无线Mesh网络组网技术分析(上)

无线Mesh网络架构及发展现状研究_bupt

无线Mesh网络架构及发展现状研究 李曦 北京邮电大学，北京（100876） E-mail：cici0404@https://www.wendangku.net/doc/8718249086.html, 摘要：本文介绍了无线Mesh网络的自身特点、组网结构及其与移动Ad hoc网络和蜂窝网络的异同，重点论述了无线Mesh网络中路由协议的特点及分类，特别是MR-LQSR、PWRP、MCRP等无线Mesh网络专有的路由协议。最后介绍了无线Mesh网络的研究现状，包括标准化进程和商用情况，以及未来的发展前景。 关键词：无线Mesh网络; 路由协议; 移动Ad hoc网络 1.引言 无线Mesh网络（WMN，Wireless Mesh Network），又称无线网状网、无线网格网，随着无线宽带接入因特网业务需求的急速增长，由于其所具有的高速率、易组网、成本低、性能稳定等优势，已经引起人们的日益关注。有一位美国经济学家声言：Mesh网络和智能天线、Ad hoc网络以及超宽带技术一起，正在成为无线通信领域中压到一切的技术，它们将很可能使所谓的3G网络技术落伍，甚至可能会影响4G的发展。这句评价毫无疑问将无线Mesh网络放在了一个很高的层次上。 其实早在20世纪90年代中期，无线Mesh网络的概念就已经提出来了，但人们真正开始关注它是在近两年。可以说，无线Mesh网络是在移动Ad hoc网络的基础上产生发展的。移动Ad hoc网络是美国军方为了在战场上通信而研发的，近年来随着一些保密技术相继被公开并转化为民用，逐渐成为移动通信领域的研究热点。移动Ad hoc网络的应用环境和技术成本等因素决定了它并不适合直接应用于民用通信领域：最大的民用通信业务应该是包括VoIP业务在内的因特网业务，民用通信用户的移动性也远远低于军事通信用户。因此需要一种基于移动Ad hoc网络的技术基础，并且适用于民用通信的无线多跳网络技术，于是，无线Mesh网络应运而生[1]。 MeshNetworks公司于2000年初购买了美国军方研发的战术移动通信系统的部分专利技术，由此开发了一系列具有自主知识产权的WMN民用产品，在市场上获得了极大的成功，2005年摩托罗拉公司极为看好其发展，成功收购该公司。其间，诺基亚、北电网络、Tropos、SkyPilot、Radiant Networks和Firetide等多家公司纷纷开发WMN产品并相继推入市场。无线Mesh网络进入了飞速发展的时期。 2.无线Mesh网络的组成和特点 一般而言，无线Mesh网络由客户节点、Mesh路由器节点和网关节点组成。根据具体网络配置，并不一定包括所有节点。客户节点可以是笔记本电脑、PDA、Wi-Fi手机、RFID 阅读器和无线传感器或控制器等；Mesh路由器可以是普通PC，也可以是专用的嵌入式系统，如ARM等。客户节点按照功能可以分为两类：一类只作为普通终端接入网络，不具有转发信息的功能；另一类既具有普通节点的接入功能，又具有路由和信息转发功能，即兼具了无线路由器的功能。 按照结构层次，无线Mesh网络可以分为平面结构、多极结构和混合结构。

无线mesh网络设计方案

无线mesh网络设计方案 关于本方案 本方案为黄河科技学院信息工程学院无线mesh网络硬件平台设计提供详细的需求分析和设计方案，包括但不限于硬件平台、软件设计、数据库、项目人员分配、项目完成计划。 第1章概述 1.1项目背景 无线mesh网络设计方案为无线mesh团队提供算法的支持平台。 第2章总体设计 2.1总体设计目标 本项目由软件和硬件两部分组成 硬件： 1、做板子。有显示、键盘组成。LPC2148芯片。 （1）、步骤一：以LPC2148开发板为平台，连接Unet测试板。以RS232串口连接。Unet测试板用5V供电，和LPC2148开发板的串口1以电缆连接。LPC2148串口2监控水表、电表等。 （2）、步骤二：画SCH板子，自己做板，焊接。 2、底层程序 （1）、显示部分 （2）、键盘 （3）、U_Net连接部分。用RS232连接。 （4）、连接电表、水表等。用RS485。 （5）、数据的发送和接受。 3、上位机程序。 （1）、串口通信部分。 （2）、显示部分 （3）、数据库部分

