【文章內(nèi)容簡介】 跳 /秒，數(shù)據(jù)峰值達(dá)到 10Mbps。 HomeRF 把共享無線接入?yún)f(xié)議（ SWAP）作為未來家庭聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)指標(biāo)，基于該協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)是對等網(wǎng)，因此該協(xié)議主要針對家庭無線局域網(wǎng)。其數(shù)據(jù)通信采用簡化的 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，沿用類似于以太網(wǎng)技術(shù)中的沖突檢測的載波偵聽多址技術(shù)（ CSMA/CD）。 不過由于 HomeRF 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)沒有公開，僅獲得了數(shù)十家公司的支持，并且在抗干擾能力等方面與其它技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相比也存在不少欠缺，從而導(dǎo)致了 HomeRF標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用和發(fā)展前景有限，又加上市場營銷策略失當(dāng)、后續(xù)研發(fā)與技術(shù)升級進(jìn)展遲緩， HomeRF 技術(shù)在 2021 年以后便走上了下坡路， 2021 年 HomeRF 的普及率降至 30%，尤其在 2021 年行業(yè)巨頭英特爾公司決定在其面向家庭無線網(wǎng)絡(luò)市場的 AnyPoint產(chǎn)品系列中增加對 ， HomeRF的失敗已成定局。 HiperLAN 主要針對即實(shí)時視頻服務(wù)。由歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會 (ETSI)的寬帶無線電接入網(wǎng)絡(luò) (BRAN)小組著手制定，已推出 HiperLANl 和 HiperLAN2。除了IEEE，歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（ ETSI）也在針對歐洲市場，制訂名為 ―HiperLAN‖的無線接入標(biāo)準(zhǔn)。所制訂的主要標(biāo)準(zhǔn)有針對室內(nèi)無線主干系統(tǒng)的 HiperLink 和用于無線局域網(wǎng)接入的 HiperLAN1 和 HiperLAN2。 藍(lán)牙技術(shù)則用于提供低價、強(qiáng)壯的、大容量的語音和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。其本質(zhì)其實(shí)是一種替 代線纜的技術(shù)而不是純正的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，因?yàn)樗嫦虻氖且苿釉O(shè)備間的小范圍連接。 無線 MESH 網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 作為 ―最后一公里 ‖寬帶無線接入非常重要的技術(shù)之一，無線 Mesh 網(wǎng)絡(luò)(WMN)作為一種新型大容量、高速率的分布式無線寬帶網(wǎng)絡(luò)，它擁有可以和多種無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，如無線局域網(wǎng) (WLAN)、無線個域網(wǎng) (WPAN)以及無線城域網(wǎng)(WMAN)等相結(jié)合，改善無線網(wǎng)絡(luò)的性能，提高網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍以及易于管理等特點(diǎn)。隨著無線 Mesh 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用， IEEE 802 的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)組正在致力xxxx 科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 11 于推動 WMN 技術(shù)的發(fā)展，制訂相關(guān)的技 術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。目前， WMN 標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)出現(xiàn)在IEEE 、 、 、 中，預(yù)示著這門技術(shù)將在將來得到廣泛的運(yùn)用。 無線 MESH網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn) WMN 的網(wǎng)絡(luò)組織方式與傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)迥然不同， WMN 技術(shù)作為一項能夠?qū)崿F(xiàn)靈活組網(wǎng)的技術(shù)與其它寬帶接入技術(shù)相比，具有投資少，建設(shè)周期短，提供業(yè)務(wù)快?？偟膩碚f，其特性包括： 1） 覆蓋廣； 2） 可靠性強(qiáng)； 3） 自配置能力優(yōu)秀； 4） 建設(shè)與維護(hù)簡便； 5） 投資靈活，風(fēng)險下降； 無線 MSEH 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 無線 Mesh 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正在世界范圍內(nèi)得到越來越多的應(yīng)用 ，而實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用所必需的重要環(huán)節(jié)就是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化。