第九讲 移动AD HOC网络与无线MESH网络简介
无线mesh网络由来及架构的简介
无线mesh网络由来及架构的简介
无线Mesh网络是一种近年来得到快速发展的无线宽带接入网络技术，其不需要基站等事先建设的基础设施，而是利用分布式思想构建动态自组织的无线多跳网络，让处于该网络覆盖范围内的用户在任何时间、任何地点都可以对互联网进行高速无线访问。
无线Ad-hoc网络
无线Mesh网络由无线Ad-hoc网络发展而来。
Ad-hoc网是一种多跳的、无中心的、自组织无线网络，又称为多跳网（MulTI-hop Network）、无基础设施网（Infrastructureless Network）或自组织网（Self-organizing Network），整个网络没有固定的基础设施，每个节点都是移动的，并且都能动态地保持与其它节点的联系。
移动Ad-hoc 网络因其具有不依赖基础设施、高动态、多跳、易于组建等特点，已得到人们的普遍关注，尤其适用于某些特殊环境或应急通信中，如战场推进中的部队通信以及发生地震、水灾后的营救等场合，同时也可为已有的无线、有线网络提供多跳扩展。
在这种网络中，由于终端无线覆盖范围的有限性，两个无法直接进行通信的用户终端可以借助其它节点进行分组转发，每一个节点同时是一个路由器，它们能完成发现以及维持到其它节点路由的功能。
如图1所示，节点N4若想要与N1之间进行通讯，虽然它们之间因为距离较远无法直接通讯，但可以通过中继节点
N3、N2的转发进行通讯。
《无线mesh网络》课件
05
无线Mesh网络发展前景
技术发展趋势
5G/6G技术融合
无线Mesh网络将与5G/6G技术融合，提升网络性能和传输速率， 满足更多高带宽应用需求。
人工智能与机器学习
AI和机器学习技术将被引入无线Mesh网络，实现自适应优化、智 能路由和流量管理等高级功能。
网络安全增强
随着网络安全威胁的增加，无线Mesh网络将加强安全机制，采用 先进的加密技术和安全协议来保护数据传输。
调制与编码
采用高效的调制和编码方式， 如QAM、64-QAM等，提高
数据传输效率。
MIMO技术
利用多输入多输出技术，增加 空间复用，提高传输速率。
覆盖范围优化
总结词
覆盖范围决定了无线Mesh网络的覆盖 面积和服务用户数，优化覆盖范围可以
提高网络覆盖效果。
功率控制
根据距离和环境因素动态调整发射功 率，保证信号覆盖质量。
应用场景拓展
物联网与智能家居
无线Mesh网络将广泛应用于物联 网和智能家居领域，支持各种智 能设备与传感器之间的互联互通 。
智慧城市
在智慧城市建设中，无线Mesh网 络将为公共安全、交通控制、环 境监测等提供可靠的网络支持。
工业自动化
无线Mesh网络将助力工业自动化 领域，实现设备间的快速通信和 控制，提高生产效率。
06
无线Mesh网络案例分析
城市区域覆盖案例
总结词
大规模部署，高覆盖率
详细描述
在城市区域，无线Mesh网络被用于提供大范围的无线覆盖，满足市民的上网需求。通过在城市各个角落部署节 点，网络能够覆盖城市的每一个角落，确保用户在任何地方都能接入网络。
企业园区网络案例
总结词
AdHoc网络及路由技术简介
DSR路由协议介绍
• 路由请求 源节点向邻居节点广播路由请 求消息（RREQ）和源节点地址， 求消息（RREQ）和源节点地址，中 间节点接收到RREQ RREQ后 间节点接收到RREQ后，将自己的地 址附在路由记录（ 址附在路由记录（记录从源节点到 目的节点路由的中间节点） 目的节点路由的中间节点）中。
AdHoc路由协议
DSR路由协议介绍
• DSR路由协议 DSR路由协议
动态源路由协议(Dynamic DSR)是在移动自组网 动态源路由协议(Dynamic Source Routing, DSR)是在移动自组网 (MANET)中使用的一种路由协议 它工作在TCP/IP协议族的网际层。 中使用的一种路由协议。 TCP/IP协议族的网际层 (MANET)中使用的一种路由协议。它工作在TCP/IP协议族的网际层。 DSR是一个专门为多跳无线 是一个专门为多跳无线Ad Hoc网络设计的简单且高效的路由协议 网络设计的简单且高效的路由协议。 DSR是一个专门为多跳无线Ad Hoc网络设计的简单且高效的路由协议。所有 的路由都是由DSR路由协议动态地、自动地确定和维护， DSR路由协议动态地 的路由都是由DSR路由协议动态地、自动地确定和维护，它提供快速反应式 服务，以便帮助确保数据分组的成功交付， 服务，以便帮助确保数据分组的成功交付，即使在节点移动或者其他网络状 况变化的条件下也是如此。 