂ ｅ 分组包含前 １ ０秒 内从邻 居节 点接收 到的 ｐ ｒ ｏ ｂ ｅ 分 组的数 量。 通过 收集到 的 ｐ ｒ ｏ ｂ ｅ 数 计算 出分组 丢失率 。 假设源 到 目的地 的单跳 正向分 组丢失率 为 ｐ ｆ ， 逆向 分组 丢失率 为 ｐ ｒ 。如果 发送方 没有接 收到接收 方返 回的 Ａ Ｃ Ｋ认证 ， 则 认 为传输失败 。失败 的概 率为 ：
ｔ ＝
这里 的 Ｂ 为加权 系数 ， 其值为 ０ ＜［ － ３ －１ ＜ 。可 以认 为该公式 是吞 吐量 和时延的折衷， 前半部分是这条路径上的时延， 后半部分 由于代表了瓶 颈 跳数的影 响 ， 可 以看作是路径上 的吞吐量 。 ３路 由度量仿真 ３ ． １仿真环境 假设共有 ２ ３ 个固定节点 ， 每个节点配备—个无线 ８ ０ ２ ． １ ｌ ａ 网卡， 一 个 无线 ８ ０ ２ ． １ ｌ ｇ 网卡。从 ２ ３ ＊ ２ ２ ＝ ２ ５ ６ 对接 收 、发送 方 当中选 取 １ ０ ０ 对， Ｔ Ｃ Ｐ的传输 时间为 ２ 分钟 。 网络层采用 Ｌ Ｑ Ｓ Ｒ路由协议， 接人层采用 Ｃ Ｓ ＭＡ协议。 路由度量分 别采取 Ｅ Ｔ Ｘ和 ＷＣ Ｅ Ｔ Ｙ 。 ３ ． ２仿 真结果分析 可知， 随着跳 数的增加 ， 基 于 ＷＣ Ｅ ｒ 这种 路 由度 量 的 Ｔ Ｃ Ｐ吞吐量 比基 于 Ｅ Ｔ Ｘ 的稍大一 些。由于取 的是 ８ ０ ２ ． １ ｌ ａ 和８ ０ ２ ． １ ｌ ｇ 两 个不 同的频 率和信道， 网络的 Ｔ Ｃ Ｐ 吞吐量提高的幅度不大， 但在真正的多无线条件 下， 其 效果还是非常可关 的 。Ｅ Ｔ Ｘ不考 虑信道 的带宽 ， 忽 略信道分集 ， 即 使信道的可用带宽比较窄 ， 只要该信道下的分组丢失率 比较小 ， 也选择 该信道， 因此大多工作在 ８ ０ ２ ． １ ｌ ａ ， 导致 Ｔ Ｃ Ｐ吞吐量的降低。而 ＷＣ Ｅ Ｔ Ｙ 考虑信道的带宽和信道分集 ，当 ８ ０ ２ ． １ ｌ ｇ 信道上的可用带宽比较大时， 即使 跳数可能 增多 ， ＷＣ Ｅ Ｔ ｒ 也会选 取该信 道 ，因为有 利于 Ｔ Ｃ Ｐ 吞 吐量 Ｐ １ 一（ １ 一Ｐ， ） ・ （ １ 一Ｐ。 ） 传输效率的提高。 当传输失败时， ８ ０ ２ ． １ １ Ｍ Ａ Ｃ协议会重传， 经过 Ｋ次重传后 ， 传输成 的增大， ４加权 系数 Ｂ对 Ｔ Ｃ Ｐ吞吐量 的影 响 功的概率 为 ： （ ） ： “． （ １ ＿ｐ ） 当１ ３ ＝ ０时， ＷＣ Ｅ Ｔ Ｙ只依靠分组丢失率和链路带宽来选取路由， 不 考 虑信 道 的分 集 ，其 Ｔ Ｃ Ｐ的吞 吐量 最小 。 当 Ｂ比较小 时 ，如 １ ３ ０． ＝ ｔ ， 则最终 的单跳 传输 次数为 ： ＷＣ Ｅ Ｔ ｒ 选路考虑信道分集的概率比较小， Ｔ Ｃ Ｐ的吞吐量提高的幅度不 是很大 。对于 一条 给定跳 数的路径 ， 当１ ３ ０． ＝ ９ 、 在跳数 大 于 ２ 时， 其Ｔ Ｃ Ｐ 的吞吐量相对大些。当路径跳数超过 ６ 时 ， Ｂ的取值对 Ｔ Ｃ Ｐ 吞吐量的影 基于 Ｅ Ｔ Ｘ的选路 协议在选 路时选 取链路 上传输 次数最少 的路 径 ， 响不是那么明显了，这主要是因为在实验时只使用了两个不交叉的频 即值 Ｅ Ｔ Ｘ之和最 小的路径 。 率。 当使 用多频率通信 时 ， Ｔ Ｃ Ｐ 吞 吐量受 影响 的路径跳 数会增 大。 在实 际 ２一种新 的度量算 法一 基于 Ｅ ｒ ｒ 的 ＷＣ Ｅ Ｔ Ｙ 要根据 网络 的负载 ， 动态地 选取 Ｂ的值 。 Ｅ ｒ ｒ （ 预期 传输时 间 ） 考 虑分组丢失 率和链路带 宽 。 假设 —个分组 单 通信 中 ， ５结束语 跳 的预期传输时 间为 Ｅ ｒ Ｉ Ｔ Ｉ ’ ， 则它 可定义为带 宽调整 的 Ｅ Ｔ Ｘ ， ＷＣ Ｅ Ｔ Ｔ 路 由度量不仅考虑到分组丢失率和链路带宽， 还考虑到信 ￣ ０ Ｅ ｑ Ｔ ＝ Ｅ Ｔ Ｘ・ ｓ Ｂ 道间的干扰和信道分集 ，在实际运用中使用 Ｄ ｉ ｊ ｋ ｓ ｔ ｒ ａ 算法寻找 ＷＣ Ｅ ｒ 使用 ＷＣ Ｅ Ｔ Ｆ 这种路由度 Ｓ 为分组大小 ， Ｂ为链路带宽。这里的 Ｅ Ｔ Ｔ是指占用信道的时间 ， 值最小的路径。在多信道多跳 ＷＭＮ网络中， 网络的通信容量、 传输效率和吞吐量得到了很大的提高。 不包括信道等待时间。 要计算出 Ｅ 订， 必须要知道正向分组丢失率 ｐ 、 逆 量 ，
无线mesh网络与ad hoc网络的区别
MANET——Mobile Adhoc net
Ad hoc网络特点：
1、无中心、自组织性，采用分布式算法
2、动态变化的网络拓扑
3、无线传输带宽窄
4、安全性差
5、无线多跳路由
6、存在单向信道
7、采用空间复用的信道共享方式
WSN——wireless sensor net
WMN——Wireless mesh net
无线mesh的特点：
1、频谱效率高
2、覆盖率强
3、可扩展性强
4、可靠性强
无线mesh网络与ad hoc网络的区别：
1、无线mesh网络的节点一般是静止的，而ad hoc网络是由移动节点组成的无线分布式多跳网络，一般没有静止节点和设备
2、 Mesh网络的拓扑结构比较稳定，一般只在干扰变化和节点接入、推出时有变化；ad hoc网络的拓扑处于不定状态
3、 Mesh功能旨在用户接入；ad hoc目的是用户之间的通信
4、 Mesh用户数多，可以用在骨干网，稳定性，吞吐量要求较高；ad hoc用户数少，要求比较快速的路由算法
5、 Mesh目的是组成一个异构的大网，Ad hoc目的是组成可自由通信的小网，两者是互补关系，同时存在一定程度的重叠。
