無(wú)線Mesh 網(wǎng)絡(luò)是一種與傳統(tǒng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)完全不同的網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)的無(wú)線接入技術(shù)中，主要采用點(diǎn)到點(diǎn)或者點(diǎn)到多點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中一般都存在一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)，例如移動(dòng)通信系統(tǒng)中的基站、802.11無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）中的接入點(diǎn)（AP）等等。中心節(jié)點(diǎn)與各個(gè)無(wú)線終端通過(guò)單跳無(wú)線鏈路相連，控制各無(wú)線終端對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的訪問(wèn)；同時(shí)，又通過(guò)有線鏈路與有線骨干網(wǎng)相連，提供到骨干網(wǎng)的連接。而在無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)中，采用網(wǎng)狀Mesh拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，是一種多點(diǎn)到多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在這種Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過(guò)相鄰其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，以無(wú)線多跳方式相連。

在WMN中包括兩種類型的節(jié)點(diǎn)：無(wú)線Mesh路由器和無(wú)線Mesh用戶端。WMN的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)根據(jù)節(jié)點(diǎn)功能的不同分為3類：骨干網(wǎng)Mesh結(jié)構(gòu)、客戶端Mesh結(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu)。

骨干網(wǎng)Mesh結(jié)構(gòu)是由Mesh路由器網(wǎng)狀互連形成的，無(wú)線Mesh骨干網(wǎng)再通過(guò)其中的Mesh路由器與外部網(wǎng)絡(luò)相連。Mesh路由器除了具有傳統(tǒng)的無(wú)線路由器的網(wǎng)關(guān)、中繼功能外，還具有支持Mesh網(wǎng)絡(luò)互連的路由功能，可以通過(guò)無(wú)線多跳通信，以低得多的發(fā)射功率獲得同樣的無(wú)線覆蓋范圍。

客戶端Mesh結(jié)構(gòu)是由Mesh用戶端之間互連構(gòu)成一個(gè)小型對(duì)等通信網(wǎng)絡(luò)，在用戶設(shè)備間提供點(diǎn)到點(diǎn)的服務(wù)。Mesh網(wǎng)用戶終端可以是手提電腦、手機(jī)、PDA等裝有無(wú)線網(wǎng)卡、天線的用戶設(shè)備。這種結(jié)構(gòu)實(shí)際上就是一個(gè)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)，可以在沒(méi)有或不便使用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的情況下提供一種通信支撐。

Mesh客戶端可以通過(guò)Mesh路由器接入骨干Mesh網(wǎng)絡(luò)形成Mesh網(wǎng)絡(luò)的混合結(jié)構(gòu)，如圖1所示，其中虛線和實(shí)線分別表示無(wú)線和有線連接。這種結(jié)構(gòu)提供與其他一些網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的連接，增強(qiáng)了連接性，擴(kuò)大了覆蓋范圍。

無(wú)線mesh網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

1 網(wǎng)絡(luò)部署速度快，無(wú)需復(fù)雜配置

2 網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定，任意節(jié)點(diǎn)壞了不影響其他設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸

3 網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍大，可通過(guò)增加節(jié)點(diǎn)的方式擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)范圍

缺點(diǎn)：

1 延遲，由于每次轉(zhuǎn)發(fā)都需要一定延遲，多次轉(zhuǎn)發(fā)之后延遲較高，因此在視頻監(jiān)控的實(shí)時(shí)性要求較高的領(lǐng)域一般用winet等cofdm調(diào)制的無(wú)線mesh網(wǎng)絡(luò)

2 網(wǎng)絡(luò)容量，由于mesh網(wǎng)絡(luò)存在轉(zhuǎn)發(fā)，每次轉(zhuǎn)發(fā)之后速率都會(huì)降低，因此需要限制每個(gè)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，所以mesh網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量盡量不要太多，否則會(huì)影響業(yè)務(wù)質(zhì)量

無(wú)線mesh網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)

