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【摘 要】无线网状网（WMN）技术是面向基于IP接入的新型无线移动通信技术，无线Mesh网络已经作为一种网络技术和网络形态，得到进一步的重视和开发，会逐渐成为无线移动接入网络的基本网络技术，渗透到未来各种无线网络中。
【关键词】无线Mesh网；WMN的组网技术；路由协议设计
Wireless Mesh network technology research
Xu Hong—qiang
（Shaanxi Tianyuan Communication Design Consulting Co.， Ltd，Shandong company Jinan Shandong 250000）
【Abstract】Wireless mesh network （ WMN ） based on IP access technology is facing new wireless mobile communication technology， wireless Mesh network is a kind of network technology and network configuration， further attention and development， will gradually become a wireless mobile access network of the basic network technology， penetration of the future wireless networks.
【Key words】Inwireless Mesh networks；WMN network technology；Design of routing protocols
1. 前言
无线Mesh网（WMN）又称为无线网状网、无线网格网，大约出现在20世纪90年代中期。随着移动通信技术的发展，除无线通信网络的语音业务需求外，高速因特网接入需求也日渐增加。传统的无线接入方式面临着接入带宽不足、服务质量得不到满足等问题，而且无线频谱资源及拓扑结构缺乏统一规划，难以适应灵活多变的使用状况。WMN提供了一条解决无线接入网所面临问题的新途径。
2. 无线Mesh网的介绍
（1）传统无线接入网的拓扑结构主要是点到点（P2P）或点到多点（P2MP），无线局域网（WLAN）则存在有中心和自组织两种结构，分别属于P2MP和P2P类型。而WMN的拓扑结构是网状的，这种网络结构，使WMN能更好地解决传统无线接入网络中的一些问题。
（2）WMN主要由两类网络节点组成：Mesh路由器和Mesh客户端。采用WMN作为接入网络时，Mesh客户端通过相邻的其他节点，以无线多跳的方式接入到因特网。这种MP2MP的结构，使得WMN具有自配置 、自调节 、自愈 和可扩展性等优点。
（3）因此，WMN适合作为因特网“最后一公里”无线接入方案，在IEEE 802.11s，802.15以及802.16等标准中已有体现，它将成为下一代Wi—Fi和WiMAX的重要组成部分。
除此之外，当前存在着多种无线接入网络，采用各种不同的无线传输技术以及标准，提供各自适宜的应用。
例如融合多种无线网络的WMN网络结构如图1所示，网络中的核心设备为Mesh路由器，构成了拓扑结构动态可变的核心网。Mesh路由器配置了多种无线传输标准的接口设备，实现各种无线网络的互联，包括蜂窝网、WiMAX网络、WLAN、移动自组织（Ad hoc）网络以及无线传感器网络。采用各种无线传输技术的用户终端，无论何时何地都可以通过某种无线接入网与核心网相连。
3. WMN的组网技术
无线网络的带宽有限，复杂的时变信道特性以及开放的通信环境，导致节点的信号互相干扰，要提供保证服务质量的服务，必须采用有效的网络管理和组网技术，提高链路容量和网络传输效率。WMN的组网技术包含了几个主要的方面：网络配置和部署，功率控制，移动性管理和接入控制，以及路由协议设计等。
3.1 网络配置和部署。
为了使WMN具备良好的可扩展性、容错性、自调节能力，大的覆盖范围和网络容量，需要对网络配置和部署进行研究。
首先，需要对移动性较弱，组成骨干网的Mesh 路由器的部署位置进行规划，一方面在保证不出现无线信号覆盖盲区的前提下，需要的Mesh路由器需要量尽可能地低以降低成本；另一方面，在热点区域，提供多条路径以增加用户接入数。可以结合多入多出（MIMO）和方向性天线技术等来进一步提高网络传输能力。
3.2 功率控制。
在WMN中，对Mesh路由器虽然没有能量限制，但也需要功率控制，目的是保证WMN的连通性，控制网络干扰，提高频率复用率。适当的传输功率可以减小无线信道信号间干扰，提高频谱复用效率。
与Mesh路由器不同，Mesh客户端一般是移动节点，节点的能量有限。因此，设计网络协议需要考虑功率的有效性。比如，一些Mesh客户端可能是IP电话或者是一个传感器，因此，功率效率是要考虑的一个因素。对于一些WMN应用，实现功率控制将优化网络的连接性，提高网络性能。
3.3 移动性管理和接入控制。
WMN移动性管理包含两方面的含义：位置管理和移动切换管理。位置管理主要用于解决位置注册，而移动切换管理包括切换初始化，建立新连接，以及在切换过程中的数据流控制，以提供用户的无缝连接服务。在蜂窝网中，移动性管理由基站，移动交换中心和位置数据库进行集中式管理；而在Ad hoc网络中，移动性管理与路由协议紧密结合，可看作是一种分布式的方案。WMN因同时具有多跳和移动性低的特点，其移动性管理需要充分结合上述两种网络的移动性管理技术。
图1
图2
3.4 路由协议设计。
（1）WMN采用多跳中继实现网络接入，这使得路由协议设计可以参考Ad hoc网络的路由协议设计方法。但与之相比，两者还存在差别。一方面，Ad hoc网络由AP、Mesh路由器、网关等构成的，节点的移
【关键词】无线Mesh网；WMN的组网技术；路由协议设计
Wireless Mesh network technology research
Xu Hong—qiang
（Shaanxi Tianyuan Communication Design Consulting Co.， Ltd，Shandong company Jinan Shandong 250000）
【Abstract】Wireless mesh network （ WMN ） based on IP access technology is facing new wireless mobile communication technology， wireless Mesh network is a kind of network technology and network configuration， further attention and development， will gradually become a wireless mobile access network of the basic network technology， penetration of the future wireless networks.
