當下，無線Mesh網(wǎng)絡正應用于越來越多的領域。任何技術都需要用技術標準來規(guī)范，那么無線Mesh網(wǎng)絡技術就需要用IEEE802標準來規(guī)范。本文就為大家詳細介紹一下無線Mesh網(wǎng)絡標準，希望對大家有所幫助。

IEEE802系列中與無線Mesh網(wǎng)絡有關的標準。

1.IEEE802.11s無線Mesh網(wǎng)絡標準

IEEE 802.11在大規(guī)模應用時遇到的一個難點是系統(tǒng)的覆蓋能力有限，WLAN受發(fā)射功率的限制，覆蓋范圍一般在100 m范圍內。為了擴大網(wǎng)絡的覆蓋范圍，通常通過增加AP的辦法來實現(xiàn)，但這種方法增加了公眾網(wǎng)的建設成本。無線Mesh網(wǎng)絡作為一種新的組網(wǎng)技術為解決上述問題提供了新的途徑。

IEEE802.11s任務組，主要研究支持無線分布式系統(tǒng)(WDS)的協(xié)議，為WMN定義媒體接入控制(MAC)層和物理層協(xié)議，以實現(xiàn)WLAN在多個AP之間通過自配置多跳的方式組網(wǎng)，提高WLAN的覆蓋范圍。WDS是802.11網(wǎng)絡的一部分，用來作中繼橋接的功能，可以讓無線AP之間通過無線進行橋接(中繼)，同時不影響其無線AP覆蓋的功能。支持WDS技術的無線AP或無線路由器具有混合的無線局域網(wǎng)工作模式，可以支持點對點、點對多點的數(shù)據(jù)傳輸[2]。

IEEE 802 .11s提出了無線Mesh網(wǎng)絡的參考體系結構。Mesh媒體接入?yún)f(xié)調功能組件(MMACFC)位于物理層之上、Mesh路由組件之下，負責有效的競爭接入和WMN中多跳節(jié)點間數(shù)據(jù)包發(fā)送接收的調度。當安全的Mesh鏈路建立以后，Mesh節(jié)點需要與其他Mesh節(jié)點協(xié)調以解決競爭和共享無線媒體的問題，來保證該節(jié)點本身及其他節(jié)點的數(shù)據(jù)包通過多跳的WMN有效轉發(fā)。直觀上看，MMACFC等同于802.11 WLAN中的分布式協(xié)調功能(DCF)或802.11e中增強的分布式信道接入機制(EDCA)。對DCF或EDCA加以必要的改進，可高效地工作于多跳Mesh網(wǎng)絡中。MMACFC需要解決的問題有：隱藏終端問題、暴露終端問題、在多跳Mesh路徑上從源節(jié)點到目的節(jié)點的流量控制、在多跳轉發(fā)路徑上的有效調度、對多跳多媒體業(yè)務(視頻或語音)分布式允許接入控制、分布式保證服務質量(QoS)的業(yè)務管理、本地業(yè)務和轉發(fā)業(yè)務的有效處理、不同網(wǎng)絡環(huán)境下的可升級性、Mesh節(jié)點間信道工作接入的調度、使用多信道提高Mesh網(wǎng)絡的性能等[3]。

IEEE802.11s的目標是突破傳統(tǒng)AP功能上的限制，使之具有Mesh路由器的功能，業(yè)務流轉發(fā)給鄰近的AP進行的多跳傳輸。這種方式決定了WMN具有較高的可靠性、較大的伸縮性和較低的投資成本等特點。這樣，在新的WLAN架構中，WLAN的AP自動形成WLAN的WMN骨干網(wǎng)[4]。IEEE 802.11 Mesh網(wǎng)絡可以是骨干網(wǎng)Mesh結構，也可以是客戶端Mesh結構?？蛻舳薓esh結構中，所有設備工作在WLAN 的Ad hoc網(wǎng)絡模式下，WMN通過自動配置實現(xiàn)節(jié)點間的互聯(lián)，擺脫了以往對AP的依賴。

2.IEEE802.15無線Mesh網(wǎng)絡標準

IEEE 802 .15標準簇主要針對無線個域網(wǎng)開發(fā)的，主要定義了WPAN的物理層和MAC層。目前，802. 15. 1—802. 15. 3 本質上均不能直接支持網(wǎng)狀網(wǎng)絡結構，而只是點到多點方式下的微微網(wǎng)結構，但散射網(wǎng)已經有了WMN 的雛形[5]。

IEEE802.15.4標準的研究定位于低數(shù)據(jù)速率、長電池壽命要求的應用設備，為WPAN提供綜合的網(wǎng)絡解決方案。ZigBee協(xié)議是運行在IEEE802.15.4的MAC和物理層以上的高層協(xié)議，它的網(wǎng)絡層明確定義了3種網(wǎng)絡拓撲結構，星形、簇形和Mesh結構。在Mesh結構中，網(wǎng)絡中的所有無線節(jié)點都相同，可以直接互相通信，每一次網(wǎng)絡都會選擇一條或者多條路由進行多跳傳輸，將所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息傳給中心節(jié)點。Mesh網(wǎng)的每個節(jié)點都有多條路徑到達中心節(jié)點，因此它的容故障能力較強，而且這種多跳系統(tǒng)以多跳代替了單跳的傳輸距離，減小了源節(jié)點所需要的發(fā)送功率。

