無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )層和MAC層相關(guān)研究

0 引言
Mesh網(wǎng)起源于海灣戰爭時(shí)期美國的軍事領(lǐng)域，作為一種新型的公共無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)解決方案，已經(jīng)在美國等地被廣泛用于市政、公共安全、教育、醫療、物流等領(lǐng)域。它提供持續的連接，并且當鏈路中斷或者阻塞時(shí)可以通過(guò)“多跳”的形式從一個(gè)節點(diǎn)跳到另一節點(diǎn)，直到目的地址。與其他網(wǎng)絡(luò )不同的是Mesh網(wǎng)的各個(gè)組成部分通過(guò)多跳的形式彼此連接，一般來(lái)說(shuō)這些節點(diǎn)是不移動(dòng)的(這點(diǎn)與adhoc網(wǎng)絡(luò )不同)。Mesh 網(wǎng)可以看作是adhoc網(wǎng)絡(luò )的一種。因此移動(dòng)adhoc網(wǎng)(MANet)和mesh網(wǎng)之間有緊密聯(lián)系。但移動(dòng)adhoc網(wǎng)還需要考慮各個(gè)節點(diǎn)的移動(dòng)性。

1 WMN網(wǎng)絡(luò )特點(diǎn)
無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)(WMN)是移動(dòng)adhoc網(wǎng)絡(luò )的一種特殊形態(tài)，它繼承了adhoc網(wǎng)絡(luò )的特點(diǎn)，具有自配置、自組織與自管理等特性，能以很低的發(fā)射功率提供無(wú)處不在的寬帶服務(wù)。WMN是動(dòng)態(tài)自組織自配置的網(wǎng)絡(luò )系統。其網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)能夠自動(dòng)形成類(lèi)似于adhoc一樣的網(wǎng)絡(luò )并保持網(wǎng)絡(luò )的連通。因此，WMN不僅是adhoc網(wǎng)絡(luò )的另一種形態(tài)，而且能使adhoc網(wǎng)絡(luò )更多樣化。

2 WMN中的MAC層
2．1 WMN與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的不同
WMN網(wǎng)絡(luò )的MAC協(xié)議與典型的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的MAC協(xié)議是不一樣的。WMN的MAC協(xié)議關(guān)注的是大于一跳時(shí)的通信。典型的MAC協(xié)議僅局限于單跳通信而路由協(xié)議則需考慮多跳通信的問(wèn)題。該假設使協(xié)議設計簡(jiǎn)單化。但是這種方法不適用WMN，因為在WMN內數據的發(fā)送和接收不僅受單跳節點(diǎn)的影響，兩跳甚至多跳外的節點(diǎn)都有影響。多跳無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)中的隱藏節點(diǎn)問(wèn)題就是個(gè)例子。MAC層是分布式互相協(xié)作共同完成多點(diǎn)到多點(diǎn)間的通信。在WMN網(wǎng)絡(luò )中，沒(méi)有中央控制器。 MAC功能通過(guò)分布式的
方法來(lái)完成。所以MAC協(xié)議在傳輸時(shí)能保證所有的節點(diǎn)相互協(xié)作，任何具有Mesh網(wǎng)絡(luò )功能的網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)都能與其鄰居節點(diǎn)通信。因此，在這些節點(diǎn)之間可以建立多點(diǎn)對多點(diǎn)通信。網(wǎng)絡(luò )的自組織性對MAC層來(lái)說(shuō)是必需的。
2．2 在單通道MAC層中改進(jìn)現有的MAC協(xié)議
通過(guò)提高CSMA／CA協(xié)議，人們提出了很多多跳adhoc網(wǎng)絡(luò )的MAC協(xié)議。這些方案通常都是調整CSMA／CA參數，比如調整競爭窗口的大小或者更改回退機制等。這些方案可提高單跳通信機制的吞吐量。但對于像WMN這樣的多跳網(wǎng)絡(luò )來(lái)講，那些方案并不能顯著(zhù)減少相鄰節點(diǎn)之間競爭的可能。一旦競爭頻繁發(fā)生，就不停的有回退等待的情況，由于各節點(diǎn)之間的累積效應，端到端的吞吐量會(huì )顯著(zhù)下降。