目前，無線 Mesh 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)散見于 、 等標(biāo)準(zhǔn)草案中。 IEEE Mesh 標(biāo)準(zhǔn) 傳統(tǒng) IEEE 在大規(guī)模應(yīng)用時遇到的一個難點(diǎn)是 WLAN 受發(fā)射功率的限制，其覆蓋范圍一般在 100 米范圍內(nèi)。通常需要通過增加 AP 的辦法來實(shí)現(xiàn) 擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的覆蓋 ，無疑增加了建設(shè)成本。無線 Mesh 網(wǎng)絡(luò)作為一種新的組網(wǎng)技術(shù)為解決上述問題提供了新的途徑。 任務(wù)組，主要研究為 WMN 定義媒體接入控制 (MAC)層和物理層協(xié)議的無線分布式系統(tǒng)（ WDS）的協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)在多個 AP 之間通過自配置多跳的方式組網(wǎng)，提高無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍。 WDS 是 網(wǎng)絡(luò)的一部分，用來作中繼橋接的功能，可以讓無線 AP 之間通過無線進(jìn)行中繼橋接，使網(wǎng)絡(luò)具備混合的無線局域網(wǎng)工作模式，可以支持點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸。 IEEE 802 .11s 提出了無線 Mesh 網(wǎng)絡(luò)的參考體系結(jié)構(gòu)。 Mesh 媒體接入?yún)f(xié)調(diào)功能組件 (MMACFC)位于物理層之上、 Mesh 路由組件之下，負(fù)責(zé)競爭接入和調(diào)度 WMN 中多跳節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)包發(fā)送接收。當(dāng)安全的 Mesh 鏈路建立以后， Meshxxxx 科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 12 節(jié)點(diǎn)需要與其他 Mesh 節(jié)點(diǎn)協(xié)調(diào)以解決競爭和共享無線媒體的問題，來保證該節(jié)點(diǎn)本身及其他節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包通過多跳的 WMN 有效轉(zhuǎn)發(fā)。直觀上看， MMACFC等同于 WLAN 中的分布式協(xié)調(diào)功能 (DCF)或 中增強(qiáng)的分布式信道接入機(jī)制 (EDCA)。對 DCF 或 EDCA 加以必要的改進(jìn)，可高效地工作于多跳 Mesh網(wǎng)絡(luò)中。 MMACFC 需要解決的問題有：隱藏終端問題、暴露終端問題、在多跳Mesh 路徑上從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的流量控制、在多跳轉(zhuǎn)發(fā)路徑上的有效調(diào)度、對多跳多媒體業(yè)務(wù) (視頻或語 音 )分布式允許接入控制、分布式保證服務(wù)質(zhì)量 (QoS)的業(yè)務(wù)管理、本地業(yè)務(wù)和轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)的有效處理、不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的可升級性、Mesh 節(jié)點(diǎn)間信道工作接入的調(diào)度、使用多信道提高 Mesh 網(wǎng)絡(luò)的性能等。 AP功能上的限制，使之具有 Mesh路由器的功能，業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)發(fā)給鄰近的 AP 進(jìn)行的多跳傳輸。這種方式?jīng)Q定了 WMN 具有較高的可靠性、較大的伸縮性和較低的投資成本等特點(diǎn)。這樣，在新的 WLAN 架構(gòu)中，WLAN 的 AP 自動形成 WLAN 的 WMN 骨干網(wǎng)。 IEEE Mesh 網(wǎng)絡(luò)可以是骨干網(wǎng) Mesh 結(jié)構(gòu)，也可以是客戶端 Mesh 結(jié)構(gòu)?？蛻舳?Mesh 結(jié)構(gòu)中，所有設(shè)備工作在 WLAN 的 Ad hoc網(wǎng)絡(luò)模式下， WMN通過自動配置實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間的互聯(lián)，擺脫了以往對 AP 的依賴。 Mesh 標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)定義了無線城域網(wǎng)空中接口規(guī)范，為無線城域網(wǎng) (WMAN)提供 ―最后一公里 ‖接入，是一種點(diǎn)對多點(diǎn)技術(shù)。鑒于無線 Mesh 網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展， 標(biāo)準(zhǔn)工作組將 Mesh結(jié)構(gòu)納入最近推出的 。無線 Mesh 網(wǎng)絡(luò)是對 標(biāo)準(zhǔn)中的點(diǎn)到多點(diǎn) (P2MP)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的補(bǔ)充。