802.16的Mesh模式调度架构特点

        802.16，宽带无线接入的一堆标准，定义了到物理层和Mac层，发现Mac层的逼格比802.11要稍显高上。
对于研究mesh接入架构的必须一窥究竟啊！
        首先搞清楚802.16调度的资源是时隙，也就是时间片，也就是说Mac层来设计一种架构、算法为每个接入节点分配时隙供其使用来传输数据，也就是各接入节点要获取的是数据时隙这个信道资源。
        然后说下802.16的支持的几种业务模式，PMP(Point to Multi-Point)、Mesh、MMR（Mobile Multi-hop Relay），PMP就是类似广播的形式，MMR是为了适应移动性和兼容PMP而添加一种中继节点从而构成的工作模式，在12年802.16m（MMR模式、OFDM1、MIMO）被ITU批准为4G的一个标准（怎么感觉我手机上没有用到呢？）。
        所以mesh只是802.16的一种业务模式。
        那么如何调度呢，不外乎集中式、分布式两种了。
        集中式就是有一个基站节点BS负责收集信息，其它用户节点向BS请求资源，BS对用户节点SS统筹分配资源。分布式是所有节点是平等，靠自己和其它节点的交互来搞定自己的资源获取。
        所以可以看出，一般来说集中式架构是比较好设计的，分清了职责，但是也有它的问题，比如两个用户节点明明可以直接通信，但集中式中可能就非得通过BS和其它SS来中转，好耽误时间和资源啊。而分布式架构解决了这个问题，分布式架构中，每个节点即使BS又是SS，可以自己决定如何调度资源、如何选路，缺点是算法复杂以及碰撞、饿死、扩展等一些分布式常见的问题。
        所以802.16的mesh就博采众长，既有集中式又有分布式，好神奇，如何实现呢？居然是将数据时隙之前的控制时隙分成两部分，前面一部分用来作为集中式控制帧，后一部分用来作为分布式控制帧。
        在决定各ss如何分配时隙时，首先要广播自己及收集周围邻居SS节点的需求信息（其实为了避免碰撞，是要同两跳范围邻居节点进行竞争的），这个过程就是控制协议的交互。
        集中式是BS来组建一个树形的拓扑然后将该路由树广播出去，每个节点知道了自己的父节点和子女节点就可以进行逐级向BS传递带宽需求，然后BS来统一分配，这个结构比较清晰没什么可讲的。
       分布式分为协作分布式和非协作分布式。非协作分布式其实跟802.11s中的CSMA的碰撞避退机制有点类似，主要用于突发数据的传输，碰撞几率较大，有兴趣可以看下我之前总结的一篇802.11相关的文章。协作分布式比较有趣，我都有点佩服设计者的思维了，我们知道CSMA是用来告知我将要占用的数据传输时间范围，而在802.16Mesh模式协作分布式调度机制这里，用了类似CSMA的一种选举（MeshElection）的机制来告知我将要占用的控制时隙，而没有碰撞的控制时隙才会用来协商将要占用的数据时隙，采用的是三次握手机制，即A请求B、B授予、A接受，感觉设计者肯定是为了想避免802.11中比较容易出现的控制协议碰撞问题，这种思路有点像ZIP压缩算法中的对码元压缩之后的数据再被压缩这种往死里整的做法，哎，这个世界往往只有偏执性人格才能做出牛叉的事情啊！
        这里有必要说一下MeshElection的算法，其实在本节点竞争一个控制时隙时，他的竞争者是两跳范围内的所有邻居节点，在本节点获取一个控制时隙后，Mac层采用了一种指数避退的方法制定可以竞争的下一个控制时隙的范围，而对这个范围内的每个时隙，肯定不止本节点有权利竞争，那么谁可以获取到呢，就用了一种节点Id结合时隙序号的位操作随机算法得出一个数值，比较这个数值，最大对应的那个节点ID获得控制时隙，还是比较厉害吧，但是这种方式有人研究说也存在一些问题，就是可能没有节点获取某个控制时隙造成控制时隙浪费，或者某个节点一直没有获得控制时隙导致饿死，呵呵，只能说改进永无止境啊！
        关于这种MeshElection机制和三次握手的接入机制结合的效果如何，也有学者进行了数学建模和分析，我只能说，数学还是需要静下心去研究，所以现在是对硕士博士之类能写高水平Paper的人越来越佩服。