（3）、TCP\IP和web服务器链接部分。 4、web服务器部分 （1）、TCP\IP和上位机连接部分 （2）、显示部分 （3）、数据库部分 （4）、界面部分 2.2软件系统协议设计说明 Unet协议操作流程 （1）NP 发送的时候，串口是透明的，但是在网络层会有地址码，所以AP收到会知道来自哪个NP，只是需要用API的格式表现出来 （2）基本上 unet不需要额外的操作设置，NP透传上报数据到AP，AP透传广播到所有的NP或者API的格式发到某一个NP。 （3）unet 地址改不了，固化了的 1001 1002 1003 （4）NP 2400 （5）如果接的是NP，NP是没有透明模式的，用+++返回OK就说明PC和模块通信是可以的 Unet 的设置 1、AP （1）API设置命令，串口 9600,n,8,1 +++ATAP 0 ATWR ATCN 收到OK为正确接收。 （2）透传的设置命令，串口 2400,n,8,1 +++ATAP 1 ATWR ATCN 收到OK为正确接收。 2、NP （1）输入 +++ 返回 ok；传输模式到AT命令集。 （2）输入 ATCN ，从AT命令集到透传模式。 3、数据发送 （1）、AP数据发送 7E 00 15 01 00 FF FF 00 01 23 45 67 89 AB CD EF 01 23 45 67 89 AB CD EF 80 NP数据接收 01 23 45 67 89 AB CD EF 01 23 45 67 89 AB CD EF （2）、NP发送 1234567890ABCDEF AP接收 7E 00 15 81 10 08 00 00 31 32 33 34 35 36 37 38 39 30 41 42 43 44 45 46 C4

无线MESH网络设备与无线网桥的比较

无线MESH网络设备与WDS设备的比较 对于由MESH网络设备或者WDS（无线分布系统）网络设备所组成的无线局域网来说，二者在最终的表现形式上是近乎相同的：在一定区域内互相联通的无线网络，该网络在创建时无需将所有接入点都与基础有线设施连在一起。MESH网络或者WDS网络的基本优势之一就是避免了接入点之间的有线连接，比如需要将接入点安装在室外的体育场，停车场，或者企业园区内电杆上的场景中，无线网络设备可以替代有线电缆的使用。MESH网络或者WDS 网络可以在这些情况下，发挥出其相比于有线网络所独有的优势。在最简单的组网结构中，可以使用二者之中的任何一个来创建双节点——即单点对单点的无线链路（低成本的点对点链路通常也正是这么实现的）。 为了进一步讨论使用MESH网络设备组建的无线局域网与使用WDS网络设备桥接的无线局域网之间有何异同，我们首先需要讨论“路由”与“桥接”的区别，在此基础上再比较Mesh路由和WDS桥接就比较容易了。 路由和桥接 路由是属于计算机网络架构中第三层的概念，而桥接属于第二层。“路由”是网络互连设备所使用的一个专业术语，该互连设备可以接收数据分组，并基于数据分组的第3层目的地址进行递交转发。“第3层”即网络层，在使用TCP / IP协议族的情况下，网络层决定了每个传输的数据包中和IP（互联网协议）有关的部分，“第3层地址”指的就是IP地址（如192.168.1.10）。 桥接也是一个专业术语，它指的是网络设备接收数据分组之后，根据其第2层的目标地址进行传递转发。“第2层”指OSI参考模型里的第2层，即MAC层，在以太网或802.11 协议中，MAC层包含在每个传输数据包的报头，MAC地址（如9C：2A-79：27：DF：A3）就

