讓無線網格網隨無線一起并肩前行
無線技術正在一步步的貼近人們的生活,其技術已經非常的成熟,作為無線技術的一種,無線網格網也伴隨著無線網的發展而前行,首先讓大家了解下無線網格網的現狀,然后全面介紹應用基礎理論與技術。
隨著人們對網絡通信需求的不斷提高,人們希望不論何時、何地、與何人都能夠進行快速、準確的通信,為了提高工作效率,并且克服現有通信系統的缺點,達到通信的“無所不在”,最近,人們提出了一種新型的寬帶無線網絡結構無線網格網(WMN)。WMN是移動Ad Hoc網絡的一種特殊形態,它的早期研究均源于移動Ad Hoc網絡的研究與開發。它是一種高容量高速率的分布式網絡,不同于傳統的無線網絡,可以看成是一種WLAN和Ad Hoc網絡的融合,且發揮了兩者的優勢,作為一種可以解決“***一公里”瓶頸問題的新型網絡結構。WMN被寫入了IEEE802.16(即World Interoperability for Microwave Access,WiMax)無線城域網(Wireless Municipal Area Network,WMAN)標準中。WMN技術作為一項能夠實現靈活組網的技術以及它本身的諸多優勢必將給無線網格網寬帶領域帶來重大變革。?
無線網格網的研究現狀
2004年1月,IEEE802.11 Working Group正式專門成立了網格研究組(Mesh Study Group),同年3月又成立了網格任務組(Mesh Task Group),標志著WMN技術正式邁上了廣泛標準化道路。另外,其他標準如802.15.3a、802.15.4和專用短程通信(Dedicated Short Range Communications,DSRC)也開始探索如何通過網格嵌入式設備來改進其現有技術,IEEE802.16已經將網格技術納入其MAC層協議標準中。
1.應用基礎理論與技術研究
近10來,包括移動Ad Hoc網絡和WMN在內的許多研究,已經取得了眾多成果,主要有以下方面:①路由協議的研究。協議的核心是適應網絡無中心控制和網絡時變的特征;②媒體接入控制(MAC)協議的研究。主要是解決隱藏終端和提高接入能力等問題,如MACA協議、控制信道和數據信道分裂的雙信道方案和基于定向天線的MAC協議等;③在網絡連接性方面,主要的背景是無線網格網傳感器網絡,探討問題的核心是節點密度與分布問題;④在多播/組播協議、TCP協議、地址和帶寬等網絡資源分配、功率(節能)控制、安全性問題、分布式算法、QoS等方面有一些研究成果,但各部分的數量相對較少;⑤一些針對WMN的協議和系統仿真與實驗研究有了一些新的結果。在短距離Ad Hoc網絡的構建上,最近一些學者正在研究藍牙散射網關鍵技術。
2.專利技術
與WMN相關的專利目前主要掌握在一些美國公司及研究機構手中。例如MeshNetworks公司2002年6月獲得專利“為端到端和端到基礎設施的通信網絡提供無線網格網業務消息存儲轉發的系統和方法”。該專利提出了一種實現不在彼此傳輸范圍內的移動節點和無線網格網基礎設施部件間進行無線通信的系統和方法,基本思想是利用了中間移動節點所具有的存儲轉發信息的能力。2004年4月,該公司獲得專利“無線端到端Ad Hoc網絡路由中對IP地址到MAC地址映射及所存在網關的自動配置和發現的系統和方法”。該專利的主要思想是采用一個Hash函數將IP地址變換為一個6字節的MAC地址,并附加在路由廣播中主動傳輸給其他節點。此外,摩托羅拉公司在2003年10月獲得專利“在Ad Hoc網格網絡中提高服務效率的方法和設備”,其中涉及在WMN中增強業務有效性的通信系統與設備。Caly公司于2002年3月獲得專利“網格無線網絡中包數據通信協議”,其中主要涉及網格無線網絡節點之間包數據的通信方法。
3.應用系統集成
近年來,由于無線網格網數據通信需求的推動,加上半導體、計算機等相關電子技術領域的快速發展,短距離無線網格網通信技術也經歷了一個快速發展的階段,WLAN技術、藍牙技術、移動Ad Hoc網絡技術和超寬帶(Ultra-Wide Band,UWB)技術等取得了令人矚目的成就。一般認為,未來的4G系統網絡是各種不同網絡拓撲結構的集成,其中包括未來的蜂窩移動通信網絡、衛星網絡、公共電話交換網絡、WLAN、移動Ad Hoc網絡等,這些網絡均集成到因特網骨干網或通過WMN集成到因特網中,而WMN可看作“因特網的無線版”。可見,WMN將是未來無線網格網通信領域重大技術革新。