【Key words】Inwireless Mesh networks；WMN network technology；Design of routing protocols
1. 前言
无线Mesh网（WMN）又称为无线网状网、无线网格网，大约出现在20世纪90年代中期。随着移动通信技术的发展，除无线通信网络的语音业务需求外，高速因特网接入需求也日渐增加。传统的无线接入方式面临着接入带宽不足、服务质量得不到满足等问题，而且无线频谱资源及拓扑结构缺乏统一规划，难以适应灵活多变的使用状况。WMN提供了一条解决无线接入网所面临问题的新途径。
2. 无线Mesh网的介绍
（1）传统无线接入网的拓扑结构主要是点到点（P2P）或点到多点（P2MP），无线局域网（WLAN）则存在有中心和自组织两种结构，分别属于P2MP和P2P类型。而WMN的拓扑结构是网状的，这种网络结构，使WMN能更好地解决传统无线接入网络中的一些问题。
（2）WMN主要由两类网络节点组成：Mesh路由器和Mesh客户端。采用WMN作为接入网络时，Mesh客户端通过相邻的其他节点，以无线多跳的方式接入到因特网。这种MP2MP的结构，使得WMN具有自配置 、自调节 、自愈 和可扩展性等优点。
（3）因此，WMN适合作为因特网“最后一公里”无线接入方案，在IEEE 802.11s，802.15以及802.16等标准中已有体现，它将成为下一代Wi—Fi和WiMAX的重要组成部分。
除此之外，当前存在着多种无线接入网络，采用各种不同的无线传输技术以及标准，提供各自适宜的应用。
例如融合多种无线网络的WMN网络结构如图1所示，网络中的核心设备为Mesh路由器，构成了拓扑结构动态可变的核心网。Mesh路由器配置了多种无线传输标准的接口设备，实现各种无线网络的互联，包括蜂窝网、WiMAX网络、WLAN、移动自组织（Ad hoc）网络以及无线传感器网络。采用各种无线传输技术的用户终端，无论何时何地都可以通过某种无线接入网与核心网相连。
3. WMN的组网技术
无线网络的带宽有限，复杂的时变信道特性以及开放的通信环境，导致节点的信号互相干扰，要提供保证服务质量的服务，必须采用有效的网络管理和组网技术，提高链路容量和网络传输效率。WMN的组网技术包含了几个主要的方面：网络配置和部署，功率控制，移动性管理和接入控制，以及路由协议设计等。
3.1 网络配置和部署。
为了使WMN具备良好的可扩展性、容错性、自调节能力，大的覆盖范围和网络容量，需要对网络配置和部署进行研究。
首先，需要对移动性较弱，组成骨干网的Mesh 路由器的部署位置进行规划，一方面在保证不出现无线信号覆盖盲区的前提下，需要的Mesh路由器需要量尽可能地低以降低成本；另一方面，在热点区域，提供多条路径以增加用户接入数。可以结合多入多出（MIMO）和方向性天线技术等来进一步提高网络传输能力。
3.2 功率控制。
在WMN中，对Mesh路由器虽然没有能量限制，但也需要功率控制，目的是保证WMN的连通性，控制网络干扰，提高频率复用率。适当的传输功率可以减小无线信道信号间干扰，提高频谱复用效率。
与Mesh路由器不同，Mesh客户端一般是移动节点，节点的能量有限。因此，设计网络协议需要考虑功率的有效性。比如，一些Mesh客户端可能是IP电话或者是一个传感器，因此，功率效率是要考虑的一个因素。对于一些WMN应用，实现功率控制将优化网络的连接性，提高网络性能。
3.3 移动性管理和接入控制。
WMN移动性管理包含两方面的含义：位置管理和移动切换管理。位置管理主要用于解决位置注册，而移动切换管理包括切换初始化，建立新连接，以及在切换过程中的数据流控制，以提供用户的无缝连接服务。在蜂窝网中，移动性管理由基站，移动交换中心和位置数据库进行集中式管理；而在Ad hoc网络中，移动性管理与路由协议紧密结合，可看作是一种分布式的方案。WMN因同时具有多跳和移动性低的特点，其移动性管理需要充分结合上述两种网络的移动性管理技术。
图1
图2
3.4 路由协议设计。
（1）WMN采用多跳中继实现网络接入，这使得路由协议设计可以参考Ad hoc网络的路由协议设计方法。但与之相比，两者还存在差别。一方面，Ad hoc网络由AP、Mesh路由器、网关等构成的，节点的移