无线Mesh网络的概念及关键技术

无线Mesh网络的概念及关键技术 来源：中国联通网站作者：出处：https://www.wendangku.net/doc/8718249086.html, 2008-04-17 进入论坛 摘要：无线Mesh网络是一种新型的无线宽带接入网络，它融合了无线局域网和Ad hoc 网络的优势，具有自组网、自修复、多跳级联、节点自我管理等智能优势以及移动宽带、无线定位等特点，成为无线宽带接入的一种有效手段。文章简要介绍无线Mesh网络的概念和系统特性，详细阐述摩托罗拉Mesh技术的系统结构、频率配置和关键技术等。 0、引言 无线Mesh网络（WMN）技术曾是一项军事技术，战场上的移动网络需要很高的数据速率、很低的被检出概率和防止人为干扰的能力，而Mesh技术就具备了这些能力。随着人们对802.11a、802.11b和802.11g等局域网（LAN）技术了解的深入，Mesh技术才逐步成为企业界和消费者瞩目的焦点，并沿着不同的分支演进。 目前，业界讨论最多的“无线网状网”技术是一种灵活的广域无线局域网（WLAN）解决方案，它突破了Wi-Fi技术对每个接入点的有线连接要求，将多个接入点通过无线方式连接在一起，无需进行布线就可形成一个无线网络或“热区”，从而在室内和室外提供宽广的无线覆盖。目前，许多知名厂商（如摩托罗拉、思科、Strix、Tropos等）都已经有成熟产品问世，促进各个行业组织制订标准，以推进网状网技术的可操作性。 目前，基于Mesh技术的无线网络集成了健壮的安全性和全面的可管理性，可提供移动宽带和灵活的自组网通信，并拥有对局部区域可靠和安全的覆盖能力，已成为符合国际电联（ITU）公众保护及救灾（PPDR）业务要求的一项优秀解决方案。Mesh网络不仅有助于改善城市信息化的应用环境，而且对提升城市的综合服务能力也有十分明显的作用。 1、无线Mesh网络的概念 无线Mesh网络是基于IP协议的无线宽带接入技术，它融合了WLAN和Ad hoc网络的优势，支持多点对多点的网状结构，具有自组网、自修复、多跳级联、节点自我管理等智能优势以及移动宽带、无线定位等特点，是一种大容量、高速率、覆盖范围广的网络，成为

无线Mesh网络的跨层设计概述

无线Mesh网络的跨层设计概述 钱新蕾 (信息科学与技术学院,2004(1)班,04261106号) [摘要]无线Mesh网络是一种新型的宽带无线网络，它越来越受到人们的重视。由于无线Mesh网络在拓扑、传输和业务上的特性,传统的用于有线网络的分层协议设计方法已不能保证其服务质量(QoS)。跨层设计这一项热门技术，将自适应技术引入其中，可以适应信道变化实现对资源的自适应优化配置、增加Qos保障，在无线资源利用率和多媒体业务的QoS需求两方面都达到了较好的折衷。本文在搜集了一定资料的基础上，从跨层设计的背景、跨层信息交互、实例分析以及发展前景几方面做了概述。 [关键词]无线Mesh网络自适应跨层设计 1 引言 无线Mesh网,即无线网状网（WMN），也称为无线多跳网。较之传统无线接入技术，WMN具有成本低、支持无线接入且与无线终端之间可以实现对等网络通信、扩展了现有无线网络的覆盖范围等特点。无线Mesh网的结构如图1所示[1]。 图1 无线mesh网结构 但由于无线通信环境具有快速变化的特性，而基于分层结构的协议栈只能在相邻的层之间以固定的方式进行通信,这使得现有的协议栈无法灵活地适应无线移动环境的变化，从而使得在设计协议栈时只能考虑其在通信条件最为恶劣的情况下进行工作，进而导致了协议栈无法对有限的频谱资源及功率资源进行有效的利用。为了解决这个问题，人们提出了跨层设计的思想，即通过在协议栈的各层之间传递特定的信息来协调协议栈各层之间的工作过程，使之与无线通信环境相适应，从而使系统能够满足不同业务的不同需求，实现对资源的自适应优化配置。 2 跨层设计的背景