Mesh架构
无线Mesh网络之关键技术、架构及应用Mesh 2008-11-15 20:39:08 阅读124 评论0 字号：大中小订阅摘要：本文介绍了无线Mesh网络（WMNs）的概念及特点，简要分析了无线Mesh网络的体系结构及关键技术。
重点对无线Mesh网络应用场景及模式进行了分类归纳，并对未来无线Mesh网络的演进发展方向进行了探讨。
1.无线Mesh网络的概念及特点随着无线通信技术和Internet高速发展，融合二者实现Mobile Internet成为目前的研究热点。
宽带无线Mesh 网络（Wireless Mesh Networks, 又称无线网状网、无线网格网等）也因此越来越多地得到人们的关注。
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。
它由Ad-Hoc 网络发展变化而来，承袭了Ad-Hoc网络动态扩展、自组网、自配置、自管理以及自愈合等优良特性[1]。
无线Mesh网络与传统无线网络相比具有如下特点：(1)无线Mesh网络可以看作是Ad-Hoc网络的商用化版本、是Ad-Hoc与IEEE 802系列网络融合的产物，也可以看作是因特网的一种无线版本。
(2)传输速率高：由于采用多跳传输，减小传输距离，使得路径损耗大大降低，从而获得高的数据速率。
此外，还可融合其他先进空口技术（如OFDM、UWB、MIMO等）进一步提高传输速率。
(3)覆盖范围大：由于支持多跳中继，终端用户可以通过无线路由器或其他节点中转连接至网络。
接入点的覆盖范围大大增加，并且可支持非视距范围的覆盖。
(4)可靠性高：无线Mesh网络配备多条冗余路由。
一旦其中一条链路中断，数据包可自动重新寻路继续传输，不会影响整个网络的运行。
从而避免出现单跳网络中一个节点出现故障，造成大范围服务中断的问题。
(5)网络配置和维护简便快捷：无线Mesh网络所需设备小巧轻便，易于安装。
并且由于其路由选择特性使得链路中断，局部扩容和升级而不影响整个网络的运行。
无线MESH——概念及基本专业技术
PC无线Mesh网络概念及基本技术admin2011/11/29无线Mesh网络是一种新型的无线宽带接入网络，它融合了无线局域网和Adhoc网络的优势，具有自组网、自修复、多跳级联、节点自我管理等智能优势以及移动宽带、无线定位等特点，成为无线宽带接入的一种有效手段。
文章简要介绍无线Mesh网络的概念和系统特性，并阐述基本技术等。
目录1、引言 (3)2、无线Mesh网络的概念 (3)3、无线Mesh基本技术 (4)3.1无线Mesh路由器的无线传输技术 (4)3.2多信道接入的MAC技术 (5)3.3接入WGW的路由技术 (6)3.4无线Mesh路由器配置技术 (7)4、无线Mesh网络的特性 (8)5、Mesh网络的不足 (8)6、Mesh网络的使用 (9)7、展望 (10)1、引言无线网状网(WMN)是近年被高度重视和快速发展的新型网络技术，支持宽带高速多媒体业务服务。
随着未来无线分布技术和无线分布网络的发展，无线Mesh技术和网络将会成为无线移动通信的基本网络技术和网络结构，渗透到各种无线网络中，发挥更大作用。
无线Mesh网络（WMN）技术曾是一项军事技术，战场上的移动网络需要很高的数据速率、很低的被检出概率和防止人为干扰的能力，而Mesh技术就具备了这些能力。
随着人们对802.11a、802.11b和802.11g等局域网（LAN）技术了解的深入，Mesh技术才逐步成为企业界和消费者瞩目的焦点，并沿着不同的分支演进。
目前，业界讨论最多的“无线网状网”技术是一种灵活的广域无线局域网（WLAN）解决方案，它突破了Wi-Fi技术对每个接入点的有线连接要求，将多个接入点通过无线方式连接在一起，无需进行布线就可形成一个无线网络或“热区”，从而在室内和室外提供宽广的无线覆盖。
目前，许多知名厂商（如摩托罗拉、思科、Strix、Tropos等）都已经有成熟产品问世，促进各个行业组织制订标准，以推进网状网技术的可操作性。
关于无线Mesh网络信道分配策略的探讨
关于无线Mesh网络信道分配策略的探讨1 引言近年来，无线Mesh 网络（Wireless Mesh Network，WMN）以其特有的优势引起了人们的广泛关注，成为研究的热点[1]。
现有的无线网络协议（如802.11）提供了若干个互不干扰的信道，即这些信道可以同时在同一个范围内使用而不会造成干扰[2]。
通过在无线Mesh 网络中应用多信道，可以提高系统吞吐量，改善网络性能。
2 无线Mesh 网络多信道MAC 协议无线 Mesh 网络是一种高容量、高速率和分布式网络。
它具有多跳、自组织和自愈合的特点[3]。
传统的多跳无线网络大部分都是由单网卡节点组成的，当前的无线Mesh 网络，基本上也是采用单信道MAC 协议，限制了整个网络数据传输速率与网络容量，不能满足人们日益增长的需求。
在无线Mesh 网络中，通过使用多信道MAC 协议，使不同的节点在不同的信道上同时通信，可以有效的减少碰撞和干扰，从而提高系统的吞吐量。
如图 1 所示，根据不同的硬件平台，多信道MAC 协议可分为单接口多信道和多接口多信道。
单接口多信道协议节点只有一个接口，任一时刻每个网络节点上只能有一个活跃的信道。
但不同的节点可以同时工作在不同的信道上，这样就增加了系统容量。
如何协调Mesh 节点在多信道的条件下工作，是多信道单接口MAC 协议的研究重点。
而且节点通信时需要来回切换信道，信道切换产生的时延会导致系统性能下降。
