无线网格网关键技术及其应用研究 、引言 随着人们对网络通信需求的不断提高,人们希望不论何时、何地、与何人都能够进行快 速、准确的通信,为了提高工作效率,并且克服现有通信系统的缺点,达到通信的ˆ无 所不在”,最近,人们提出了一种新型的宽带无线网络结构无线网格网WMN)[1,2]。 WMN是移动 Ad hoc网络的一种特殊形态,它的早期研究均源于移动 Ad Hoc网络的研 究与开发。它是一种高容量高速率的分布式网络,不同于传统的无线网络,可以看成是 一种WLAN和 Ad hoc网络的融合,且发挥了两者的优势,作为一种可以解决“最后 公里”瓶颈问题的新型网络结构。WMN被写入了IEEE80216(即 World Interoperability for Microwave access, WiMax)无线城域网( Wireless Municipal Area Network,WMAN) 标准中 WMN技术作为一项能够实现灵活组网的技术以及它本身的诸多优势必将给无线宽带领 域带来重大变革 无线网格网的研究现状 2004年1月,IE802. l1 Working Group正式专门成立了网格研究组( Mesh stud Group),同年3月又成立了网格任务组( Mesh Task Group),标志着WMN技术正式迈 上了广泛标准化道路。另外,其他标准如802.153a、802154和专用短程通信( Dedicated Short Range communications,DSRC)也开始探索如何通过网格嵌入式设备来改进其现 有技术,IEEE802.16已经将网格技术纳入其MAC层协议标准中[3]。 1应用基础理论与技术研究 近10来,包括移动 Ad hoc网络和WMN在内的许多研究,已经取得了众多成果,主要 有以下方面:①路由协议的研究。协议的核心是适应网络无中心控制和网络时变的特征; ②媒体接入控制(MAC)协议的硏究。主要是解决隐藏终端和提高接入能力等问题, 如MACA协议、控制信道和数据信道分裂的双信道方案和基于定向天线的MAC协议 等[4,5,6]:③在网络连接性方面,主要的背景是无线传感器网络,探讨问题的核心 是节点密度与分布问题[7~1]:④在多播阻播协议、TCP协议、地址和带宽等网络资 源分配、功率(节能)控制、安全性问题、分布式算法、QoS等方面有一些研究成果 但各部分的数量相对较少[6]:⑤一些针对WM的协议和系统仿真与实验研究有了 些新的结果[12,13]。在短距离 Ad hoc网络的构建上,最近一些学者正在研究蓝牙散 射网关键技术[4,5] 2专利技术 与WMN相关的专利目前主要掌握在一些美国公司及研究机构手中。例如 MeshNetworks 公司2002年6月获得专利为端到端和端到基础设施的通信网络提供无线业务消息存储 转发的系统和方法”[14]。该专利提出了一种实现不在彼此传输范围内的移动节点和无无线网格网关键技术及其应用研究 一、引言 随着人们对网络通信需求的不断提高，人们希望不论何时、何地、与何人都能够进行快 速、准确的通信，为了提高工作效率，并且克服现有通信系统的缺点，达到通信的“无 所不在”，最近，人们提出了一种新型的宽带无线网络结构无线网格网(WMN)［1，2］。 WMN 是移动 Ad Hoc 网络的一种特殊形态，它的早期研究均源于移动 Ad Hoc 网络的研 究与开发。它是一种高容量高速率的分布式网络，不同于传统的无线网络，可以看成是 一种 WLAN 和 Ad Hoc 网络的融合，且发挥了两者的优势，作为一种可以解决“最后一 公里”瓶颈问题的新型网络结构。WMN被写入了IEEE802.16（即World Interoperability for Microwave Access，WiMax）无线城域网（Wireless Municipal Area Network，WMAN） 标准中。 WMN 技术作为一项能够实现灵活组网的技术以及它本身的诸多优势必将给无线宽带领 域带来重大变革。 二、无线网格网的研究现状 2004 年 1 月，IEEE802.11 Working Group 正式专门成立了网格研究组（Mesh Study Group），同年 3 月又成立了网格任务组（Mesh Task Group），标志着 WMN 技术正式迈 上了广泛标准化道路。另外，其他标准如 802.15.3a、802.15.4 和专用短程通信（Dedicated Short Range Communications，DSRC）也开始探索如何通过网格嵌入式设备来改进其现 有技术，IEEE802.16 已经将网格技术纳入其 MAC 层协议标准中［3］。 1.应用基础理论与技术研究 近 10 来，包括移动 Ad Hoc 网络和 WMN 在内的许多研究，已经取得了众多成果，主要 有以下方面：①路由协议的研究。协议的核心是适应网络无中心控制和网络时变的特征； ②媒体接入控制（MAC）协议的研究。主要是解决隐藏终端和提高接入能力等问题， 如 MACA 协议、控制信道和数据信道分裂的双信道方案和基于定向天线的 MAC 协议 等［4，5，6］；③在网络连接性方面，主要的背景是无线传感器网络，探讨问题的核心 是节点密度与分布问题［7~11］；④在多播/组播协议、TCP 协议、地址和带宽等网络资 源分配、功率（节能）控制、安全性问题、分布式算法、QoS 等方面有一些研究成果， 但各部分的数量相对较少［6］；⑤一些针对 WMN 的协议和系统仿真与实验研究有了一 些新的结果［12，13］。在短距离 Ad Hoc 网络的构建上，最近一些学者正在研究蓝牙散 射网关键技术［4，5］。 2.专利技术 与 WMN 相关的专利目前主要掌握在一些美国公司及研究机构手中。例如 MeshNetworks 公司 2002 年 6月获得专利“为端到端和端到基础设施的通信网络提供无线业务消息存储 转发的系统和方法”［14］。该专利提出了一种实现不在彼此传输范围内的移动节点和无