况变化的条件下也是如此。 DSR路由协议有两个主要机制组成——路由寻找 路由协议有两个主要机制组成——路由寻找(Route Discovery） DSR路由协议有两个主要机制组成——路由寻找(Route Discovery）机制 和路由维护(RouteMaintenance)机制。路由寻找机制在源节点需要给目的节 和路由维护(RouteMaintenance)机制。 (RouteMaintenance)机制 点发送一个分组并且还不知道到达目的节点的路由的时候使用。 点发送一个分组并且还不知道到达目的节点的路由的时候使用。当源节点正 在使用一条到达目的节点的源路由的时候， 在使用一条到达目的节点的源路由的时候，源节点使用路由维护机制可以检 测出因为拓扑变化不能使用的路由， 测出因为拓扑变化不能使用的路由，当路由维护指出一条源路由已经中断而 不再起作用的时候，为了将随后的数据分组传输到目的节点， 不再起作用的时候，为了将随后的数据分组传输到目的节点，源节点能够尽 力使用一条偶然获知的到达目的节点的路由， 力使用一条偶然获知的到达目的节点的路由，或者重新调用路由寻找机制找 到一条新路由
Ad_Hoc无线网络
13
Ad Hoc 网络概述
Ad hoc网络的特点:
4）受限的无线传输带宽
Ad hoc网络采用无线传输技术作为底层通信 手段，由于无线信道本身的物理特性，它所 能提供的网络带宽相对有线信道要低得多。 此外，考虑到竞争共享无线信道产生的冲突、 信号衰减、噪音和信道之间干扰等多种因素， 移动终端得到的实际带宽远远小于理论上的 最大带宽。
可以预先指定，也可以使用算法选举产生。
根据不同的硬件配置，分级结构的网络又可以分为
单频分级和多频分级两种。
28
Ad Hoc 网络的节点与网络结构
单频分级结构
所有节点使用同一 频率通信
网关节点支持簇头 之间的通信 簇 簇 头 网 关 簇成 员 网关：在分簇结构 中，网关是指同时 位于两个簇头通信 范围内的节点。
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Ad Hoc 网络概述
Ad hoc网络的特点: 3）动态变化的网络拓扑
Ad hoc网络中，移动终端能够以任意速度和 任意方式在网中移动，并可以随时关闭电台， 加上无线发送装置的天线类型多种多样、发送 功率的变化、无线信道间的互相干扰、地形和 天气等综合因素的影响，移动终端间通过无线 信道形成的网络拓扑随时可能发生变化，而且 变化的方式和速度都难以预测。
完全分布式控制结构
(平面结构) 分层分布式控制结构 (分级结构)
普通节点设备较简单， 中心控制节点设备较 分布式控制结构 复杂，有较强的处理 能力，负责选择路由 和实施流量控制。
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Ad Hoc 网络的节点与网络结构
平面结构Ad Hoc网络
特点： 简单，所有节点在网络控制、路由选择和流量管理 上都是平等的，所以又可以称为对等式结构。这种 结构原则上不存在瓶颈，网络比较健壮。源节点和 目的节点之间一般存在多条路径，可以较好地实现 负载平衡和选择最优化路由。
AD-hoc网络介绍
AD-hoc⽹络介绍AdHoc⽹络的概念Ad Hoc⽹络是⼀种没有有线基础设施⽀持的移动⽹络，⽹络中的节点均由移动主机构成。
Ad Hoc⽹络最初应⽤于军事领域，它的研究起源于战场环境下分组⽆线⽹数据通信项⽬，该项⽬由DARPA资助，其后，⼜在1983年和1994年进⾏了抗毁可适应⽹络SURAN（Survivable AdaptiveNetwork）和全球移动信息系统GloMo（Global Information System）项⽬的研究。
由于⽆线通信和终端技术的不断发展，Ad Hoc⽹络在民⽤环境下也得到了发展，如需要在没有有线基础设施的地区进⾏临时通信时，可以很⽅便地通过搭建Ad Hoc⽹络实现。
在Ad Hoc⽹络中，当两个移动主机在彼此的通信覆盖范围内时，它们可以直接通信。
但是由于移动主机的通信覆盖范围有限，如果两个相距较远的主机要进⾏通信，则需要通过它们之间的移动主机B的转发才能实现。
因此在Ad Hoc⽹络中，主机同时还是路由器，担负着寻找路由和转发报⽂的⼯作。
在Ad Hoc⽹络中，每个主机的通信范围有限，因此路由⼀般都由多跳组成，数据通过多个主机的转发才能到达⽬的地。
故Ad Hoc⽹络也被称为多跳⽆线⽹络。