此类协议的典型代表是MMAC 协议和SSCH 协议。
多接口多信道MAC 协议每个网络节点配置多个接口，每个接口带有独立的MAC 层和物理层，可使用不同的频段，节点在这些频段上的通信是完全独立的，可以同时进行。
DCA（Dynamic Channel Assignment）、MUP（Multi-radioUnification Protocal）、PCAM（Primary Channel Assignment based MAC）可归入这种类型[4]。
wan的系统结构和网络应用
无线网格网WMN由Mesh Router和Mesh Client组成。
Mesh Router只具有很小的移动性并且组成了WMN的基本骨干结构。
它们为mesh client和传统的客户端提供网络接入。
通过设置mesh router为网关并利用桥接功能，wmn可以和现存的大多数网络如Internet，蜂窝网，IEEE802.11，IEEE 802.15，IEEE802.16，IEEE802.20等进行集成。
Mesh client既可以是固定节点，也可以是移动节点。
在Mesh Router的协助下，这些或固定或移动的客户端形成了网格网络。
WMN架构一开始的提出就是为了提高Ad Hoc，WLAN（Wireless local area networks），WPANs（Wireless personal area networks）和WMANs（Wireless metropolitan area networks）等这些无线网络的性能，并解决无线技术固有的限制。
WMN在不同的区域为不同的用户提供不同的无线服务。
如家庭个人用户，校园用户，城市商业用户等。
尽管目前在无线网格网领域内进行了大量的研究，但是几乎在所有的协议层上都遇到了挑战。
1．本文首先描述近来在WMN领域的最新研究。
2．重点讨论WMN的系统结构和网络应用，因为它们影响着协议的设计。
3．网络的理论容量和各种协议4．最后会谈到WMN测试环境，产业应用和当前的标准。
在WMN中，节点是由mesh router和mesh client两种类型的节点构成的。
每个节点既要担当主机（host）的角色，也要担当路由器的角色。
转发来自其他接点的数据包将是一个最常见的任务，因为目标节点不总是在单跳的无线传输范围之内。
WMN中所有节点都具有自组织和自配置的能力。
它们能自动建立并维护由它们自己构成的网格网络的连接性。
事实上，这个行为完全等同于建立并维护有效的Ad Hoc网络。
mesh网络资料
一，无线mesh网络的原理无线mesh网络，由mesh routers（路由器）和mesh clients（客户端）组成，其中路由器构成骨干网络，并和有线的互联网相连接，负责为客户端提供多跳的无线互联网连接。
无线Mesh网络（无线网状网络WMN）也称为“多跳（multi-hop）”网络，它是一种与传统无线网络完全不同的新型无线网络技术。
在传统的无线局域网(WLAN)中，每个客户端均通过一条与接入点相连的无线链路来访问网络，形成一个局部的BSS(Basic Service Set)。
用户如果要进行相互通信的话，必须首先访问一个固定的接入点，这种网络结构被称为单跳网络。
而在无线Mesh网络中，任何无线设备节点都可以同时作为AP和路由器，网络中的每个节点都可以发送和接收信号，每个节点都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信。
这种结构的最大好处在于：如果最近的AP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邻近节点进行传输。
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，直到到达最终目的地为止。
这样的访问方式就是多跳访问。
其实人们熟知的互联网就是一个Mesh网络的典型例子。
例如，当我们发送一份E-mail时，电子邮件并不是直接到达收件人的信箱中，而是通过路由器从一个服务器转发到另外一个服务器，最后经过多次路由转发才到达用户的信箱。
在转发的过程中，路由器一般会选择效率最高的传输路径，以便使电子邮件能够尽快到达用户的信箱。
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，它可以自动进行自我配置，并确定最佳的多跳传输路径。
添加或移动设备时，网络能够自动发现拓扑变化，并自动调整通信路由，以获取最有效的传输路径。
从下图来看，传统的WLAN，主要是由固定存在的AP来做一个区域的接入，由AP来与设备进行数据交换，AP再与路由进行交换，路由又与路由交换。
9 无线Mesh网络
最大108Mbps 城域覆盖,按需 建设 空口加密,节点 认证,用户认证, 专网 低 低
20
安全
建网成本 使用费
YHZ
WMN与MANET比较
关联：WMN由MANET发展变化而来
MANET可以认为是WMN的一个子集
现有的MANET的技术和协议都可以应用在WMN中 多个独立的MANET可以通过WMN整合在一起
因特网 网关节点
WMN路由器
因特网 网关节点
YHZ 无线网络技术 3
无线网状网 – MESH路由器
YHZ
无线网络技术
4
无线网状网 – 用户终端
可以通过无线或有线方式连接 MESH路由器 也可以参与用户自组网，具有相 应的数据转发功能 通常配备一个无线接口（如WiFi） 软硬件平台比MESH路由器简单， 成本低
问题：如果家中房间较多，若布置多个Wi-Fi接入点，每个接入点都要 和宽带Modem通过网线连接