IEEE 802.15.5目前還在開發(fā)中，定位于WMN的MAC層，不需要ZigBee或IP路由支持，它繼承了802.15.1—802.15.4的一些基本思想，但完全支持Mesh結構。在802.15.5標準中，Mesh網(wǎng)絡被定義為一個個域網(wǎng)(PAN)，有兩種組網(wǎng)方式：全網(wǎng)狀拓撲和部分網(wǎng)狀拓撲。在全網(wǎng)狀拓撲結構中，每一個節(jié)點直接與其他任何一個節(jié)點相連；在部分網(wǎng)狀拓撲結構中，只有部分節(jié)點與其他所有節(jié)點相連，而其他節(jié)點則只是與交換較多數(shù)據(jù)的節(jié)點相連。802.15.5標準主要涉及的問題包括：碰撞避免的信標調度策略、路由算法、分布式安全問題、能效操作模式、對于網(wǎng)狀節(jié)點和網(wǎng)狀PAN 移動性的支持等。#p#

3.IEEE802.16無線Mesh網(wǎng)絡標準

IEEE802.16標準定義了無線城域網(wǎng)空中接口規(guī)范，為無線城域網(wǎng)(WMAN)提供“***一公里”接入，是一種點對多點技術。鑒于無線Mesh網(wǎng)技術的不斷發(fā)展，IEEE802.16標準工作組將Mesh結構納入最近推出的IEEE802.16d/e 標準中。無線Mesh網(wǎng)絡是對IEEE802.16標準中的點到多點(P2MP)網(wǎng)絡結構的補充。網(wǎng)絡中的每個節(jié)點都與周圍鄰居節(jié)點形成多條鏈路，并且可以選擇其中的一條鏈路，用來傳輸來自本節(jié)點或其他節(jié)點的信息。這樣，連接斷開的可能性要遠低于P2MP模式。同時，隨著節(jié)點數(shù)的增加，IEEE802.16 Mesh網(wǎng)絡的健壯性加強，覆蓋范圍擴大。

IEEE802.16Mesh網(wǎng)絡支持兩種不同的物理層，支持自適應調制和編碼，因此鏈路速率隨著信道條件的變化而變化。對基于無線Mesh結構的WMAN來說，用戶站(SS)間可直接或間接通信，不必通過基站(BS)中轉。由于每個SS可以作為一個中轉站，信號是以逐跳方式傳輸?shù)?，增加了網(wǎng)絡的覆蓋范圍，當增加用戶時不必再增加BS，其拓撲結構可以動態(tài)改變。另外，Mesh系統(tǒng)可以利用地形和建筑物，使用低傳輸功率和相對短的鏈路來減少干擾。還可使用方向性天線來大大地減少干擾和傳輸功率。減少內部干擾可以增加頻率的再使用，提供頻譜利用率；減少外部干擾，可以減少保護頻帶。同時，SS之間距離的縮短減小了室外天線功率和體積，降低了SS通信設備的成本。Mesh拓撲結構在可靠性、覆蓋面積、規(guī)劃用戶和前期的低投入方面都有很好的表現(xiàn)。

另外，IEEE802.16 Mesh的集中式調度是基于時分多址(TDMA)方式的，可提供全面有效的資源利用率[6]。IEEE802.16d標準中的Mesh拓撲結構。為了支持用戶的可移動性，在IEEE802.16d的基礎上制定了新的標準IEEE802.16e。802.16e支持本地和地區(qū)的移動性，支持漫游和切換，移動速度可達到150 km/h[7]。目前，IEEE802.16工作組內新組建的Mesh Ad hoc特別委員會正在研究點到點數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹С?、信號障礙穿越等問題。WMN可使數(shù)據(jù)從一點繞過障礙物跳躍到另一點，只需少量網(wǎng)格即可帶來單個基站覆蓋范圍的大幅度改進。如果這一小組的提案得以采納，它們將成為特別任務組f著手IEEE802.16f標準的開發(fā)，將推動WiMAX獲得更大的發(fā)展[8]。

4.IEEE802.20無線Mesh網(wǎng)絡標準

IEEE802.20，即移動寬帶無線接入 (MBWA)工作組，主要研究為移動用戶開發(fā)的標準。制定802.20 標準的目的：一是兼取固定無線接人網(wǎng)絡的高數(shù)據(jù)傳輸速率和蜂窩網(wǎng)絡的高移動性之優(yōu)勢，解決固定無線接入的低移動性和高速移動業(yè)務需求增長之間的矛盾；二是實現(xiàn)低成本、隨時隨地接入，各種IP業(yè)務共存的移動寬帶無線接入網(wǎng)在全世界范圍內的配置。這個標準的頻譜利用效率很高，可以提供更高的QoS通信保障，支持在3 GHz頻帶可靠地進行高速無線數(shù)據(jù)傳輸，有望為以250 km/ h速度移動的用戶提供高達1 Mb/s的高帶寬數(shù)據(jù)傳輸，這將允許高速列車上的用戶使用視頻會議等應用[9]。

802. 20 填補了當前802. 16 的低移動性高數(shù)據(jù)速率與蜂窩網(wǎng)高移動性低數(shù)據(jù)速率之間的性能空間。IEEE802.20網(wǎng)絡是一個基于純IP的網(wǎng)絡。在室內、外環(huán)境中，802. 20均支持WMN結構。在這種網(wǎng)絡結構中，移動節(jié)點之間可以直接或間接通信，避免“三角路由”的出現(xiàn)，改善移動網(wǎng)絡性能，同時能迅速地接入主干網(wǎng)絡，為移動用戶提供快捷準確的服務[10]。