Ad Hoc⽹络可以看作是移动通信和计算机⽹络的交叉。
在Ad Hoc⽹络中，使⽤计算机⽹络的分组交换机制，⽽不是电路交换机制。
通信的主机⼀般是便携式计算机、个⼈数字助理（PDA）等移动终端设备。
Ad Hoc⽹络不同于⽬前因特⽹环境中的移动IP⽹络。
在移动IP⽹络中，移动主机可以通过固定有线⽹络、⽆线链路和拨号线路等⽅式接⼊⽹络，⽽在Ad Hoc⽹络中只存在⽆线链路⼀种连接⽅式。
在移动IP⽹络中，移动主机通过相邻的基站等有线设施的⽀持才能通信，在基站和基站（代理和代理）之间均为有线⽹络，仍然使⽤因特⽹的传统路由协议。
⽽Ad Hoc⽹络没有这些设施的⽀持。
此外，在移动IP⽹络中移动主机不具备路由功能，只是⼀个普通的通信终端。
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网络
什么是无线Mesh网络？无线网络技术的发展日新月异，各种802.11x标准不断被更新，新的无线网络架构和技术也不断被提出。
正当无线局域网（WLAN）的发展方兴未艾时，一种新的无线Mesh网络（无线网状网络）又出现了。
无线Mesh网络的核心指导思想是让网络中的每个节点都可以发送和接收信号，传统的WLAN一直存在的可伸缩性低和健壮性差等诸多问题由此迎刃而解。
无线Mesh技术的出现，代表着无线网络技术的又一大跨越，有极为广阔的应用前景。
什么是无线Mesh网络？无线Mesh网络（无线网状网络）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AP相连的无线链路来访问网络，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(AP)，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Internet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。
《移动Adhoc网络》课件
在应急场景下，通信设施可能受到损 坏或无法使用，移动Adhoc网络能够 自组织、自修复，快速构建起可靠的 通信链路。
物联网中的移动Adhoc网络
物联网中的移动Adhoc网络主要用于实现物联 网设备之间的通信和信息交互。
随着物联网技术的不断发展，越来越多的设备 需要相互连接和通信，移动Adhoc网络能够为 这些设备提供灵活、便捷的通信方式。
路由协议
动态源路由协议（DSR）
01
源节点负责发现路径，并维护路径信息。
按需距离矢量路由协议（AODV）
02
仅当需要时才查找路径，并使用反向路径进行路由错误通知。
临时顺序路由矢量协议（TORA）
03
考虑了节点的移动方向和速度，以预测未来拓扑结构。
MAC协议
01
无线MAC协议（WMMPS）：基于竞争的MAC协议，考虑了节 点的移动性和网络拓扑结构。
利用缓存技术，实现数据包的缓存与转发，降低 因节点移动导致的丢包率。
04
移动Adhoc网络的研究挑战与未来发展方 向
研究挑战
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
网络拓扑动态变化
由于节点的移动性，移 动Adhoc网络的拓扑 结构不断变化，给路由 协议的设计和实现带来 了挑战。
能量限制
移动Adhoc网络的节 点通常由电池供电，能 量限制是网络设计的一 个重要考虑因素。如何 在保证网络性能的前提 下降低能耗是一个关键
移动Adhoc网络的应用场景
军事通信
应急救援
移动Adhoc网络在军事领域中具有广泛应 用，如战场通信、情报传输等，能够满足 快速部署和抗干扰的需求。
在地震、火灾等紧急情况下，移动Adhoc 网络可以为救援人员提供临时通信支持， 保障信息传递的及时性和有效性。
mesh
与传统的WLAN相比，无线Mesh网络具有几个无可比拟的优势：
1．快速部署和易于安装。
安装Mesh节点非常简单，将设备从包装盒里取出来，接上电源就行了。由于极大地简化了安装，用户可以很容易增加新的节点来扩大无线网络的覆盖范围和网络容量。在无线Mesh网络中，不是每个Mesh节点都需要有线电缆连接，这是它与有线AP最大的不同。 Mesh的设计目标就是将有线设备和有线AP的数量降至最低，因此大大降低了总拥有成本和安装时间，仅这一点带来的成本节省就是非常可观的。无线Mesh网络的配置和其他网管功能与传统的WLAN相同，用户使用WLAN的经验可以很容易应用到Mesh网络上。
无线Mesh 网络的结构
