摘要：无线Mesh网技术是一种新的无线网络技术，其核心是任何无线设备节点都可以同时作为接入点(AP)和路由器，网络中的每个节点都可以发送和接收信号，每个节点都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信。无线Mesh网中需要考虑完成通信的多跳过程中产生的数据传输可靠性的保障问题。使用第三代合作伙伴计划(3GPP)的系统架构中提出的混合自动重传请求(HARQ)和自动重传请求(ARQ)功能，可以对多跳链路数据可靠传输进行保障。其中针对HARQ提出了逐跳和端到端两种方法，而对于ARQ功能除了逐跳和端到端两种方法外还增加了最后一跳的保障机制。从协议栈构架设计的角度，根据HARQ和ARQ机制提出了3种解决方法:分层机制、RelayARQ机制、多跳ARQ机制。
关键词：混合自动重传请求；自动重传请求；多跳；无线网状网
Abstract:ThewirelessMeshis a newly developed wireless network. Its most important character is that all wireless components work not only as Access Points (AP) but also as routers. In the network, every node can send and receive the information and communicate with one or several other peer nodes. But in this process of multi-hop communications, the reliability of data transmission must be considered. Hybrid Automatic Repeat Request (HARQ) and Automatic Repeat Request (ARQ) used in Third Generation Partnership Program (3GPP) system are suggested as solutions for reliable transmission of data in multi-hop links. For HARQ, hop-by-hop and edge-to-edge methods are used; for ARQ, besides edge-to-edge and hop-by-hop, the last hop guarantee mechanism is also applied. According to the protocol structure design, there are three solutions namely, layered mechanism, Relay ARQ mechanism and multi-hop ARQ mechanism.
Keywords:HARQ;ARQ;multi-hop; wireless mesh network
无线Mesh网络也称为“多跳”网络，它是一种与传统无线网络完全不同的新型无线网络。在无线Mesh网络中，任何无线设备节点都可以同时作为接入点(AP)和路由器，网络中的每个节点都可以发送和接收信号，每个节点都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信。如果最近的AP由于流量过大而导致拥塞的话，那么数据可以自动重新路由到一个通信流量较小的邻近节点进行传输。依此类推，数据包还可以根据网络的情况，继续路由到与之最近的下一个节点进行传输，直到到达最终目的地为止。
无线Mesh是一种非常适合于覆盖大面积开放区城(包括室外和室内)的无线区域网络解决方案。无线Mesh网络的特点是：由一组呈网状分布的无线AP构成，AP均采用点对点的方式通过无线中继链路互联，将基本的无线局域网(WLAN)中的无线“热点”扩展为真正大面积覆盖的无线“热区”[1]。
考虑到未来的移动通信系统中，基站(BS)和中继站(RS)采用无线Mesh网络架构，用户(UT)与基站(BS)间的通信可能是多跳的，这就需要有相应的链路可靠性保障策略使数据能够正确地到达对端。在3G和3G的长期演进 (LTE)系统中数据链路的可靠性是由混合自动重传(HARQ)和自动重传(ARQ)来保障的。如果Mesh中的节点是3GPP系统中节点的演进，那么可以通过改进HARQ或ARQ机制来完成Mesh架构下多跳链路的数据可靠性传输。
1 3GPP系统中的传输保障机制
3GPP系统中由媒体接入控制(MAC)层的HARQ和无线链路控制(RLC)层的ARQ共同完成了无线链路中数据传输的可靠性保障[2]。
1.1ARQ
发送方将要发送的数据包附加一定的冗余纠错码一并发出，接收方则根据纠错码对数据包进行差错检测，若发现错误就返回无确认(NACK)，发送方收到NACK后，便重新传送该数据。
1.2HARQ
HARQ[3]是一种链路自适应技术，它组合了前向错误控制(FEC)原理，在接收方解码失败的情况下，可以保存接收到的数据，并要求发送方重传数据。在HARQ中，链路层的信息用于重传判决，HARQ能够自动地适应信道条件的变化并且对测量误差和时延不敏感。自适应调制编码(AMC)和HARQ二者结合起来可以得到最好的效果——AMC提供粗略的数据速率选择而HARQ可以根据数据信道条件对数据速率进行较精细的调整。FEC原理包括了递增冗余(每次重传包括了更多的奇偶校验位)和跟踪组合(同样的数据块将被完全重传)。
1.3ARQ和HARQ的互操作
在HARQ辅助的ARQ操作中，ARQ通过从HARQ处得到的信息了解传输块(TB)的传输状态。如果HARQ检测出TB传输失败，即达到HARQ的最大重传上限，那么相关的ARQ传输实体被通知并触发重新分段和重传。
2 无线Mesh网的传输保障机制
无线Mesh网中的数据传输可靠性保障机制，其与传统网络中的可靠性保障机制的主要区别在于其传输链路可能是多跳的。这样无线Mesh网络数据传输的可靠性就可以简单地归结于多跳链路中数据传输的可靠性问题。下面我们还是根据单跳网络下数据传输可靠性的保障策略来解决多跳的情况。
2.1HARQ
多跳网络下HARQ[4]可简单的分为两大类：逐跳的HARQ，对每跳都进行HARQ，见图1；端到端的HARQ，在数据传输的两端进行HARQ，见图2。