網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點(diǎn)都與周圍鄰居節(jié)點(diǎn)形成多條鏈路，并且可以選擇其中的一條鏈路，用來傳輸來自本節(jié)點(diǎn)或其他節(jié)點(diǎn)的信息。這樣，連接斷開的可能性要遠(yuǎn)低于P2MP 模式。同時，隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)的增加， Mesh 網(wǎng)絡(luò)的健壯性加強(qiáng)，覆蓋范圍擴(kuò)大。 Mesh 網(wǎng)絡(luò)支持兩種不同的物理層，支持自適應(yīng)調(diào)制和編碼，因此鏈路速率隨著信道條件的變化而變化。對基于無線 Mesh 結(jié)構(gòu)的 WMAN 來說，用戶站 (SS)間可直接或間接通信，不必通過基站 (BS)中轉(zhuǎn)。 由于每個 SS 可以作為一個中轉(zhuǎn)站，信號是以逐跳方式傳輸?shù)?，增加了網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，當(dāng)增加用戶時不必再增加 BS，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以動態(tài)改變。另外， Mesh 系統(tǒng)可以利用地形和建筑物，使用低傳輸功率和相對短的鏈路來減少干擾。還可使用方向性天線來大xxxx 科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 13 大地減少干擾和傳輸功率。減少內(nèi)部干擾可以增加頻率的再使用，提供頻譜利用率；減少外部干擾，可以減少保護(hù)頻帶。同時， SS 之間距離的縮短減小了室外天線功率和體積，降低了 SS 通信設(shè)備的成本。 Mesh 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在可靠性、覆蓋面積、規(guī)劃用戶和前期的低投入方面都有很好的表現(xiàn)。 另外， Mesh 的集中式調(diào)度是基于時分多址 (TDMA)方式的，可提供全面有效的資源利用率。為了支持用戶的可移動性，在 的基礎(chǔ)上制定了新的標(biāo)準(zhǔn) 。 支持本地和地區(qū)的移動性，支持漫游和切換，移動速度可達(dá)到 150 km/h。 目前， 工作組內(nèi)新組建的 Mesh Ad hoc特別委員會正在研究點(diǎn)到點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹С?、信號障礙穿越等問題。 WMN可使數(shù)據(jù)從一點(diǎn)繞過障礙物跳躍到另一點(diǎn)，只需少量網(wǎng)格即可帶來單個基站覆蓋范圍的大幅度改進(jìn)。如果這一小 組的提案得以采納，它們將成為特別任務(wù)組 f 著手 標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)，將推動 WiMAX 獲得更大的發(fā)展。 Mesh 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn) ，即移動寬帶無線接入 (MBWA)工作組，主要研究為移動用戶開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)。制定 標(biāo)準(zhǔn)的目的：一是兼取固定無線接人網(wǎng)絡(luò)的高數(shù)據(jù)傳輸速率和蜂窩網(wǎng)絡(luò)的高移動性之優(yōu)勢，解決固定無線接入的低移動性和高速移動業(yè)務(wù)需求增長之間的矛盾；二是實(shí)現(xiàn)低成本、隨時隨地接入，各種 IP 業(yè)務(wù)共存的移動寬帶無線接入網(wǎng)在全世界范圍內(nèi)的配置 。這個標(biāo)準(zhǔn)的頻譜利用效率很高，可以提供更高的 QoS 通信保障，支持在 3 GHz 頻帶可靠地進(jìn)行高速無線數(shù)據(jù)傳輸，有望為以 250 km/ h 速度移動的用戶提供高達(dá) 1 Mb/s 的高帶寬數(shù)據(jù)傳輸，這將允許高速列車上的用戶使用視頻會議等應(yīng)用。 802. 20 填補(bǔ)了當(dāng)前 802. 16 的低移動性高數(shù)據(jù)速率與蜂窩網(wǎng)高移動性低數(shù)據(jù)速率之間的性能空間。 網(wǎng)絡(luò)是一個基于純 IP 的網(wǎng)絡(luò)。在室內(nèi)、外環(huán)境中， 802. 20 均支持 WMN 結(jié)構(gòu)。在這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，移動節(jié)點(diǎn)之間可以直接或間接通信，避免 ―三角路由 ‖的出現(xiàn)，改善 移動網(wǎng)絡(luò)性能，同時能迅速地接入主干網(wǎng)絡(luò)，為移動用戶提供快捷準(zhǔn)確的服務(wù)。 無線 MESH 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 無線 Mesh 網(wǎng)絡(luò)作為一種新的關(guān)鍵技術(shù)近兩年開始嶄露頭角。他擁有動態(tài)自組織的和自配置的特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)自動建立和維護(hù)它們之間的 Mesh 連接。xxxx 科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 14 這個特性為無線 Mesh 網(wǎng)絡(luò)帶來了諸如低成本、易維護(hù)、可靠服務(wù)覆蓋等很多優(yōu)點(diǎn)。 無線 Mesh 網(wǎng)絡(luò)主要結(jié)構(gòu)由 Mesh 路由器和 Mesh 客戶端組成。