YHZ
无线网络技术
11
无线网状网的应用 – 社区无线宽带
社区用户共享同一个宽带连接 通过在屋顶布置MESH路由器构建社区网络
YHZ
无线网络技术
12
无线网状网的应用 – 无线城市
无线城市可以通过无线网状网技术构建，采用IEEE 802.11n的无线网状网最高 传输速度达到540Mbps 是新建无线宽带网络较经济的方案，尤其适用于基础设施欠缺的偏远地区
无线网状网可以显著扩大无线宽带网络的覆盖面积，并且 应用的成本较低，是构建社区网络和无线城市的理想方案 WMN已被纳入到802.11s、802.16等标准中。
YHZ
无线网络技术
2
无线网状网络结构
无线网状网(WMN)的安全体系研究综述
无线网状网(WMN)的安全体系研究综述摘要对WMN网络从网络体系结构、功能优势的方面进行了概述，提出了WMN网络的网络的可用性问题、保护合法节点不被俘获或者假冒问题、信息的完整性问题、信息的机密性问题、无线路由安全问题、STA的身份认证问题等网络安全体系问题，并相应的给出了对应的安全解决方案，对目前无线网状网（WMN）的安全体系研究进行综述。
关键词WMN网络；安全体系；入侵检测因为无线接入协议的完善、电子产品的改良，WLAN的技术越来越成熟，在100 m范围内的无线上网可以通过WI-FI技术成熟解决，AP通过有线链路接入局域网，STA通过一跳无线链路接入AP。
无线设备如果要在很大的范围内移动，就需要很多AP接入互联网，这样就会带来一系列的问题，如信号干扰、成本提高，为解决这些问题，就提出了WMN网络，它是通过无线网络连接AP和骨干网络，用多个无线中继连接有线网络，这样就组建了一个很大覆盖范围的无线网络，并且网络信号良好。
WMN网络可以分为三种结构的形式：一种是基于客户的网络，该种类型的网络不需要MR的参与，用户间是通过P2P连接，MC承担了所有的路由、配置、终端管理任务，因而需要MC的功能相当强大，也注定这种网络的移动性相当好，鲁棒性就差了许多；一种是基于基础设施的网络，这种网络主要由MR作为中坚力量组成MESH骨干网，用户直接或者通过AP接入MESH骨干网络，MESH 骨干网络通过有线接入互联网络，这种网络层次清晰、路由算法简单，能提供高效的网络服务，不足之处是MR承担了所有任务，MC没有充分发挥作用，不能起到接力的作用，需要的MR数目太多；还有一种是混合类型的网络，这种网络结合了上两种的优势，MC可以直接接入MR，也可以通过别的MC接入，真正做到了完全无缝覆盖效果，也支持异构网络。
WMN网络具有网络拓扑结构灵活，网络拓扑扩展性良好，鲁棒性好，路由算法先进，可以自动迂回路由等一般网络无法比拟的优越性，部署一个WMN网络最少只需要一个有线网络的接口，其它的AP都可以通过无线链路彼此相连，当某些节点的数据量突然拥塞时候，这些节点可以智能的选择别的节点，均衡流量，每个AP都与几个和它相邻的AP具有连接性，当某个AP失效，它就自动路由到别的有效的AP上，保障网络的健壮性，要扩大无线网络的覆盖范围时候，就只要在无线网络的边缘增加AP即可，增加的AP就会连接原有的AP，从而扩大无线网络的范围，从而使系统始终都在高效率运转。
无线Mesh网技术
WMN的DSR路由协议
DSR是一种对等的、基于拓扑的反应式自组 织路由协议。其特点是采用积极的缓存策略以 及从源路由中提取拓扑信息。 分为路由发现过程和路由维护过程。
路由发现过程
当源节点没有到达目的节点的路由时，广播一个路 由请求报文。 每个收到该报文的中间节点附加上自己的ID然后重 新广播（忽略重复请求和已经包含自身ID的报文）。 当路由请求到达目的节点（或者某个知道某条到达 目的节点的路由的中间节点）时，目的节点可以确 定一条到达目的节点的完整的源路由。 目的节点（或中间节点）将所得的源路由包含在路 由响应报文中，然后沿着反向路由发送回源节点 （或者附带在目的节点的路由请求报文中）。 源节点收到路由响应报文后，将源路由存入缓存， 并添加到每个数据报的头部。中间节点根据数据报 头中的源路由转发数据报。
无线Mesh网
无线分布式自适应网络
无线自组织（Ad hoc）网络
主要侧重于移动环境中。
无线Mesh网
是一种无线宽带接入网络。
是无线 Ad hoc网络的一种特殊形式，实现对某个区域的 物理现象的监测。
无线传感器网络
主要内容
1. 2. 3. 4. 5. 6.
无线Mesh网络的基本概念 无线Mesh网络的特点 无线Mesh网络与其他通信网络的区别 无线Mesh网络的标准 无线Mesh网络的关键技术 无线Mesh网络的应用前景
IEEE 802.20
是2002年12月成立的移动宽带无线接入工作 组，致力于在蜂窝体系下提供通用移动宽带 无线接入，在室内、室外支持Mesh网络模式。 其工作频率为3.5GHz以下，适用于运动速度 高于250km/h的用户。
无线mesh网络的3大体系结构
无线mesh网络的3大体系结构无线Mesh网络作为一种无线宽带接入网络技术，由于其不需要基站等预先构筑的基础设施而发展迅速，它使用分布式想法构建动态的adhoc无线多跳网络，复盖区域内的用户可以随时随地高速无线接入互联网。
无线自组织网络无线网状网络是从无线自组织网络发展而来的。
adhoc网络是多跳、无中心、adhoc网络，是多跳网络(Multi-hopNetwork)、无基础设施网络(InfrastructurelessNetwork)。
移动adhoc网络因其独立于基础架构、动态、多跳、易于构建的特性而备受关注。