2.1跨层设计的必要性 由于无线信道的物理特性(信道传播的开放性和信道参量变化的时变性等)使无线信道成为一种非常不稳定的媒介，增加了无线通信网络设计的难度，所以人们往往只按照信道性能最差的情况和最低要求进行设计,这在信道质量较好的情况下则会造成频谱、功率等资源的浪费。传统的无线通信系统设计对各层进行单独的设计和优化，简化了整体网络设计的复杂性,满足了软件设计的信息隐藏原则,因而得到广泛应用。但若遵循OSI设计理念必然摒弃协议层之间跨层交互,而且不同协议层中存在一定的信息冗余。因此,OSI严格分层的参考模型不能对无线网络资源进行整体管理,网络性能不能得到整体优化。而跨层思想就很好的解决了这些问题。 2.2跨层设计的基本要求 2.2.1物理层对跨层设计的要求 物理层的BER(每一位的出错概率)对物理层性能来说是关键因素。但计算BER是相当复杂的,实际中是将BER性能要求映射为信噪比(SNR)的要求。一般决定包是否正确的解码是通过接收到的SNR值来衡量的。提高SNR就可以提高正确接收的机率,一个重要的技术是功率控制。功率控制是在不影响通话质量的前提下,通过控制接入终端的输出功率,在保证高质量的反向链路的同时使得干扰最小化。当平均的每个用户反向链路信噪比达到最小时,通信质量达到“可接受”标准,从而使得容量最大化。 2.2.2MAC层对跨层设计的要求 MAC层使用物理层提供的传输信道向无线链路层提供逻辑信道。它定义了对实时声音、视频和可信的数据传输的支持,在有限的无线带宽有效公平的共享中起着重要作用。因为无线网络中无线链路的共享特性,所以带来了竞争。MAC层需要调度功能来解决竞争问题。所谓调度就是协调用户共享无线信道资源(带宽、时延等),如规定用户何时、以何种方式发送数据。 2.2.3网络层对跨层设计的要求 网络层将数据分成一定长度的分组,并在分组头中标识源和目的节点的逻辑地址,这些地址就像街区、门牌号一样,成为每个节点的标识；网络层的核心功能便是根据这些地址来获得从源到目的的路径,当有多条路径存在的情况下,还要进行路由选择。当路径的预留资源得到满足时,请求被接纳,否则被拒绝,这一操作过程称为接纳控制[6]。不同的业务需要不同的QoS 需求,需要接入控制进行区别对待。 2.2.4多媒体业务QoS保证对跨层设计的需求 QoS保证机制涉及所有协议层,即每个协议层的相应参数设置都涉及到QoS能否得到保证。从应用层的角度粗略分为非实时业务和实时业务。对于非实时业务，在传输层可以采用TCP协议，根据接收器窗口大小和网络拥塞情况自适应地调整业务流速率；实时业务因其对