除了有傳統(tǒng)無線路由器的網(wǎng)關(guān) /中繼功能外，無線 Mesh 路由器還有支持 Mesh 網(wǎng)絡(luò)的路由功能。為了進(jìn)一步提高 Mesh 網(wǎng)絡(luò)的靈活性， Mesh 路由器通常多個使用相同無線訪問技術(shù)或者不同無線訪問技術(shù)的無線接口并以較低的傳輸能量實(shí)現(xiàn)相同覆蓋范圍的多跳通信。 Mesh 客戶端通常只有一個無線接口沒有網(wǎng)關(guān)或者網(wǎng)橋的功能。 無線 Mesh 網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)根據(jù)節(jié)點(diǎn)的功能主要可以分為三類。 1）骨干無線 Mesh 網(wǎng)絡(luò) 這種無線 Mesh 網(wǎng)絡(luò)由 Mesh 路由器為連接到它們上的客戶端形成了一個基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。除了最常用的 IEEE 相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)外，無線 Mesh 網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)骨干可以使用各種不同的無線電技術(shù)。 Mesh 路由器在它們自己之間形成了一個自組織、自愈合的 Mesh 網(wǎng)絡(luò)。 Mesh 路由 器可以通過網(wǎng)關(guān)功能與 Inter 相連，為傳統(tǒng)客戶端提供骨干網(wǎng)并使無線 Mesh網(wǎng)絡(luò)通過 Mesh路由器的網(wǎng)關(guān) /網(wǎng)橋功能與現(xiàn)有的無線網(wǎng)絡(luò)的融合。有以太網(wǎng)接口的傳統(tǒng)客戶端可以通過以太網(wǎng)鏈路與 Mesh 路由器連接。對于那些與 Mesh 路由器使用相同無線電技術(shù)的傳統(tǒng)客戶端，它們可以直接與 Mesh 路由器通信。如果它們使用不同的無線電技術(shù)，客戶端必須通過與Mesh 路由器有以太網(wǎng)連接的基站進(jìn)行通信。 骨干無線 Mesh 網(wǎng)絡(luò)是最常用的類型。例如社區(qū)和鄰居網(wǎng)絡(luò)就可以用這種類型 :Mesh 路由器放在社區(qū)的房頂上，作為房間里和路上的用戶 的訪問點(diǎn)。 2) 客戶端無線 Mesh 網(wǎng)絡(luò) Client Meshing 提供了客戶端設(shè)備之間的對等網(wǎng)絡(luò)。在這種架構(gòu)類型下，客戶端節(jié)點(diǎn)構(gòu)成了實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)以完成路由和和配置功能，同時為客戶提供終端用戶應(yīng)用。因此在這種網(wǎng)絡(luò)中不需要 Mesh 路由器。在客戶端無線 Mesh 網(wǎng)絡(luò)中，發(fā)向網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包通過多個節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到目的地。客戶端無線 Mesh 網(wǎng)絡(luò)通常使用一種無線電技術(shù)的設(shè)備。此外，與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)無線 Mesh 網(wǎng)絡(luò)相比，對終端用戶設(shè)備要求增加了，因?yàn)樵诳蛻舳藷o線 Mesh 網(wǎng)絡(luò)中終端用戶設(shè)備必須有路由和自配置等額外的功能。 3)混合無 線 Mesh 網(wǎng)絡(luò) 這個結(jié)構(gòu)是上面兩種網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合。 Mesh 客戶端在與其他 Mesh 客戶端進(jìn)行直接 Mesh 通信的同時，可以通過 Mesh 路由器訪問網(wǎng)絡(luò)。而基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)提供了與xxxx 科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 15 其他網(wǎng)絡(luò)，諸如 Inter, WiFi, WiMAX、蜂窩網(wǎng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)等的互聯(lián) ?？蛻舳说穆酚赡芰υ跓o線 Mesh 網(wǎng)絡(luò)中提供了更好的連通性和更大的覆蓋范圍?；旌霞軜?gòu)將是最有應(yīng)用前景的方案。 無線 MESH 網(wǎng)絡(luò)拓展性 WLAN Mesh 網(wǎng)絡(luò)是一個 2 層的網(wǎng)絡(luò)，對于其他網(wǎng)絡(luò)和高層協(xié)議來說，它在功能上應(yīng)等同于廣播以太網(wǎng)。所以，它必須呈現(xiàn)出似 乎所有的 MPs 和 MAPS 直接和鏈路層相連，必須使 Mesh 和其他網(wǎng)絡(luò)相連時既使用 2 層的橋接又要使用 3層的 Inter 網(wǎng)絡(luò)連接方式。圖 21 中圖例 a 顯示了兩個 WLAN Mesh 網(wǎng)與 橋接的例子。在圖例中，每一個 MP 集中于一個 MPP，這個 MPP 就像一個橋，使用標(biāo)準(zhǔn)的橋接協(xié)議連接 Mesh 網(wǎng)與其他網(wǎng)絡(luò)。它們共同組成了一個子網(wǎng)。圖 b顯示了兩個無線 Mesh 網(wǎng)與 網(wǎng)使用 J 層路由協(xié)議進(jìn)行連接。其中 MPPs 的功能就像 IP 網(wǎng)關(guān)路由器。結(jié)果相互連接的幾個子網(wǎng)。