WMN(Wireless Mesh Network无线网状网络).ppt

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1、无线网状网络WirelessMeshNetwork（WMN）无线用户接入因特网的途径蜂窝移动通信网络通过2G的GPSR技术或3G网络覆盖范围广建立基站的代价高，用户上网费用高，带宽低无线局域网（802.11）带宽高，组网成本低覆盖范围小无线用户接入因特网的途径（续）宽带无线网络WiMax无线用户接入因特网的途径（续）无线网状网在自组网基础上发展起来，希望结合移动通信网和无线局域网的优点。无线网状网利用无线mesh路由器建立大范围无线骨干，为各种有线与无线用户提供多跳无线接入，被认为是下一代无线网络的关键技术。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。1

2、.无线网状网的组成Mesh路由器：具备mesh组网能力，相互之间通过无线链路形成多跳网状网络，构成mesh骨干。具备作为网关/网桥的路由能力，允许其它网络接入。Mesh客户：可直接接入mesh路由器，mesh客户之间也可通过无线链路形成多跳网状网络。硬件平台和软件比mesh路由器简单得多。2.无线网状网络的结构类型[1]架构/骨干式（Infrastructure/backboneWMN）无线mesh网络的结构类型（续）对等式WMN无线mesh网络的结构类型（续）混合式WMNWMN的特性（混合式）虽说是一种多跳无线网络，但有一个无线骨干，通过无线骨干很容易支持终端节点的移动。Mesh

3、路由器较少移动且专门执行路由与配置功能，大大减轻了mesh客户与其它终端节点的负担。可集成包括有线网络和无线网络在内的异构网络，支持多种类型网络接入。mesh路由器通常不移动且有持久的电源供应，mesh客户则一般是移动的且由电池供电。WMN并不是独立运行的，需要与其它无线网络相兼容和互操作。3.一个架构式mesh网络的实例—MeshCluster[2]中继节点：中继接口：构造mesh主干；接入接口：允许mesh客户接入；网关节点：中继接口：构造mesh主干；因特网回程接口：接入因特网。AODV-ST路由协议AODV-spanningtree是一种混合路由协议：采用主动策略维护中继

4、节点到每个网关节点的最佳路由，减小中继节点和网关节点之间的路由发现延迟；采用按需路由发现策略建立中继节点之间的路由。4.WMN的关键设计要素[1]无线技术有向和智能天线、MIMO系统、多射频/多信道系统、可重配置无线电、认知无线电、软件无线电等。高层协议需要进行革命性的设计，尤其是MAC层和路由协议。可扩放性从MAC层到应用层的所有协议都必须是可扩放的。网状连接拓扑认知的MAC和路由协议可极大提高网络性能。WMN的关键设计要素（续）宽带和QoS必须考虑延迟抖动、集合吞吐量、每节点吞吐量、丢包率等更多性能参数。安全针对无线局域网提出的安全方案不能适用于WMN。易于使用所设计的协议必须

5、使得网络尽可能自治，要开发有效的网络管理工具。兼容性和互操作性mesh路由器应能够集成异构无线网络。5.研究现状及挑战[1]网络容量的理论研究通信协议栈网络管理安全跨层设计5.1网络容量的理论研究[3]研究了无线自组网容量的理论上界和下界，据此给出了提高自组网容量的指导性方针。[3]的分析方法推动了无线网络容量的研究，但存在两个缺点：采用的模型较为简单，没有考虑网络协议的影响;网络容量的理论边界是基于渐近分析得到的，不能反映出给定规模网络的确切容量。分析结果能否应用于WMN还有待研究。5.2通信协议栈—物理层先进的物理层技术利用不同调制技术与编码速率的组合支持多传输速率，从而可为上

6、层应用提供自适应容错能力。支持高速传输的正交频分多路复用（OFDM）技术和超宽带（UWB）技术。提高信道容量和信道可靠性的多天线系统，如天线分集、智能天线、多输入多输出（MIMO）系统等。可获得更高频谱利用率和可行频率规划的频率捷变无线电（frequency-agileradios）或认知无线电（cognitiveradios），这些技术可动态捕获未占用的频谱。物理层的开放问题还需要除OFDM和UWB之外的新的宽带传输技术；多天线系统的复杂性和代价还太高，无法被大规模商业化；认知无线电技术还在发展初期；允许高层协议访问或控制的物理层组件，软件无线电应是一种很有前景的技术。通信协议栈

7、—MAC层WMN与经典无线网络MAC层的主要差异在于多跳通信、多点-多点通信。WMN的MAC层协议可工作在单信道或同时工作在多个信道上。WMN的MAC层协议分为：单信道MAC协议多信道MAC协议。单信道MAC协议修改已有的MAC协议：只能获得较低的端到端吞吐量。跨层设计：基于有向天线的MAC协议：可消除暴露节点，但会产生更多的隐藏节点；且面临成本、系统复杂性、快速操控有向天线的实际问题。具有功率控制的MAC协议：使用较低的传输功率，减少暴露节点，但隐藏节点问题可能变得