最新无线Mesh网络

无线网络技术学院：信息工程与自动化专业：通信132 学号：201310404239 姓名：李园 成绩：

无线Mesh网络 摘要：无线Mesh 网络是无线局域网和移动自组织网络相结合的产物,是一种全 新的网络架构.它是下一代无线网络的关键技术之一, 近几年得到了人们的广泛关注和快速发展。为了以低成本的代价实现无处不在的高速Internet，新一代无线Mesh网络的发展势在必行。新一代无线Mesh网络旨在能够提供高性能和高可靠性的服务。简要描述了无线Mesh网络技术原理、网络架构和协议，分析了其优缺点以及它的应用，还有未来的趋势。 一、无线Mesh网络的概念 无线Mesh网络(WMN)是一种多跳、自组织的宽带无线网络，一般由Mesh路由器和Mesh 客户节点组成。其典型结构是一种分级网络结构：Mesh路由器互联构成多跳无线骨干网，负责数据的中继；骨干网一般通过网关节点与其他网络互联，而Mesh客户节点通过Mesh 路由器接入到WMN。通过WMN最终实现Mesh客户节点间、客户节点与Internet等其他网络间的互联互通，网络结构如图一所示。 二、无线Mesh网络研究现状 1、物理层 目前一些较前沿的物理层技术可以被用于无线Mesh网络的开发，如无线Mesh网络可以通过用不同的调制和编码速率，支持不同的传输速率。这样可以根据无线信道的质量和网络拥塞，动态改变数据传输速率，从而保证较低的差错率。另外，将会被广泛应用于宽带无线通信的正交频分复用技术(OFDM)、超宽带技术(UWB)、多输人多输出技术(MIMO)以及定向天线技术都可以用于无线Mesh网络的开发。除此之外，认知无线电技术也可以被用于Mesh网络，以提高频谱利用率。 2、MAC层 无线Mesh网络的可扩展性对于MAC层的设计提出了相应的要求。目前，对于Mesh网络MAC 层的研究，主要可以分为单信道MAC和多信道MAC。 (1)单信道MAC 1)修改目前已有的MAC层协议：目前的几种无线MAC层协议多是在IEEE 802．1 1 基础上进行修改的，如对CSMA／CA算法的一些诸如竞争窗口大小、退避过程的修改。 对于多跳的无线Mesh网络来说，这样的MAC层协议还远远达不到提高全网吞吐率的

无线Mesh网络的概念及关键技术

无线Mesh网络的概念及关键技术 作者：电信快报祁超 摘要无线Mesh网络是一种新型的无线宽带接入网络，它融合了无线局域网和Adhoc网络的优势，具有自组网、自修复、多跳级联、节点自我管理等智能优势以及移动宽带、无线定位等特点，成为无线宽带接入的一种有效手段。文章简要介绍无线Mesh网络的概念和系统特性，详细阐述摩托罗拉Mesh技术的系统结构、频率配置和关键技术等。 0、引言 无线Mesh网络（WMN）技术曾是一项军事技术，战场上的移动网络需要很高的数据速率、很低的被检出概率和防止人为干扰的能力，而Mesh技术就具备了这些能力。随着人们对802.11a、802.11b和802.11g 等局域网（LAN）技术了解的深入，Mesh技术才逐步成为企业界和消费者瞩目的焦点，并沿着不同的分支演进。 目前，业界讨论最多的“无线网状网”技术是一种灵活的广域无线局域网（WLAN）解决方案，它突破了Wi-Fi技术对每个接入点的有线连接要求，将多个接入点通过无线方式连接在一起，无需进行布线就可形成一个无线网络或“热区”，从而在室内和室外提供宽广的无线覆盖。目前，许多知名厂商（如摩托罗拉、思科、Strix、Tropos等）都已经有成熟产品问世，促进各个行业组织制订标准，以推进网状网技术的可操作性。 目前，基于Mesh技术的无线网络集成了健壮的安全性和全面的可管理性，可提供移动宽带和灵活的自组网通信，并拥有对局部区域可靠和安全的覆盖能力，已成为符合国际电联（ITU）公众保护及救灾（PPDR）业务要求的一项优秀解决方案。Mesh网络不仅有助于改善城市信息化的应用环境，而且对提升城市的综合服务能力也有十分明显的作用。 1、无线Mesh网络的概念 无线Mesh网络是基于IP协议的无线宽带接入技术，它融合了WLAN和Adhoc网络的优势，支持多点对多点的网状结构，具有自组网、自修复、多跳级联、节点自我管理等智能优势以及移动宽带、无线定位等特点，是一种大容量、高速率、覆盖范围广的网络，成为宽带接入的一种有效手段。从某种意义上讲，Mesh 网络更主要的是一种网络架构思想，主要功能体现在无中心、自组网、多级跳接和路由判断选择等。