它们特别适用于特定的特殊环境和紧急通信，如战场推进中的军事通信，为现有的无线和有线网络提供多跳扩展，以及地震和灾难救援。
在这种网络中，终端的无线目标范围有限，使得不能直接通信的两个用户终端能够使用其它节点传送分组。
每个节点同时是一个路由器，可以完成到其他节点的发现和路由功能。
如图1所示，当节点n-4想要与n-1通信时，由于长距离而不能直接通信，但是通过中继节点n-3和n-2能够通信。
图1无线自组织网络图示无线网状网络无线mesh网络继承了无中心、无基础设施、多跳、自组织网络的特点，开发了提供IP宽带接入的新体系结构。
无线网状网络由网状网络路由器和网状网络客户端两个节点组成。
体系结构可分为三种类型：1、骨干网络体系结构(基础架构/骨干WMN)如在图2，骨干网络架构包括用于向客户机提供IP宽带接入的网状路由器。
无线网格网络的主干网络可以使用包括IEEE802.11相关技术在内的各种无线技术来构筑。
网状骨干是可以自我配置和自我修复的网络。
通过网状路由器的网关功能与互联网连接。
典型的客户端和现有的无线网络可以通过网状路由器的网关或中继功能访问无线网状骨干网络。
图2无线Mesh网络骨干架构示意图2、客户端WMN客户端体系结构由Mesh客户端组成，该客户端在用户设备之间提供点对点无线服务。
如图3中所示，客户端形成提供路由和配置功能以支持用户终端的应用的网络。
WMN(Wireless Mesh Network无线网状网络)
安全
易于使用
兼容性和互操作性
5. 研究现状及挑战[1]
网络容量的理论研究 通信协议栈 网络管理 安全 跨层设计
5.1 网络容量的理论研究
[3]研究了无线自组网容量的理论上界和下界， 据此给出了提高自组网容量的指导性方针。
[3]的分析方法推动了无线网络容量的研究， 但存在两个缺点：
Mesh客户：
2. 无线网状网络的结构类型[1]
架构/骨干式（Infrastructure/backbone WMN）
无线mesh网络的结构类型（续）
对等式WMN
无线mesh网络的结构类型（续）
混合式WMN
WMN的特性（混合式）
虽说是一种多跳无线网络，但有一个无线骨干，通过无线 骨干很容易支持终端节点的移动。
还需要除OFDM和UWB之外的新的宽带传 输技术； 多天线系统的复杂性和代价还太高，无法被 大规模商业化； 认知无线电技术还在发展初期； 允许高层协议访问或控制的物理层组件，软 件无线电应是一种很有前景的技术。
通信协议栈—MAC层
WMN与经典无线网络MAC层的主要差异在于 多跳通信、多点-多点通信。 WMN的MAC层协议可工作在单信道或同时工 作在多个信道上。 WMN的MAC层协议分为：
一个最佳的WMN路由协议必须具有以下特性：
使用多种性能测度：仅用最小跳数作为路由性能测度是不 够的。
可扩放性：WMN的无线覆盖范围很大，扩放性很重要。 健壮性：为避免服务中断，WMN对于链路失效或拥塞必须 是健壮的，另外还需要执行负载均衡。 Mesh架构上的有效路由：mesh路由器极少移动且没有能 量限制，其路由协议应比移动自组网中的路由协议简单得 多；有了mesh路由器提供的mesh骨干，mesh客户的路 由协议也可以设计得比较简单。
Mesh
１ ． １ Ｍｅ ｓ ｈ网络 结构
Ｍｅ ｓ ｈ网络 中的节 点设备 按照功能划分可 以分为 Ｍｅ ｓ ｈ 路 由器和 Ｍｅ ｓ ｈ客户端 。根据节 点的功能， Ｍｅ ｓ ｈ网络又可 以划 分为 Ｍｅ ｓ ｈ骨干 网结构 、 Ｍｅ ｓ ｈ客户端结构 以及基于上述 ２种 结构 的混 合组网结构 。 （ １ ） Ｍｅ ｓ ｈ骨干 网结构。Ｍｅ ｓ ｈ骨干 网结构主要 由 Ｍｅ ｓ ｈ路 由器组成 ， Ｍｅ ｓ ｈ路 由器之 间通过无线链路组成 Ｍｅ ｓ ｈ骨干网 ， Ｍｅ ｓ ｈ骨干网通过 Ｍｅ ｓ ｈ路 由器的网关功能实现 以太 网接入 。 Ｍｅ ｓ ｈ骨干网结构如 图 １中“ Ｍｅ ｓ ｈ骨干 网结构” 所示 。 （ ２ ） Ｍｅ ｓ ｈ客户端 结构。Ｍｅ ｓ ｈ客户端 结构由 Ｍｅ ｓ ｈ客户端 组成 ， 支持路 由、 网络配置 以及终端应用等功能 。 Ｍｅ ｓ ｈ客户端 结构如 图 １中“ Ｍｅ ｓ ｈ客 户端结构” 所示 。 （ ３ ） 混合组网结构。在 上述两种 Ｍｅ ｓ ｈ网络结构的基础之
１ ＷＭ Ｎ 技 术
Ｍｅ ｓ ｈ网络 基 于 Ｗ Ｌ Ａ Ｎ 和 Ａｄ Ｈｏ ｃ 是一 种 多跳 网状 网络 ，
数据在 Ｍｅ ｓ ｈ网络 中可经过多次传输后到达 目的地 ， Ｍｅ ｓ ｈ 网络 中的任意节 点设备可 同时作为接入设备和路由设备。 Ｍｅ ｓ ｈ网 络 的组 网方式类似于 Ｉ ｎ ｔ ｅ ｍｅ ｔ ，由数据传输发起点到接 收点可
的地 。若与 Ｗｉ ． Ｆ ｉ 、 无线传 感器等技术联合组网 ， 可实现广泛
的网络覆盖范围 。
和稳定性不受单个节备可 以通过 多个短跳路由连接至骨干 网， 设备发射功率更 低， 对相 邻节 点的信号干扰更小 ， 有利于提高整体网络质量 。 （ ３ ） 网络带宽 。在无线网络 中， 用户 设备距 离接入 设备越
无线多跳网络(WMN).
Introduction to Wireless Multi-hop Networks
由磊 天津大学 电子信息工程学院 2010-3-26
youlei@
主要内容
无线多跳网络的概述 无线多跳网络体系结构
无线多跳网络的应用 无线多跳网络设计的关键技术
研究方向和总结
主要内容
无线多跳网络的概述 无线多跳网络体系结构
无线多跳网络设计的应用 无线多跳网络设计的关键技术
研究方向和总结
无线多跳网络的概念 无线单跳网络
BS
VS.
