异构无线mesh网络硬件平台的设计与实现

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1、南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：莹主日期：枷?'午峰南京邮电大学学位论文使用授权声明南京邮电大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文

2、。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权南京邮电大学研究生部办理。研魁躲虹翩虢型]童嗍型王：鱼丝南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章绪论1．1无线Mesh网络发展历程进入2l世纪以来，随着人们对网络服务需求的不断提高，为了使网络能够随时随地提供便捷、准确的通信服务，无线通信技术越来越受到人们的重视。无线通信技术飞速发展，出现了无线局域网(Ⅵ．AN)、WiMAX、Wi．Fi、无线个域网(wPAN)、无线Mesh网络(WMN

3、)、无线传感器网络(wsN)、Ad-hoc、3G和B3G移动通信网络等各种采用不同组网技术的异构网络。而随着无线通信网络朝着高速化、宽带化、泛在化的方向发展，各种无线接入技术纷纷涌现，使得未来网络的异构性需求更加突出。如何将这些异构无线网络融合在一起，互联互通，并且多网协同工作，提供覆盖广、带宽高、移动性高且费用低廉的接入服务，将是下一代无线通信系统需要解决的问题，也是网络运营商以及通信行业产业价值链上各个其他环节所共同关注的问题。作为”最后一公里”宽带无线接入非常重要的技术之一，无线Mesh网络(WMN)可以和多种无线网络系统，如无线局

4、域网(WLAN)、无线个域网(WPAN)以及无线城域网(WMAN)等相结合，改善无线网络的性能，提高网络的覆盖范围【1．131。WMN源于1997年美国军方机构DARPA与ITT公司合作研究的最新集无线组网、路由和定位一体化的先进战术通信系统。2000年初，ITT公司将一些专利技术转让给了MESHNETWORKS公司。该公司借此研发了一系列具有自主知识产权的无线多跳网络民用产品——-WMN全套技术产品，并在市场上获得了巨大的成功。与此同时，诺基亚、北电网络、Tropos、SKYPILOT等多家公司开发的WMN产品相继问世。从此，WMN进入

5、了飞速发展的时期。随着无线Mesh网络技术的广泛应用，IEEE802的相关标准组织正在致力于推动WMN技术的发展，制订相关的技术标准。目前，WMN标准已经出现在IEEE802．11S、802．15、802．16、802．20中D4-18J。1．2无线Mesh网络结构与特点无线Mesh网络的结构与传统意义上的Adhoc网络结构有一定的差异。目前，普遍认为无线Mesh网络包含两类网络节点：Mesh路由器和Mesh终端⋯。Mesh路由器通常具有多个无线接口，这些无线接口可以基于相同的无线接入技术构建，也可以基于不同的无线接入技术构建。与传统的无

6、线路由器相比，Mesh路由器在很多地方作了增强，除提升了多跳环境下的路由功能以外，对MAC协议、功率控制等也有所改进。Mesh终端具有一定的Mesh网络l南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章绪论互联和分组转发功能，但是一般不具有网关桥接功能。通常，Mesh终端只具有一个无线接口，实现复杂度远小于Mesh路由器。按照节点的不同功能，无线Mesh网络可分为基础设施的网络结构、终端设备的网络结构和混合结构。按照结构层次划分，无线Mesh网络可分为平面结构、分级结构和混合结构三种。这两种分层思路本质上是一致的，基础设施的网络结构就是一种多级结构，

7、而终端设备的网络结构就是一种平面结构，以下对按结构层次划分的无线Mesh网络进行介绍。1．2．1平面结构图1-1为无线Mesh网络中最简单的结构——平面结构【131，其中点线表示无线链路。图l-l无线Mesh网络平面结构图该结构中所有节点为对等结构，具有完全一致的特性，即每个节点均包含相同的MAC、路由、管理和安全等协议，既具有终端节点的功能，也具有能够转发业务的路由器功能。显然，网络中的节点与现有的WLAN等技术不直接兼容。这种结构适用于节点数目较少且不需要接入到核心网络的场合。平面网络结构也称为终端设备网络结构。此时，终端用户自身配置

8、无线收发装置，通过无线信道的连接形成一个点到点的网络。这是一种任意网格的拓扑结构，节点可以任意移动，可能导致网络拓扑结构也随之发生变化。在这种环境中，由于终端的无线通信覆盖范围有限，两个无法直