无线网格网（WMN，Wireless Mesh Network）关键技术概览

无线网格网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。

５.１、正交分割多址接入（QDMA）技术

QDMA技术是专门为广域范围内通信的最优化以及移动网格网系统设计的。它起源于军事领域，是为了在特殊环境或紧急状况下提供可靠的通信方式。QDMA技术使用直接序列扩频（DSSS）调制技术，工作在2.4 GHz的ISM频段上。由于它在MAC子层使用多信道方式（3个数据信道和1个控制信道），因此，与单个信道相比更能适用于高密度的WMN终端设备。QDMA技术提供一个高性能的射频前端，这种前端含有类似于多抽头Rake接收机（一般用于蜂窝网络）的功能和一种克服射频环境快速变化的公平算法。

QDMA可在较广的移动通信范围内提供较强的纠错能力，同时增强的抗干扰能力和信号的灵敏度可使基于QDMA技术的通信网络提供达到250 mph的移动速度，而在实际多址环境应用中的IEEE802.11协议只能达到20 mph。目前QDMA数据传输的范围达到1 600 m，而802.11b只有20~50 m。除了通信的范围和速率外，QDMA更独特的是内置的定位技术能够对通信设备进行精确定位而不依赖于全球定位系统（GPS），误差不超过10 m［18,19］。

５.２、隐藏终端问题处理技术

由于WMN采用无线传输媒质，因此它与其他无线传输网一样，不可避免地存在隐藏终端和暴露终端问题。由于无线媒质的特殊性，隐藏终端问题都可能发生，都会导致信号碰撞的发生。目前可通过IEEE802.11中的RTS/CTS协议（请求发送/允许发送协议）来避免，但并不能完全解决隐藏终端和暴露终端问题。尽管通过握手机制可以减少隐藏终端问题中冲突的概率和时间，但仍存在节点之间控制报文的冲突，而且不能解决暴露终端问题。事实上，WMN可看作简化的Ad Hoc网络，因此可根据Ad Hoc网络中的一些已有的成熟的方案来解决隐藏终端和暴露终端问题［4，20］。

５.３、路由技术

WMN的多跳无线网具有动态拓扑的特点，因此对它的路由协议就存在很多要求。WMN的路由协议可以参考Ad Ｈoc网络现有的一些路由协议。Ad Hoc网络的路由协议大致可以分为先验式（Proactive）路由协议、反应式（Reactive）路由协议以及混合式路由协议。目前几种典型的路由算法有：DSDV（目的序列距离矢量路由协议）、DSR（动态源路由协议）、TORA（临时按序路由算法）和AODV（Ad Hoc按需距离矢量路由协议）［4，21］。最近，微软公司提出了一种多无线收发器、多跳无线网络的路由协议MR-LQSR，主要思想是在DSR协议的基础上采用最大吞吐量准则，已经开始考虑WMN的特征［12］。

５.４、正交频分复用（OFDM）技术

WMN物理层可以采用正交频分复用（OFDM）技术。OFDM技术是将高速的数据流通过串/并变换，分配到传输速率相对较低的若干个正交子信道中，在每个子信道上进行窄带调制和传输，这样减少了子信道之间的相互干扰。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的频率选择性衰落是平坦的，大大消除了符号间干扰。所采用的数字信息调制有时间差分移相健控（TDPSK）和频率差分移相键控（FDPSK），以快速傅里叶变换（IFFT和FFT）算法实施数字信息调制和解调功能。由于无线信道的频率选择性，所有的子信道不会同时处于深的衰落中，因此可以通过动态比特分配以及动态子信道分配的方法，利用信噪比高的子信道提升系统性能。由于窄带干扰只能影响一小部分子载波，因此OFDM系统在某种程度上能抵抗这种干扰。OFDM结合分集、时空编码、干扰和信道间干扰抑制以及智能天线技术，最大程度提高系统性能，使WMN性能得到进一步优化。

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