无线mesh网络中媒体接入控制算法

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1、中南民族大学硕士学位论文第1章绪论1.1研究背景无线Mesh网络（WirelessMeshNetwork,WMN）又称无线网状网、无线网格[1][2]网，是一种新型的宽带无线网络结构。它与传统的无线网络结构不同，区别在于：通信节点与电信基础设施之间不是传统的一跳关系，而是通过邻近节点的多跳中继后接入网络。从狭义上理解，无线Mesh网络可以看做是无线局域网（WirelessLocalAreaNetwork，WLAN）和AdHoc网络的相结合。它继承了二者的优点，同时在应用上又有了新的突破。在拓扑结构上，传统的无线局域网是典型的点对多点单跳网络，终端节点必须通过AP（AccessPo

2、int）建立起与有线局域网的桥梁，数据不可转发，相邻节点之间也必须通过AP进行通信。在覆盖范围上，无线局域网的发射功率只有60~70mW。因此，在较小的范围上，无线局域网可以提供高速数据服务，但典型情况下，接入点的覆盖范围仅限几百米。AdHoc网络是一种没有有线基础设施支持的移动网络，网络中节点均由移动主机构成。AdHoc网络最初用于军事领域，它的研究起源于战场环境下分组无线网数据通信项目，具有抗毁性、自组性和机动性。AdHoc网络采用分布式技术，无中心控制节点的管理，网络中每个节点兼有独立路由和自主功能，当网络中有些节点或者链路受到攻击或者发生故障时，其他的网络节点还可以通过相

3、关技术继续通信，因此，具有很高的自组性与机动性，在军队通信系统的发展中具有十分重要的意义。但是，由于技术复杂，不稳定等等因素，AdHoc网络的研究虽然在民用和商用上也受到了重视，但发展并不是很好。为了提高传统无线网络的覆盖率、增强可靠性、使得组网更灵活、维护更方便，并且降低投资成本和减小风险，IEEE802.11委员会提[1]出了一种新的组网技术，即无线Mesh网络。无线Mesh网络中主要存在两种网络实体：移动节点（MN）和智能接入点（IAP）。与传统无线网络不同，无线Mesh网络中每个节点都具有路由的功能，而且能够与邻近节点进行通信，既能接收其它节点发送的数据包，还具有数据包转

4、发的功能。因此，无线Mesh网络是一种多跳、具有自组织和自愈特点的宽带无线网络结构。按照节点的不同功能，网络结构可以分为：基础设施的网状网结构、[3]对等网络结构和混合式结构。（1）基础设施网状网结构基础设施网状网结构由Mesh路由器组成，如下图1.1所示。Mesh路由器之间形成一个自组织和自愈合的网络。Mesh路由器充当网关或者网桥，将传统客户机和现有的无线网络，如WiFi网络、WiMAX网络、蜂窝网、传感器网络等接入1无线Mesh网络中媒体接入控制算法无线网状网。网络管理系统Internet无线Mesh基础设施无线Mesh基础设施带有网关的带有网关的Mesh路由器Mesh路由

5、器带有网桥的带有网关/网桥的Mesh路由器Mesh路由器带有网关/网桥的Mesh路由器接收器带有网关/网桥接收器带有网关/网桥的Mesh路由器传感器的Mesh路由器传感器接入点接入点传感器网络传感器网络WiFi网络WiFi网络基站基站蜂窝网蜂窝网WiMAX网络WiMAX网络图1.1基础设施的网状网结构（2）对等网络结构对等网络结构只由Mesh客户机组成，如下图1.2所示。在这种网络结构中，不需要Mesh路由器，任意节点发送的数据包经过多个节点，采用多跳的方式到达目的节点。Mesh客户机Mesh客户机Mesh客户机Mesh客户机Mesh客户机Mesh客户机Mesh客户机图1.2对等

6、网络结构（3）混合式结构混合式结构是基础设施网状网结构和对等网络结构的结合，如下图1.3所示。2中南民族大学硕士学位论文这种结构不仅使得Mesh客户机之间可以直接组成Mesh网络，还可以通过Mesh路由器接入到其它网络。客户机的路由功能从内部增强了无线Mesh网络的连接及覆盖能力。Mesh客户机Mesh客户机Mesh客户机网络管理系统InternetMesh客户机Mesh客户机Mesh客户机无线Mesh基础设施无线Mesh基础设施带有网关的带有网关的Mesh路由器Mesh路由器带有网桥的带有网关/网桥的Mesh路由器Mesh路由器带有网关/网桥的Mesh路由器接收器带有网关/网桥

7、带有网关/网桥接收器的Mesh路由器的Mesh路由器传感器传感器接入点接入点传感器网络传感器网络WiFi网络WiFi网络基站基站蜂窝网蜂窝网WiMAX网络WiMAX网络图1.3混合式结构无线Mesh网络组网方式与传统无线网络不同，因此具有一些新的特性，主要包括：网络覆盖广泛、可靠性高、具有自配置能力、建设与维护简便、投资灵活和风险低等。从标准化方面来说，致力于无线城域网的标准工作组IEEE802.16工作组已将无线Mesh网络写入2004年9月颁布的802.16-2004标准中。