淺析WMN的組網技術
無線網絡的帶寬有限,復雜的時變信道特性以及開放的通信環境,導致節點的信號互相干擾,要提供保證服務質量的服務,必須采用有效的網絡管理和組網技術,提高鏈路容量和網絡傳輸效率。WMN的組網技術包含了幾個主要的方面:網絡配置和部署,功率控制,移動性管理和接入控制,以及路由協議設計等。
網絡配置和部署
為了使WMN具備良好的可擴展性、容錯性、自調節能力,大的覆蓋范圍和網絡容量,需要對網絡配置和部署進行研究。首先,需要對移動性較弱,組成骨干網的Mesh路由器的部署位置進行規劃,一方面在保證不出現信號覆蓋盲區的前提下,需要的Mesh路由器需要量盡可能地低以降低成本;另一方面,在熱點區域,提供多條路徑以增加用戶接入數。可以結合多入多出(MIMO)和方向性天線技術等來進一步提高網絡傳輸能力。
Mesh路由器能提供各種異構網絡的接入服務,因此,如何分配Mesh路由器的多個無線接口以保證各個網絡之間的連通性,是WMN應該解決的問題。此外,在WMN中,采用多信道的方法可以用來增加網絡的吞吐量,但在無線多跳的環境下,多信道的通信方式也面臨更多的亟待解決的問題:有文獻中提到多信道WMN在信道間分布式業務分配,信道協調使用及廣播支持等方面存在著問題,并對多信道有關協議進行了設計和實現。
功率控制
在WMN中,對Mesh路由器雖然沒有能量限制,但也需要功率控制,目的是保證WMN的連通性,控制網絡干擾,提高頻率復用率。適當的傳輸功率可以減小無線信道信號間干擾,提高頻譜復用效率。
與Mesh路由器不同,Mesh客戶端一般是移動節點,節點的能量有限。因此,設計網絡協議需要考慮功率的有效性。比如,一些Mesh客戶端可能是IP電話或者是一個傳感器,因此,功率效率是要考慮的一個因素。對于一些WMN應用,實現功率控制將優化網絡的連接性,提高網絡性能。
移動性管理和接入控制
WMN移動性管理包含兩方面的含義:
位置管理和移動切換管理。位置管理主要用于解決位置注冊,而移動切換管理包括切換初始化,建立新連接??無縫連接服務。在蜂窩網中,移動性管理由基站,移動交換中心和位置數據庫進行集中式管理;而在Ad hoc網絡中,移動性管理與路由協議緊密結合,可看作是一種分布式的方案。
WMN因同時具有多跳和移動性低的特點,其移動性管理需要充分結合上述兩種網絡的移動性管理技術。接入控制是指保證用戶使用各種無線傳輸技術,均可以有效接入WMN;尤其是在局部熱點地區,當節點數量較多、負載較重的情況下,如何控制新節點的接入來保證已接入節點的服務質量。
路由協議設計
WMN采用多跳中繼實現網絡接入,這使得路由協議設計可以參考Ad hoc網絡的路由協議設計方法。但與之相比,兩者還存在差別。一方面,Ad hoc網絡由AP、Mesh路由器、網關等構成的,節點的移動性相對較弱;另一方面,WMN中的大部分數據業務都是用戶節點發送給網關節點,而Ad hoc網絡主要提供節點到節點之間的業務傳輸模式,此外,在功耗限制方面要求相對較弱。此外,研究WMN的路由協議,也可以參考在因特網中所采用的路由技術,例如自治域內和域外使用不同的路由協議。
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