無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)由無(wú)線Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)發(fā)展而來(lái)。Ad-hoc網(wǎng)是一種多跳的、無(wú)中心的、自組織無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，又稱為多跳網(wǎng)（Multi-hop Network）、無(wú)基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)（Infrastructureless Network）或自組織網(wǎng)（Self-organizing Network），整個(gè)網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有固定的基礎(chǔ)設(shè)施，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是移動(dòng)的，并且都能動(dòng)態(tài)地保持與其它節(jié)點(diǎn)的聯(lián)系。移動(dòng) Ad-hoc 網(wǎng)絡(luò)因其具有不依賴基礎(chǔ)設(shè)施、高動(dòng)態(tài)、多跳、易于組建等特點(diǎn)，已得到人們的普遍關(guān)注，尤其適用于某些特殊環(huán)境或應(yīng)急通信中，如戰(zhàn)場(chǎng)推進(jìn)中的部隊(duì)通信以及發(fā)生地震、水災(zāi)后的營(yíng)救等場(chǎng)合，同時(shí)也可為已有的無(wú)線、有線網(wǎng)絡(luò)提供多跳擴(kuò)展。在這種網(wǎng)絡(luò)中，由于終端無(wú)線覆蓋范圍的有限性，兩個(gè)無(wú)法直接進(jìn)行通信的用戶終端可以借助其它節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分組轉(zhuǎn)發(fā)，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)是一個(gè)路由器，它們能完成發(fā)現(xiàn)以及維持到其它節(jié)點(diǎn)路由的功能。如圖1所示，節(jié)點(diǎn)N4若想要與N1之間進(jìn)行通訊，雖然它們之間因?yàn)榫嚯x較遠(yuǎn)無(wú)法直接通訊，但可以通過(guò)中繼節(jié)點(diǎn)N3、N2的轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)行通訊。

圖 1 無(wú)線Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)示意圖

無(wú)線mesh網(wǎng)絡(luò)

無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)繼承了無(wú)線Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)無(wú)中心、無(wú)基礎(chǔ)設(shè)施、多跳、自組織的特點(diǎn)，并且發(fā)展出了新的架構(gòu)以適應(yīng)其主要目的——提供IP寬帶接入。無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)由Mesh路由器和Mesh客戶端兩種節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，其架構(gòu)可以分為三種類型：

1） 骨干網(wǎng)架構(gòu)（Infrastructure/Backbone WMNs）

骨干網(wǎng)架構(gòu)由Mesh路由器組成，為客戶端提供IP寬帶接入，如圖2所示。無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的骨干網(wǎng)可以用多種無(wú)線電技術(shù)來(lái)構(gòu)造，其中也包括IEEE 802.11的相關(guān)技術(shù)。Mesh骨干網(wǎng)是一個(gè)可以進(jìn)行自配置和自愈合的網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)Mesh路由器的網(wǎng)關(guān)功能與因特網(wǎng)相連，普通客戶端和已有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)Mesh路由器的網(wǎng)關(guān)或中繼功能接入無(wú)線Mesh骨干網(wǎng)絡(luò)中。

圖2 無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)骨干網(wǎng)架構(gòu)示意圖

2） 客戶端架構(gòu)（Client WMNs）

客戶端架構(gòu)由Mesh客戶端組成，在用戶設(shè)備間提供點(diǎn)到點(diǎn)的無(wú)線服務(wù)，如圖3所示，客戶端組成一個(gè)能提供路由和配置功能的網(wǎng)絡(luò)，支持用戶的終端應(yīng)用。由于組成網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)不需要具有網(wǎng)關(guān)或中繼功能，所以不需要Mesh路由器，單獨(dú)的客戶端Mesh結(jié)構(gòu)可以被看作是一個(gè)由客戶端組成的無(wú)線Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)。

圖3 無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)客戶端架構(gòu)示意圖

3） 混合架構(gòu)（Hybrid WMNs）

混合架構(gòu)是上述兩種架構(gòu)的結(jié)合，如圖4所示，Mesh客戶端可以通過(guò)Mesh路由器實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的訪問(wèn)，同時(shí)也可以與其他Mesh客戶端組成一個(gè)Mesh網(wǎng)絡(luò)。由Mesh路由器組成的骨干網(wǎng)為客戶端提供了與其它一些網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的連接，如因特網(wǎng)、WLAN、WiMax、蜂窩和傳感器網(wǎng)絡(luò)等，同時(shí)在這種無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，可以利用客戶端的路由能力為無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)連接性、擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍。

圖4 無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)混合架構(gòu)示意圖

在混合架構(gòu)下，無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)具有如下特性：

支持ad hoc網(wǎng)絡(luò)，并且具有自組織、自愈合的能力

是一種無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)，但同時(shí)也有由Mesh路由器所組成的骨干網(wǎng)架構(gòu)

Mesh路由器較少移動(dòng)并承擔(dān)路由的主要職責(zé)，這樣大大減輕了Mesh客戶端以及其他非Mesh終端的壓力

對(duì)終端的移動(dòng)性有較好的支持

Mesh路由器兼容各種不同的網(wǎng)絡(luò)，不論無(wú)線網(wǎng)絡(luò)還是有線網(wǎng)絡(luò)，因此可以提供多種網(wǎng)絡(luò)的接入。

對(duì)Mesh路由器和Mesh客戶端的能量功耗限制時(shí)不同的

無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)并不是一個(gè)孤立的網(wǎng)絡(luò)，其需要與其他無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)作。