无线网状网络

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1、无线网状网络1概述[1]随着网络技术的发展以及人们对于网络越来越强的依赖性，人们希望能够随时随地接入因特网。目前，用户无线上网的手段主要有两种：1）在蜂窝网络中，通过2G的GPRS技术或3G网络接入无线基站，进而接入因特网；2）在学校、机场等公共场合，通过802.11无线局域网接入因特网。这两种方式都是集中式的无线接入，信号稳定、性能可靠、维护管理方便。但前者建立基站的代价高，用户上网费用高；后者覆盖范围小，难以实现大范围覆盖。无线网状网络（wirelessmeshnetwork，WMN）是在移动自组网基础上发展起来的一种新的无线网络技术，由

2、于带宽高、易组网、成本低、覆盖广和性能稳定等优势，被认为是下一代无线网络的关键技术，近几年受到学术界与工业界的广泛关注。WMN由两类节点组成：mesh路由器和mesh客户。Mesh路由器除具备传统无线路由器作为网关/网桥的路由能力外，还包含支持mesh组网的路由功能。Mesh路由器之间通过无线链路形成多跳网状网络，构成mesh骨干。Mesh客户可直接接入mesh路由器，也可通过其它mesh客户接入mesh网络。mesh客户之间也可以通过无线链路形成多跳网状网络。虽然mesh客户也可以像路由器一样进行mesh组网，但其硬件平台和软件比mesh路

3、由器要简单得多，比如，mesh客户的通信协议可以是轻量级的，没有网关或桥接功能，只需要一个无线接口等。Mesh路由器中的网关/桥接功能允许WMN与其它各种网络连接，配备有无线网卡的传统节点可以通过无线方式连接到mesh路由器，进而连接到WMN；没有无线网卡的用户可以通过有线方式（如以太网）连接到无线mesh路由器上，再接入WMN。总之，WMN将极大地方便用户实现随时随地上网。无线mesh网络由于在提供大范围无线骨干方面的灵活性而在最近几年受到很大关注。WMN可能的应用包括无线宽带服务、社区网络、实时监视系统、高速城域网等。2网络架构及特点2.

4、1无线网状网络的结构类型[1]（1）架构/骨干式WMN（Infrastructure/backboneWMN）在这种结构中，mesh路由器构成mesh网络的主干，mesh客户通过mesh路由器接入WMN，部分mesh路由器作为网关与其它类型的网络连接（包括接入因特网），如图1所示。除最常见的IEEE802.11以外，mesh主干也可以使用其它无线技术建立。使用以太网接口的用户可通过以太网链路连接到mesh路由器，与mesh路由器具有相同无线接口的用户可直接连接到mesh路由器，使用不同无线接口的用户首先接入各自的基站，这些基站通过以太网链路连

5、接到mesh路由器。（2）对等式WMN（ClientWMN）这种结构仅由mesh客户组成。所有mesh客户通过无线链路形成对等网络，每个mesh客户要执行路由及配置功能，并向客户提供终端应用。由于节点不需要具有25网关或中继功能，所以不需要Mesh路由器。对等式WMN通常使用一种类型的无线技术，因此实际上和常规移动自组网是一样的。相比于架构式WMN中的mesh客户，对等式WMN中的mesh客户需要更强的功能。（3）混合式WMN（HybridWMN）这种结构是架构式WMN和对等式WMN的结合，mesh客户可以通过mesh路由器或其它mesh客户

6、接入网络，如图2所示。在这种结构中，mesh主干提供了到其它网络（如因特网、Wi-Fi、WiMAX、蜂窝网络及无线传感器网络）的连接，而mesh客户在WMN内部进一步改进了连接性和覆盖性。图1架构/骨干式WMN25图2混合结构的WMNWMN的特性概括如下（由于混合式WMN具有WMN的全部优点，因此这里考虑的是混合式WMN）：lWMN支持自组织组网，具有自形成、自愈合和自组织的能力。lWMN虽说是一种多跳无线网络，但它有一个无线骨干。lMesh路由器较少移动且专门执行路由与配置功能，从而大大减轻了mesh客户与其它终端节点的负担。l通过无线骨干

7、很容易支持终端节点的移动。lMesh路由器可集成包括有线网络和无线网络在内的异构网络，因此WMN可支持多种类型的网络接入。lMesh路由器和mesh客户具有不同的电源使用限制，mesh路由器通常不移动且有持久的电源供应，而mesh客户则一般是移动的且由电池供电。lWMN并不是独立运行的，需要与其它无线网络相兼容和互操作。因此，WMN并不仅仅是另一种类型的移动自组网，与常规移动自组网相比增加了很多功能，而实现这些新的功能需要新的算法和设计。2.2一个架构式mesh网络的实例[2]（1）网络结构[2]描述了一个可自配置的、安全的架构式mesh网络

8、的设计与实现。其设计称为MeshCluster，如图3所示。25图3MeshCluster参考结构MeshCluster架构由中继节点和网关节点两种网络节点组成，中