无线多跳网络
MS
MS
无线单跳网络中所有源节点的数据报文只能发送给在其 通信范围内的一个集中式节点（如基站），由该节点通 过有线方式转发到目的节点。（如蜂窝网络，WiFi无 线局域网络）
无线多跳网络常见类型 移动ad hoc网络 无线mesh网络 无线传感器网络 无线中继网络
1. 移动ad hoc网络
由一组带有无线通信收发装置的移动终端节点组成 网络中每个移动终端自由移动 网络中所有移动终端地位相等 可以在任何时候、任何地点快速构建 不需要现有信息基础网络设施的支持 是一个多跳、临时、无中心网络
Direct Transmission
BS
RS
MS
Relaying Transmission
无线多跳网络的历史发展（1）
移动Ad hoc网络是其他多跳的基础。
20世纪70年代，美国国防部高级研究计划局(DARPA)启动了 “战场环境中的无线分组数据网”项目，研究在战场环境下利用 分组无线网进行数据通信。 1983年和1994年，DARPA又分别于启动了抗干扰自适应网络 SURAN(SurvivableAdaptiveNetwork)和全球移动信息系统 GloMo(GlobleMobile Information Systems)项目，对能够满足军 事应用需要的移动通信系统进行更深入的研究。 后来，IEEE802.11标准委员会采用了“Ad hoc网络”一词来描 述这种特殊的自组织无中心多跳无线网络结构，Ad hoc网络由此 诞生。 无线mesh网络 由ad hoc 网络发展而来 本世纪初期被提出，是军用转民用的典型技术 主要用于宽带无线局域网或城域网的扩展覆盖、灵活低成本组网 和维护等 。
无线Mesh网络部分重叠信道分配综述
2014年5月Journal on Communications May 2014 第35卷第5期通信学报V ol.35No. 5无线Mesh网络部分重叠信道分配综述王继红，石文孝，李玉信，金凤，王春悦(吉林大学通信工程学院，吉林长春 130012)摘要：无线Mesh网络面临的主要挑战是由共信道干扰导致的网络容量下降问题，仔细规划部分重叠信道的使用能减少甚至消除共信道干扰。
在介绍部分重叠信道基本概念的基础上，重点从单播和多播2个角度对国内外部分重叠信道分配研究领域的成果进行了分类总结与分析；深入剖析部分重叠信道分配中的难点与挑战，并展望了未来的研究方向，以期促进无线Mesh网络向“最后一公里”接入的理想解决方案演进。
关键词：无线Mesh网络；部分重叠；信道分配；干扰中图分类号：TP393 文献标识码：A文章编号：1000-436X(2014)05-0141-14 Survey on channel assignment algorithms using partiallyoverlapped channels in wireless Mesh networkWANG Ji-hong, SHI Wen-xiao, LI Yu-xin, JIN Feng, WANG Chun-yue(College of Communication Engineering, Jilin University, Changchun 130012, China)Abstract: Capacity degradation caused by co-channel interference was a major challenge faced by wireless Mesh network. Partially overlapped channels could be carefully utilized to reduce or even eliminate co-channel interference.The basic concept of partially overlapped channels was presented, and then current partially overlapped channel assignment algorithms both at home and abroad were classified, summarized and analyzed from unicast and multicast point of view; problems and challenges of partially overlapped channel assignment were deeply analyzed, and the future directions for partially overlapped channels were pointed out. Partially overlapped channels are expected to help wireless Mesh networks move towards the ideal solution for last mile access further.Key words: wireless Mesh network; partially overlapped; channel assignment; interference1引言无线Mesh网络(WMN, wireless mesh network)是一种多跳无线网络，具有高带宽、快速部署、易于安装、维护简单、前期投资成本低等优势，能够扩展无线网络的覆盖范围，因此成为构建下一代无线通信系统的潜在技术[1]。
矿井WMN多媒体应急通信系统多跳传输性能改进
（ 通信作者电子邮箱 ｌ ｓｙ ｊｔｅｕ ｅ ） ｏ ｋ＠ｆ ．ｄ ． ｌ ｏ ｕ １ （． １ 中南 大学 信息科学与工程学 院， 长沙 ４ ０ ７ ； ２ 福建工程学 院 下一代互联 网技术应用研究开发 中心， １０ ５ ． 福州 ３ ０ ０ ） ５ １８
ｕｎｄ ｒ ｒ ｕ ｉ ｍ ｅ ｇ ｎｃ ｏ ｍ ｕｎ ｃ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ｓ ｄ ｏ Ｍ Ｎ ｅ ｇ ｏ ｎｄ ｍ ｎｅ ｅ ｒ ｅ ｙ ｃ ｍ ｉ ａ ｉ ｎ ｓ ｓｅ ｂａ ｅ ｎ Ｗ
Hale Waihona Puke Ｚ ｕ ｎ， ，ＪＡ Ｇ Ｘ ｎｈ ａ，Ｚ Ｕ Ｆ ． ｉ Ｕ Ｓ ａ — ｎ ＨＵ Ｑ ａ Ｉ Ｎ ｉ—ｕ Ｏ ｕｍ ｎ ，Ｘ ｈ ｏｆ ｇ ｅ
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无线通信技术中的多跳网络优化
无线通信技术中的多跳网络优化一、多跳网络的介绍无线通信技术中的多跳网络优化需要先了解什么是多跳网络。
多跳网络，就是信息需要通过多个中继节点进行转发，最终到达目的地。
多跳网络的特点是覆盖面广，能够实现远距离的信息传输，但是也存在信号干扰和数据丢失等问题。
二、多跳网络的挑战多跳网络的优化需要解决以下挑战：1.信号干扰：多个信号交织在一起容易造成信号干扰，导致数据质量下降。
2.数据丢失：多个跳点在传输数据的过程中，可能会丢失一些数据包，导致传输效率降低。