(Wireless multi-hop mesh networks)无线多跳mesh网络

Summary of wireless multi-hop mesh networks The technology of wireless networks is developing fast, and the applications of wireless networks offer the publics and society much convenience. But, at present the traditional wireless net is just used to replace the cable simply. Ⅰ. T raditional WLAN Along with the expanding of the wireless net’s scale, the requiring of wired connection for each access-point in WLAN makes it meet a lot of challenges and in convenience in the environment of lack of cable infrastructure. The traditional WLAN shows it’s insufficient gradually. The disadvantages of traditional WLAN: a.The poor reliability: In the traditional WLAN, several users get access to the wireless net through one access-point directly—it is call “single-hop”networks. So long as one stoppage can breakdown the whole networks. Figure1. T raditional WLAN b. The small coverage: The normal technology of “point-to-point” or “point-to-multipoint” uses the short networks, with the limitations of coverage, just like networks of 802.11 and Bluetooth. c. The poor scalability: As the joining and sharing data flow of access-points of extra nodes, the bandwidth of whole networks will come down gradually. d. The bad quality of communication: Because of noise in link and mistakes in communication, the bandwidth will decrease as the distance’s increasing. Most kind of wireless networks have “blind points” in its effective distance,

中国海事镇江段水上无线MESH网络方案

中国海事镇江段 水上MESH无线网络方案

目录 一、项目概述 (3) 二、现场测试情况 (4) 2.1测试基站安装及配置 (4) 2.2信号及带宽测试 (6) 2.3测试效果总结 (9) 三、镇江海事无线MESH系统组网设计 (10) 3.1无线网络架构 (10) 3.2站点设计及设备选型 (11) 3.3基站配置 (13) 3.3.1岸边基站 (13) 3.3.2船载Mesh设备 (14) 3.4网络安全 (14) 3.4.1支持WEP、TKIP和AES加密方式 (14) 3.4.2 MAC地址认证和SSID广播控制 (15) 3.4.3 802.1x认证 (15) 3.4.4 VPN透传 (15) 3.4.5 Mesh回程安全 (16) 3.4.6 Multi-SSID/VLAN (16) 3.4.7非法设备发现 (16) 3.5系统防雷接地 (17) 四、无线基站工程实施安装 (18) 4.1实施条件 (18) 4.2实施计划 (19) 4.3通信支架的安装 (20) 4.4固定基站安装 (20) 五、设备描述及参数 (22) 5.1室外型Mesh基站设备OWS2400 (22) 5.2.移动型Mesh设备MWS100 (27) 5.3.无线网桥A1N5600 (30) 六、投资概算 (36)

一、项目概述 目前镇江海事图像传输主要依靠运营商3G网络作为主要通道,运营商3G网络无论是WCDM、CDMA2000还是TD-SCDMA是作为公用网络，具有覆盖广、抗干扰能力强等优点，但用于专网用途，具有很大缺陷： 1、深度覆盖不够：在人口稀少，水面较多的长江干道，运营商基站布点少，不能实 现无缝连续覆盖，所能提供给公众的带宽很有限，对于高带宽视频业务无法达到 实时、无缝、流畅的效果。 2、视频数据流量大，租赁费用高：图像传输不同于普通的语音业务，所需管道带宽 高，租赁费用非常高昂； 3、信息安全得不到保证：海事部门作为重要且比较特殊的执法部门，保证信息安全 尤为重要，运用商作为公共网络，容易受到非法用户的攻击，信息安全得不到保 证。 镇江海事局经过技术论证和前期测试比较拟采用无线Mesh网络技术方案，无线Mesh 网络作为多业务平台(Multi-Service Platform)，网络具有自我组织、自动配置、性能自动调节、链路自动修复等特性，支持负载均衡和冗余备份功能，为数据、监控、移动无线监控等视频和语音服务提供了稳定可靠的承载平台。 1、采用无线宽带多媒体指挥系统，达到视频监控和语音调度指挥的融合 2、采用先进的视频编码技术，结合无线网络技术和多媒体技术，实现具有单向远程视频 监控及音、视频双向交互视频监控指挥调度系统 3、无线宽带通信系统具有快速移动和快速漫游切换的能力