无线网格网关键技术及其应用研究

  • 格式:pdf
  • 大小:234.35 KB
  • 文档页数:3
实践与应用
中国信息界 2 1年第o x 总第2 2 0 2 8 2期
无线网格网关键技术及其应用研究
万 友 辉 ( 重庆 市通信产业服务有 限公 司渝北分公 司 重庆 4 ¨2 ) 0 1
摘 耍 :本文对无线 网格 网中的若干 关键技术及其应 用进行 了研 究。首先介绍 了无线 网格 网的技术 背景 ,分 析 了无线网格 网的基本结构并分析 了这种 网络结构 的特 点 ,然后 重点介绍 了无线网格 网中的关键技 术 , 包括
级不影 响整个 网络运 行 ,有 着很好 的鲁棒 性 。 ( 3)成熟 提高信道空间复用度 以及全 网的吞吐率 。
线局域网 ( rl s o a A e t rs Wi e cl raNe k,WL N )两种通 e sL wo A
之 间可 以进行直 接 的通 信 ,同时 能够 通 过 网络 中的其 它 客 户端或 者 网络路 由器 转 发数 据 。无线 网格 网络 结 构可
以用于 不同 类型 的通 信 网络 , ̄ I E 0 .6 线城 域 网 E E 8 21 无
13 线 网格 网 的特 点 .无
过 IE 8 21标 准中的RT / S( E E 0 .1 S CT 请求发送 / 允许发 送协
议 )协议实现 ,但是 这并不 能从根本 上将暴露终端 以及隐 无线 网格 网作为一种新 兴的网络架构 ,有着与 自组织 藏 终端的 问题解决 好 。虽然握手 机制能够降低隐藏 终端冲
( t p la raNe r,MAN ) 、I E 0 .1 线 Mer oi nA e t k o t wo E E 8 21无
信 刚络技术 。A o网络技术源 于上 世纪7年 代由美国国 dH c 0
防部高级研 究计划局 ( fneAda cdReerh Poe ̄ De s vn e sac rjc e A e c ,DARP gny A)资 助的 “ 战场环境 中的无 线分组数 据
24 .功率控制技术
点的中继转发来 实现彼此间的通信 , 而形成多跳通 信路 从 径。多跳无线 网络可以扩展 当前无 线网络的覆盖范 围 ,同 时在长度上改善 了频谱的利用效率。 ( )自组织能力 。无 2 线网格网具有 类似 自组织 网络 的特 性 ,实现动态 自组织和
自配置 ,节点 自动 建立维护彼此 间的网络连接 ,具有 白适 应 、自组织和 自愈 能力 。除此之外 ,无线 网格 网易于部署 与配置 ,网络 的路 由选择特性使链路 中断或局部扩 容和升
无 线通 信 。无 线网格网络 中的移动设备一方 面可以经 由网
3 2
无 线通信技术 的移动客户端 ,可 以通过一个具有 以太网接
中国信息界 2 1 年第O 月 总第 2 2 0 2 8 2 期
实践与应用
口的基站与 网格骨 干网连接 ,如蜂 窝网 、无线局域 网和无
线传感 网。
网 ( ak t a i n t r ,P p ce rdo e k RNE wo T)”项 目。移动 自组织 局域 网 、IE 0 .5 线个域 网 ( rl sP ro a A e E E 8 21无 Wi e esn l ra es
t r A 网络技 术为美国 国防部研发的军 用移 动通 信系统 中一 种新 Newok,WP N )等 。根据 网络结构不 同 ,无 线网格 网
网络相 似的一些特点 ,但这种特殊的A o 网络还有 着其 突 发生的概率 ,但还是存在节 点间控制报文冲突 问题 ,同 dh c 他 一些独 特的优 势 : ( )基于 多跳的无 线 网络 。因 为无 1 线通 信受到距 离的限制 ,无线 网格 网内的节点通过其 他节
时也无法处理暴露 终端问题 。无 线网格网与A o网络之 dh c 间有着紧密的联系 ,所 以可以借用Adh c网络 中现有的成 o 熟方 案来缓解 隐藏终端和暴露终端问题。
从而相邻 的节点可 以直接通 信 ,不相邻节点 可以通过多跳 的方式进行连 接 。这种 网络结构支持终端在较 高速率移动
的情况下提供一种临时应 急的网络环境进行通信 。
1 .混合 型 网格 结 构 网络 .3 2
扰和多路径 的能力 ,这种技术 用来进行多址通 信 ,安全保
密性 能较好 。在 I E 0 .1 准 中另外两 种物理 层规范 E E 8 21 标
1 . 户端 型 网格 结 构 网络 .2 2客
到的信号经过 同步随机码源解调 ,可 以在 中心频 率重新得
到有 用的 源信 号 ,而 干扰 信号 被解 调 为平均 能量 很 低的
背景 噪声 。这 样 就在 很大 程度 上提 高 了通 信系 统 的抗干
客户端型 网格结构 网络是 由网格 网络客户端组成 的一 种任意 网状 的拓扑结构 ,这种 网络通过使用相 同无 线通信 技术的客户端直接 相连而组成 ,并不需要 引入传 统的移动 有配备 网格路 由器 ,因此没有 中心节点 ,这就使 得网络中 的每个 客户端 自身能够具备 自动配置和实现路 由的功能 ,