3.能量消耗：中继节点在数据传输过程中需要消耗大量的能量，而且这些节点之间的能量分配不均可能会导致能量耗尽而失去连接。
三、多跳网络优化的策略通过以下优化策略可以解决多跳网络中的挑战，提高通信质量和传输效率：1.信号增强：通过增加信号的功率和方向性，减少信号干扰的影响，提高信号传输的可靠性。
2.数据冗余：在多跳网络中可以采用冗余的数据传输策略，即同一数据包通过多个不同中继节点进行传输，以提高数据传输的可靠性。
3.能量调控：通过中继节点之间的能量调控，使能量的分配更加均匀，以避免节点能量耗尽导致失去连接的情况。
4.路由选择：路由选择可以根据现有网络拓扑和节点能力等信息，选择最优的传输路径，以提高网络的传输效率和质量。
四、多跳网络的应用多跳网络优化不仅可以应用于无线通信领域，还可以应用于其他领域，如军事、交通、环保等方面。
1.军事领域：多跳网络在军事领域的应用主要是实现军事通信、情报传输、目标跟踪等方面。
多跳网络的优势是覆盖面广、抗干扰能力强。
2.交通领域：多跳网络可以用于提高交通管理的效率和安全性，比如车联网、智能公交等方面。
3.环保领域：多跳网络可以应用于环境监测和灾害预警等方面，比如地震预警、气象监测等。
五、未来展望随着无线通信技术的不断发展和智能物联网的兴起，多跳网络的应用场景将越来越广泛。
未来的研究方向包括网络拓扑设计、工程实现和性能评估等方面。
同时，也需要针对不同应用情况的特点，提供相应的多跳网络优化策略。
MESH及星型网络结构
mesh编写Mesh 网络即〞无线网格网络〞,它是“多跳〔multi-hop 〕〞网络，是由 ad hoc 网络睁开而来，是解决“最后一公里〞问题的重点技术之一。
在向下一代网络演进的过程中，无线是一个不能缺的技术。
无线 mesh 能够与其他网络共同通讯。
是一个动向的能够不断扩展的网络架构，任意的两个设备均能够保持无线互联。
目录1简介1.Mesh 网络的五大优势引2.MESH组网方案3.应用4.安全方案2MATLAB函数1.函数简介2.模块功能3.程序比方3晶体学名词4医学主题词5Live Mesh1简介.无线网状网 (WMN)技术是面向基于 IP 接入的新式无线搬动通讯技术，适合于地区环境覆盖和宽带高速无线接入。
无线 Mesh 网络基于呈网状分布的众多无线接入点间的相互合作和共同，拥有宽带高速和高频谱效率的优势，拥有动向自组织、自配置、自保护等突出特点Mesh 网络的五大优势引1.快速部署和易于安装2.非视距传输 (NLOS)3.强壮性4.结构灵便5.高带宽MESH组网方案Mesh 组网需综合考虑信道搅乱、跳数选择、频率采用等因素。
本节将以基于的WLAN MESH为例，解析实质可能的各种组网方案。
下面重点解析单频组网和双频组网方案及性能。
单频 MESH 组网单频组网方案主要用于设备及频率资源受限的地区，分为单频单跳及单频多跳。
单频组网时，所有的无线接入点 Mesh AP 和有线接入点 Root AP 的接入和回传均工作于同一频段，以图 2 为例，可采用上的信道 g 进行接入和回传。
依照产品实现方式及组网时信道搅乱环境的不同样，各跳之间采用的信道可能是完好独立的无搅乱信道，也可能是存在必然搅乱的信道〔实质环境中多为后者〕。
此时由于相邻节点之间存在搅乱，所有节点不能够同时接收或发送，需要在多跳范围内用CSMA/CA的 MAC 体系进行协商。
随着跳数的增加，每个 Mesh AP 分配到的带宽将急剧下降，实质单频组网性能也将碰到很大限制。
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无线多跳网络的历史发展( ) 无线多跳网络的历史发展(2)
无线感器网络
由美国DARPA资助的项目(如分布式传感器)发展而来 随着无线通信的发展,在上世纪90年代末被提出 本世纪前十年出现了一系列的丰富的研究成果 是物联网的基础技术之一 美国商业周刊和MIT技术评论在预测未来技术发展报告中将无线 传感器网络列为21世纪最有影响的21项技术和改变世界的10大 技术之一. 传感器网络被列为未来3大高科技产业一. 美国的《技术评论》将无线传感器网络列为第一项未来新兴技术 《商业周刊》 预测的未来4大新技术中,无线传感器网络也列入 其中等
应用 特殊环境(空旷) 临时会议/紧急情况 科学考察/探险/军事战场 接入网络服务商比需的时间和成本 现有服务和架构的性能或者能力 用户可远离网络基础设施而保持与网络的连接
2.无线 无线mesh网络 网络 无线
路由器和mesh客户端组成 由mesh路由器和 路由器和 客户端组成 mesh路由器:相对静态部署,组成无线多跳骨干网络 路由器: 路由器 相对静态部署, 无线多跳骨干网络与外部网络( 无线多跳骨干网络与外部网络(Internet)通过网关相连. )通过网关相连. mesh客户端:与相邻的 客户端: 客户端 与相邻的mesh路由器进行无线通信 路由器进行无线通信 以无线多跳方式扩展传统无线移动通信网络覆盖范围, 以无线多跳方式扩展传统无线移动通信网络覆盖范围,同时可 以提高无线系统的带宽容量以及通信可靠性
传感器要求:数量多,大范围覆盖,电池供电,长时间监控 因此,采用无线多跳传输,节点可以周期性睡眠.
主要内容
无线多跳网络的概述 无线多跳网络体系结构 无线多跳网络设计的应用 无线多跳网络设计的关键技术 研究方向和总结
无线多跳网络设计所面临的问题
特殊的信道共享方式 动态变化网络拓扑
常规路由协议花较高代价(带宽,能源,CPU等) 获得的路由信息可能已经陈旧
4 无线中继网络
基于中继的无线网络是由多个与特定基站关联的低成本无线中 继组成,一般小规模较少. 继组成,一般小规模较少. 为了便于控制和降低传输时延,基站与其控制范围内的中继采 为了便于控制和降低传输时延, 用树形路由,中继到基站最大跳数一般限制在2-3跳. 用树形路由,中继到基站最大跳数一般限制在 跳 部署中继有两个作用: 部署中继有两个作用:增加基站的覆盖范围和提高基站所辖小 区的接入容量. 区的接入容量.
应用: 应用:未来移动通信网络性能增强
无线多跳网络的历史发展(1) 无线多跳网络的历史发展( )
移动Ad hoc网络是其他多跳的基础. 网络是其他多跳的基础. 移动 网络是其他多跳的基础
20世纪70年代,美国国防部高级研究计划局(DARPA)启动了 "战场环境中的无线分组数据网"项目,研究在战场环境下利用 分组无线网进行数据通信. 1983年和1994年,DARPA又分别于启动了抗干扰自适应网络 SURAN(SurvivableAdaptiveNetwork)和全球移动信息系统 GloMo(GlobleMobile Information Systems)项目,对能够满足军 事应用需要的移动通信系统进行更深入的研究. 后来,IEEE802.11标准委员会采用了"Ad hoc网络"一词来描 述这种特殊的自组织无中心多跳无线网络结构,Ad hoc网络由此 诞生. 无线mesh网络 无线 网络 由ad hoc 网络发展而来 本世纪初期被提出,是军用转民用的典型技术 主要用于宽带无线局域网或城域网的扩展覆盖,灵活低成本组网 和维护等 .