展开 编辑本段简介
在传统的无线局域网(WLAN)中，每个客户端均通过一条与AP相连的无线链路来访问网络，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(AP)，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。 无线mesh网络
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Internet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。
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。
第9章 无线Mesh网络(new)
(4)802.15.4:低数据速率、长电池寿命和低设备开销 要求的遥测技术制定的。ZigBee联盟正在制定运 行在IEEE 802.15.4的MAC和PHY层以上的高层协 议。它的网络层支持多种网络拓扑结构，如星形、 簇形和Mesh。 (5)802.15.5:目前还在开发中，最终定位于WMN的 MAC层，且不需要ZigBee或IP路由支持。
早在移动Ad Hoc网络的设计中，人们就用了多信道的设计思 想来提高网络的传输速率与网络容量。WMN是Ad Hoc网络 的一种，仍然可以采用多信道MAC机制来设计WMN的多信 道MAC协议。 多信道MAC协议主要有以下几种：
按控制信道分：有专用控制信道的多信道MAC协议和无专用控制信 道的多信道MAC协议。前者采用专用的射频（一直在控制信道上） 来传递控制信息，这样，能够更有效地传递控制信息，但信道的利 用率不高。而后者不能够有效地传递控制信息． 按节点射频分：多射频多信道MAC协议和单多射频多信道MAC协议。 前者每个节点有多个射频，这样节点可以同时在多个信道上传输数 据，可以在多个信道上实现“边说边听”的功能，更有效地控制节 点的传输．
3．802.15系列对Mesh结构的支持
(1)802.15.1:IEEE提出的第一个取代有线连接的 WPAN技术标准，组网方式灵活多样，且支持多跳， 有力支持WMN结构。 (2)802.15.2:主要目标是为802.15 WPAN发展推荐应 用，此协议标准为多种技术融入WMN提供了支持。 (3)802.15.3:为消费类电子及通信设备提供短距离无 线连接的高速WPAN制定标准。子工作组 802.15.3a进一步发展制定了基于多带OFDM联盟 (MBOA)的PHY层，使用超宽带(UWB)技术达到高 达480Mb/s的峰值传输速率,正是WMN所需的。
移动Adhoc网络
MANET网络结构
平面结构（完全分布式）
所有节点的地位平等
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多个簇成员组成 簇头可形成更高一级的网络
平面结构的优缺点
优点
简单
所有节点能力相同
健壮
只要存在多条路径就能通信
相对安全
节点覆盖范围较小
缺点
安全问题
无线信道更容易受到各种攻击 缺乏物理保护使得攻击可能来自内部 移动性使得节点之间的信任关系不断变化 安全策略应具有可扩展性
MANET面临的问题—3
网络管理
拓扑管理
确定一种将一组节点组织成网络的机制
移动性管理
跟踪网络内移动节点的位置
服务质量保证
多跳拓扑动态变化的MANET服务质量保证仍然 是个问题
路由开销大 可扩充性差
层次结构的优缺点
优点
Cluster成员功能简单 路由信息局部化 节点定位简单 可扩展性好 抗毁性好
缺点
Cluster头需要选择 所有传输都通过头 Cluster头是瓶颈
MANET路由概述
MANET路由概述
通信两点可能不在相互的无线传输范围内 需要其他节点承担路由器的转发工作 节点移动需要发现新路由
接收端和发送端可使 用比两者直接通信小 的多的功率进行通信>大大节约能量的消耗
中间节点参与分组转 发->能有效降低对无 线传输设备的设计难 度和成本，同时扩大 自组网络覆盖范围
MANET网络的特点—5
有限的无线传输带宽
无线信道能提供的网络带宽比有线信道要低很多 竞争共享无线信道产生的碰撞 信号衰减、噪声干扰以及信道之间干扰等
Internet工作组
《移动Adhoc网络》课件
移动Adhoc网络概述
探讨移动Adhoc网络的应用领域和优势，以及它在 移动设备之间的通信方式。
节点通信
1 信道与噪声
解释移动Adhoc网络中的信道特性和频谱利用情况，以及噪声对通信质量的影响。
