WMN(Wireless Mesh Network無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)).ppt

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1、無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)WirelessMeshNetwork（WMN）無線用戶接入因特網(wǎng)的途徑蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)通過2G的GPSR技術(shù)或3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣建立基站的代價(jià)高，用戶上網(wǎng)費(fèi)用高，帶寬低無線局域網(wǎng)（802.11）帶寬高，組網(wǎng)成本低覆蓋范圍小無線用戶接入因特網(wǎng)的途徑（續(xù)）寬帶無線網(wǎng)絡(luò)WiMax無線用戶接入因特網(wǎng)的途徑（續(xù)）無線網(wǎng)狀網(wǎng)在自組網(wǎng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來，希望結(jié)合移動(dòng)通信網(wǎng)和無線局域網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)。無線網(wǎng)狀網(wǎng)利用無線mesh路由器建立大范圍無線骨干，為各種有線與無線用戶提供多跳無線接入，被認(rèn)為是下一代無線網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)。WMN可能的應(yīng)用包括無線寬帶服務(wù)、社區(qū)網(wǎng)絡(luò)、實(shí)時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)、高速城域網(wǎng)等。1

2、.無線網(wǎng)狀網(wǎng)的組成Mesh路由器：具備mesh組網(wǎng)能力，相互之間通過無線鏈路形成多跳網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成mesh骨干。具備作為網(wǎng)關(guān)/網(wǎng)橋的路由能力，允許其它網(wǎng)絡(luò)接入。Mesh客戶：可直接接入mesh路由器，mesh客戶之間也可通過無線鏈路形成多跳網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。硬件平臺(tái)和軟件比mesh路由器簡(jiǎn)單得多。2.無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)類型[1]架構(gòu)/骨干式（Infrastructure/backboneWMN）無線mesh網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)類型（續(xù)）對(duì)等式WMN無線mesh網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)類型（續(xù)）混合式WMNWMN的特性（混合式）雖說是一種多跳無線網(wǎng)絡(luò)，但有一個(gè)無線骨干，通過無線骨干很容易支持終端節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)。Mesh

3、路由器較少移動(dòng)且專門執(zhí)行路由與配置功能，大大減輕了mesh客戶與其它終端節(jié)點(diǎn)的負(fù)擔(dān)?？杉砂ㄓ芯€網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，支持多種類型網(wǎng)絡(luò)接入。mesh路由器通常不移動(dòng)且有持久的電源供應(yīng)，mesh客戶則一般是移動(dòng)的且由電池供電。WMN并不是獨(dú)立運(yùn)行的，需要與其它無線網(wǎng)絡(luò)相兼容和互操作。3.一個(gè)架構(gòu)式mesh網(wǎng)絡(luò)的實(shí)例—MeshCluster[2]中繼節(jié)點(diǎn)：中繼接口：構(gòu)造mesh主干；接入接口：允許mesh客戶接入；網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)：中繼接口：構(gòu)造mesh主干；因特網(wǎng)回程接口：接入因特網(wǎng)。AODV-ST路由協(xié)議AODV-spanningtree是一種混合路由協(xié)議：采用主動(dòng)策略維護(hù)中繼

4、節(jié)點(diǎn)到每個(gè)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的最佳路由，減小中繼節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)之間的路由發(fā)現(xiàn)延遲；采用按需路由發(fā)現(xiàn)策略建立中繼節(jié)點(diǎn)之間的路由。4.WMN的關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素[1]無線技術(shù)有向和智能天線、MIMO系統(tǒng)、多射頻/多信道系統(tǒng)、可重配置無線電、認(rèn)知無線電、軟件無線電等。高層協(xié)議需要進(jìn)行革命性的設(shè)計(jì)，尤其是MAC層和路由協(xié)議?？蓴U(kuò)放性從MAC層到應(yīng)用層的所有協(xié)議都必須是可擴(kuò)放的。網(wǎng)狀連接拓?fù)湔J(rèn)知的MAC和路由協(xié)議可極大提高網(wǎng)絡(luò)性能。WMN的關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素（續(xù)）寬帶和QoS必須考慮延遲抖動(dòng)、集合吞吐量、每節(jié)點(diǎn)吞吐量、丟包率等更多性能參數(shù)。安全針對(duì)無線局域網(wǎng)提出的安全方案不能適用于WMN。易于使用所設(shè)計(jì)的協(xié)議必須

5、使得網(wǎng)絡(luò)盡可能自治，要開發(fā)有效的網(wǎng)絡(luò)管理工具。兼容性和互操作性mesh路由器應(yīng)能夠集成異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)。5.研究現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)[1]網(wǎng)絡(luò)容量的理論研究通信協(xié)議棧網(wǎng)絡(luò)管理安全跨層設(shè)計(jì)5.1網(wǎng)絡(luò)容量的理論研究[3]研究了無線自組網(wǎng)容量的理論上界和下界，據(jù)此給出了提高自組網(wǎng)容量的指導(dǎo)性方針。[3]的分析方法推動(dòng)了無線網(wǎng)絡(luò)容量的研究，但存在兩個(gè)缺點(diǎn)：采用的模型較為簡(jiǎn)單，沒有考慮網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的影響;網(wǎng)絡(luò)容量的理論邊界是基于漸近分析得到的，不能反映出給定規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的確切容量。分析結(jié)果能否應(yīng)用于WMN還有待研究。5.2通信協(xié)議?！锢韺酉冗M(jìn)的物理層技術(shù)利用不同調(diào)制技術(shù)與編碼速率的組合支持多傳輸速率，從而可為上

6、層應(yīng)用提供自適應(yīng)容錯(cuò)能力。支持高速傳輸?shù)恼活l分多路復(fù)用（OFDM）技術(shù)和超寬帶（UWB）技術(shù)。提高信道容量和信道可靠性的多天線系統(tǒng)，如天線分集、智能天線、多輸入多輸出（MIMO）系統(tǒng)等?？色@得更高頻譜利用率和可行頻率規(guī)劃的頻率捷變無線電（frequency-agileradios）或認(rèn)知無線電（cognitiveradios），這些技術(shù)可動(dòng)態(tài)捕獲未占用的頻譜。物理層的開放問題還需要除OFDM和UWB之外的新的寬帶傳輸技術(shù)；多天線系統(tǒng)的復(fù)雜性和代價(jià)還太高，無法被大規(guī)模商業(yè)化；認(rèn)知無線電技術(shù)還在發(fā)展初期；允許高層協(xié)議訪問或控制的物理層組件，軟件無線電應(yīng)是一種很有前景的技術(shù)。通信協(xié)議棧

7、—MAC層WMN與經(jīng)典無線網(wǎng)絡(luò)MAC層的主要差異在于多跳通信、多點(diǎn)-多點(diǎn)通信。WMN的MAC層協(xié)議可工作在單信道或同時(shí)工作在多個(gè)信道上。WMN的MAC層協(xié)議分為：?jiǎn)涡诺繫AC協(xié)議多信道MAC協(xié)議。單信道MAC協(xié)議修改已有的MAC協(xié)議：只能獲得較低的端到端吞吐量?？鐚釉O(shè)計(jì)：基于有向天線的MAC協(xié)議：可消除暴露節(jié)點(diǎn)，但會(huì)產(chǎn)生更多的隱藏節(jié)點(diǎn)；且面臨成本、系統(tǒng)復(fù)雜性、快速操控有向天線的實(shí)際問題。具有功率控制的MAC協(xié)議：使用較低的傳輸功率，減少暴露節(jié)點(diǎn)，但隱藏節(jié)點(diǎn)問題可能變得