主要内容
无线多跳网络的概述 无线多跳网络体系结构 无线多跳网络设计的应用 无线多跳网络设计的关键技术 研究方向和总结
网络结构
平面结构(完全分布式) 平面结构(完全分布式)
所有节点的地位平等 小规模网络, 小规模网络,可扩展性差
层次结构(分层分布式) 层次结构(分层分布式)
网络被划分为簇(cluster):每个簇由一个簇头和 网络被划分为簇( ):每个簇由一个簇头和 ): 多个簇成员组成, 多个簇成员组成,簇头可形成更高一级的网络 可扩展性强,大规模组网, 可扩展性强,大规模组网,易于管理
应用:无线城市,无线校园 应用:无线城市,
取代或作为WiFi的补充 的补充 取代或作为 采用mesh方式组网 采用 方式组网 低成本组网和维护 可靠性强, 可靠性强,快速部署 负载均衡
应用: 应用:智能停车场系统
采用无线传感器网络组网 每个车位下面或上面都安装一个传感器, 每个车位下面或上面都安装一个传感器,传感器负责感知停车 信息(如是否有车存在,什么时间停放或开走等) 信息(如是否有车存在,什么时间停放或开走等) 传感器信息以多跳方式发送到汇聚节点, 传感器信息以多跳方式发送到汇聚节点,又汇聚节点发送到管 理终端. 理终端. 大大方便司机或停车场管理员
物理层技术
两个节点之间传输比特流的规则, 两个节点之间传输比特流的规则,如 调制方式 帧结构 编码方式 交错方式 功率级别 天线,载频,带宽 …… 不同的物理层具有不同的频谱效率 BPSK QPSK QAM OFDM + MIMO 智能天线
MAC层技术 层技术
介质访问控制( 介质访问控制(MAC)协议决定无线信道在多个节点之 ) 间的的使用方式, 间的的使用方式,负责在节点之间分配有限的无线通信 资源. 资源. 分类: 分类: 基于竞争的MAC:CSMA/CA, ALOHA
无线多跳网络的优势和特点(2) ) 即时通信 容易部署 节省能量或带宽资源 自组织能力 容错性强, 容错性强,具有自愈能力 组网成本低
无线多跳网络常见类型 移动ad hoc网络 移动 网络 无线mesh网络 无线 网络 无线传感器网络 无线中继网络
1. 移动ad hoc网络 移动 网络
由一组带有无线通信收发装置的移动终端节点组成 网络中每个移动终端自由移动 网络中所有移动终端地位相等 可以在任何时候, 可以在任何时候,任何地点快速构建 不需要现有信息基础网络设施的支持 是一个多跳,临时, 是一个多跳,临时,无中心网络
协议中,如某节点有信息需要发送, 随机接入 MAC 协议中,如某节点有信息需要发送,它将以某 种方式竞争信道使用权,一旦得到使用权便将信息发送出去, 种方式竞争信道使用权,一旦得到使用权便将信息发送出去,所有 的可达节点都能接收到该节点发送的信息, 的可达节点都能接收到该节点发送的信息,如果检测出是发给自己 的则接收下来,否则丢弃. 的则接收下来,否则丢弃.
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无线多跳网络的优势和特点( ) 无线多跳网络的优势和特点(1)
为什么要用无线多跳网络? 为什么要用无线多跳网络? 功率一定,提高传输速率 传输速率一定,节省功率 简单举例
0.01 0.009 Power assumption of MSs /W 0.008 0.007 0.006 0.005 0.004 0.003 0.002 0.001 0 0 200 400 600 800 1000 1200 Distance to BS /m 1400 1600 1800 2000 Direct Transmission Only Relay Transmission Only
管理平面: 管理平面:
保证网络正常运行 网络维护管理 节点管理 能量和功率管理 移动性管理
主要内容
无线多跳网络的概述 无线多跳网络体系结构 无线多跳网络设计的应用-----举例 举例 无线多跳网络设计的应用 无线多跳网络设计的关键技术 研究方向和总结
应用:犯罪/事故现场远程监控与同步指挥调度 应用:犯罪 事故现场远程监控与同步指挥调度 Ad hoc方式 方式 组网 应对突发事件 即时通信 快速部署
网络层的路由技术
路由技术:确定数据从源节点到目的节点的传输路径. 路由技术:确定数据从源节点到目的节点的传输路径.
无线多跳网络路由分类 反应式(reactive)路由(又称为按需路由) 先应式(proactive )路由(又称为表驱动路由)
无线多跳网络的历史发展( ) 无线多跳网络的历史发展(3)
标准化工作: 标准化工作: Ad hoc: IEEE 802.11, IETF MANET Mesh: IEEE 802.11s, 802.16-2004 Sensor: IEEE802.15.4,ZigBee, IETF 6LoW-PAN 中继: IEEE 802.16e-2005
应用: 应用:葡萄园环境监测系统
无线传感器网络应用在智能农业 研究人员发现,葡萄园气候的细微变化可极大地影响葡萄酒的质量.通过长年 的数据记录以及相关分析,便能精确的掌握葡萄酒的质地与葡萄生长过程中的 日照,温度,湿度的确切关系. 传感器节点被分布在葡萄园的每个角落,每隔一定的时间检测一次土壤温度, 湿度或该区域有害物的数量,以确保葡萄可以健康生长.
无线多跳网络介绍
Introduction to Wireless Multi-hop Networks Multi-
由磊 天津大学 电子信息工程学院 2010-3-26
youlei@
主要内容
无线多跳网络的概述 无线多跳网络体系结构 无线多跳网络的应用 无线多跳网络设计的关键技术 研究方向和总结
节点结构-----硬件设计
一般是嵌入式设备 嵌入式硬件(处理器,DSP,存储,收发器,电源 等),要求功耗低 嵌入式操作系统,实时性要求高 一个无线传感器节点的结构
协议架构----软件设计
数据传输平面(自上而下) 数据传输平面(自上而下)
保证数据正确传输 应用层,传输层,网络层,数据链路层(或媒质接入 层),物理层
基于协商分配的MAC:TDMA, CDMA, FDMA
基于协商分配的MAC中,网络节点通过信息交互,根据一 中 网络节点通过信息交互, 基于协商分配的 定的规则在无线链路之间分配信道资源(如时隙, 定的规则在无线链路之间分配信道资源(如时隙,码字或频率 ),所分配的资源互不干扰 所分配的资源互不干扰. ),所分配的资源互不干扰.