2 信号处理与调制
讨论节点如何处理信号和调制技术，以确保有效的数据传输。
3 信噪比与误码率
介绍信号质量评估的指标，以及误码率对通信可靠性的影响。
移动Adhoc网络
移动Adhoc网络是一种在没有固定基础设施的情况下，由移动节点组成的自 组织网络。本PPT课件将介绍移动Adhoc网络的概念、节点通信、路由协议、 多媒体传输、安全性以及应用和实例。
移动Adhoc网络简介
Adhoc网络概述
介绍Adhoc网络的定义和特点，以及它与传统网络 的区别。
路由路由协议类型和工作原理。
链路状态路由协议
详述链路状态路由协议，如 OSPF和Dijkstra算法。
距离向量路由协议
详细讲解距离向量路由协议， 如RIP和Bellman-Ford算法。
路由问题
动态拓扑变化
探讨移动Adhoc网络中动态 拓扑变化对路由的影响，并 介绍相应的解决方案。
数据传输协议
探讨移动Adhoc网络中常用的数 据传输协议，如TCP和UDP。
安全性
1 安全性需求
介绍移动Adhoc网络中的安全性需求和挑战，以及应对安全威胁的策略。
2 安全性保障
讨论如何确保移动Adhoc网络的安全性，包括身份验证、加密和访问控制。
3 安全通信协议
详述用于保障移动Adhoc网络通信安全的协议，如IPsec和SSL/TLS。
应用和实例
车辆Adhoc网络
探讨车辆Adhoc网络的应用场 景和实际案例，如智能交通系 统和车队协作。
无线mesh网络与adhoc网络的区别
无线mesh网络与adhoc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。
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[1] 汪涛. 无线网络技术导论(第二版) [M]. 北京: 清华大学出版社, 2012. [2] David D. Coleman, David A. Westcott. CWNA官方学习指南(第3版): 认证 无线网络管理员PW0-105 [M]. 朱志立, 译. 北京: 清华大学出版社, 2014. [3] 谢希仁. 计算机网络(第5版) [M]. 北京: 电子工业出版社, 2008.
移动Ad Hoc网络是由一组无线移动节点 组成，是一种不需要依靠现有固定通信网 络基础设施的、能够迅速展开使用的网络 体系，所需人工干预最少，是没有任何中 心实体、自组织、自愈的网络； 各个网络节点相互协作、通过无线链路进 行通信、交换信息，实现信息和服务的共 享；
一、移动Ad Hoc网络的定义
四、无线Mesh网络的主要优缺点
存在的主要问题
在WMN连接性和多路支持方面，每个节点链 路连接度也是一个至关重要的问题，并非使 用射频信道数越多，网络性能越好。 在WMN带宽利用和资源分配算法方面，目前 还没有提出非常有效的可用算法和协议。
小结
移动Ad Hoc网络的定义 移动Ad Hoc网络的特点 无线Mesh网络的定义 无线Mesh网络的主要优缺点
四、无线Mesh网络的主要优缺点
主要优点
可靠性大大增强。 具有冲突保护机制。 简化链路设计。 网络的覆盖范围增大。 组网灵活、维护方便。 投资成本低、风险小。
四、无线Mesh网络的主要优缺点
存在的主要问题
在无线电射频接入方面，有针对单一射频信 道的WMN，也有针对多个射频信道的WMN。 对于不同射频信道的WMN的研究还处于试验 研制阶段。 在WMN路由准则和选择算法等方面，目前提 出的特别适用于WMN的路由协议寥寥无几。
网络节点能够动态地、随意地、频繁地进 入和离开网络，而常常不需要事先示警或 通知，而且不会破坏网络中其他节点的通 信。
二、移动Ad Hoc网络的特点
分布式操作 带宽有限、链路容量易变 移动性与网络拓扑动态性 设备限制 物理安全有限
三、无线Mesh网络的定义
无线mesh网络（Wireless Mesh Network，WMN），由mesh routers （路由器）和mesh clients（客户端）组 成，其中mesh routers构成骨干网络，并 和有线的internet网相连接，负责为mesh clients提供多跳的无线internet连接。
无线网络技术
第九讲 移动AD HOC网络 与无线MESH网络简介
王伟 wellwang@ /u/wellwang
主要内容
移动Ad Hoc网络的定义
移动Ad Hoc网络的特点 无线Mesh网络的定义 无线Mesh网络的主要优缺点
一、移动Ad Hoc网络的定义