无 线网格 网 ( i l sMeh Ne r ,w MN ),是 W r e s t k es wo

种全新 的无线通信 网络结构。无线 网格 网的发展基于移 网格 路 由器 的位置 比较固定 ,其工作主 要是负责数据 包的 动 自组织网络 ( b eA c t rs Mo  ̄ dHo wok ,MA T)和无 转 发 ,而 网格 客户端 可 以进 行任 意 的移动 ,各个 客 户端 Ne NE
功率控制技术可 以为MAC层的数据包发送带来多个功 率级别选择使 用 ,系统按 照网络环境 以及 用户的需求来选
择适合的功率进 行工作 ,这样做 的好处是一方面 能够 合理 的降低 与平衡 节点的能耗 ,让网络的工作 以及生存时 间得 以延长 ;另一 方面还能够减 少节点之间 的互相 干扰 ,从而
因为无线 网格 网使 用无 线通信技术进 行数据 的传输 ,
所 以和其他无线传输 网络一样 ,存在 着隐藏终端和暴 露终
言 ,这种结构 网络 的功 能较强 ,很大程度 上改善 了无 线网 端 的问题 。无线通 信媒质的特殊 性会 导致隐藏终端 问题的
格 网的覆 盖范围和连接 质量 ,同时对于 网络客户端的要求 发 生 ,从 而造成 传 输信 号 的碰撞 。当前 的解 决方 案是 通 也很 高。
扩 频技 术、正 交分割 多址接 入技术 、隐藏终端 问题解 决技 术 以及功率控 制技术 ,最后给 出 了无线 网格 网这种
新 型技 术 在 实际 中的应 用 。
关键词 :无线网格 网 结构 关键技术 应 用
无线 网格 网作为新型 的网络结构 ,表现出与传 统的无 络接入点 实现 网络的互联 ,和 网络中的其它 用户进行直接
线 网络不 同的特点 ,该结构是 可以实现动态 的 自组织 自配
的通 信 ;另一方面设备 自身还 能够 当作一个 中间的路 由器
置 ,具有高 速率 、低成本 、高 稳定性 。研究无线 网格网结 转 发来 自网络其 它节 点 的数据 。无 线 网格 网作 为一 种 由
构 技术对于推进 下一代无 线网络技术研究工作 的开 展具有 MANE  ̄W L N融合 而成 的网络技术 ,在一定程 度上也 T A
了工作 站只能通过接入点 ( ce o t A csP i ,AP)接入 Itme s n ne t
的某些 网格路 由器采 用有线的方式接入Itre,从 而使得 n户端采用 与网格 或和其 它工作 站之 间进行通信 ,这就 使得在大范 围内提供 整 个骨干 网与Itre 路 由器相 同的无线通信技 术 ,能够直接 与整个骨干 网中的 无线局域网服务的成本很高。 nent 无线 网格 网有机地 结合 了以上两 种网络的特 点 ,解决 某个路 由器进行 通信 ,进一步接入Itre。骨 干网型网格 了其 中的技术弊 端 ,具体而 言 ,在 无线网格 网中 ,处于 网 结 构应可以提供对 网络客户端在不 同路 由之间的无缝 切换 络 中的终端设 备能够在较大 的范 围内通过多跳 的方式实现 支持来 提高 网络 的运 行效率 ,对于 使用与网格 网络 中不 同
媒体接 入控制和路 由管理工作的难度 。无线局域 网提供 无 它们之 间基 于无 线通信技术进 行互联 ,同时采 用多信道 、
线连接方 式的Itnt n re e 接入服务 ,具有非 常高的数据传输速 多收发器 等技术来实现数 据的高速传输 ,而且这些路 由器 率 ,该网络一般有 比较固定的 网络结构 ,无线终端 设备能 还拥有 自动配置 自我愈合 能力 。网格路 由器 之间通过 点对 够在一 定的范 围使用高速数据服 务 ,但是无线 局域 网限制 点或者 多次跳转 的方 式进行 连接来构成 网格 结构 ,网络 中
22 .正交分 割多址接入技术
正 交分割多址接入技术 ( arueDv i l l Quda r is nMu pe t io i t
A c S,QDMA)是 为实现广域 范围 内通 信的最优化及 移 ce S
下进行通 信 ,而且可在没有 或无法使用现有 网络基础设备 动 网格 网设计的 ,该技术 源于军事应 用 ,目的是在特殊环 境或 紧急状况下能够提 供安全可靠 的通信方式 。该技术 融 合 了F DMA、T DMA、CDMA 技术 ,提高 了频谱的利 用率
都通 过无 线方 式 进行 ,同时采 用 扩频 技术 ,分 别是 直接
( rq ec p ig H )。 Feun yHo pn ,F
Di t e un eS ra pcr e u 和跳频 接入点 ,从 而实现节点 间的点对 点连接 。这种 网络结构没 序列扩频 ( rc Sq ec pedS et m,DS)
该技术可 以 自动屏蔽 发生冲突的信道 , 而选择没有干 扰 从
户 端 与网格 路 由器之 间也 是 网格 结构 。在 这种 网络 结构 信号的信道 ,很大程度上避免了干扰 隋况。 中,距 离网格 路 由器较近 的终端可 以直接经 由骨干网 与接 23 .隐藏 终端 问题解决技术 入 Itr e ,而距离 网格路 由器 较远 的终端 则通过 网格 客 nen t 户端 网络 多跳接 入骨 干网 ,从 而接入 到I tr e。总体而 nen t