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无线Mesh技术和网络
2008年5月7日 09:47    通信世界网    评论()    
作 者:朱近康

    4  技术拓展新应用

    无线Mesh网络,尽管是在Internet网络应用较早时期发展起来的技术,目前主要针对IEEE802系列的无线接入和网络的应用,但它的网络结构和组网方法在未来无线移动通信中,仍有极大的研究价值和应用前景。

    4.13GPPLTE中的Mesh网络架构

    3GPP组织从推动3G WCDMA的标准化研究和应用开始,使以WCDMA/TD-SCDMA为基础的第3代移动通信系统不断完善和增强。3GPP在现有3G移动通信系统(UMTS)R99之后,相继推出高速数据分组接入(HSDPA)的R5、高速上行分组接入(HSUPA)的R6的标准版本。进入21世纪以来,以IEEE 802系列为代表的宽带无线接入技术和标准建议受到了广泛关注,特别是它们更高的数据速率,对移动性的支持,逐渐形成了对现有移动通信系统的竞争态势。因此,为对抗这种技术竞争和市场竞争,3GPP在2004年启动了3G长期演进(LTE)项目。LTE系统使用20 MHz带宽,空中接口峰值速率下行100 Mb/s(频谱效率5 bps/Hz)、上行50 Mb/s(频谱效率2.5 bps/Hz)。采用IP网络作为承载网,为达到简化信令流程,缩短延迟的目的,LTE舍弃了UTRAN的RNC+NodeB的基站系统结构,完全仅由增强基站(eNB)组成。LTE系统的拓扑结构如图14所示,基站之间底层采用IP传输,在逻辑上通过X2接口互相连接,是传统的Mesh型网络。这样的网络结构设计,主要用于支持用户终端在整个网络内的移动性,保证用户的无缝切换。而每个基站通过S1接口和服务网关(SGW)相连。而S1接口也采用Mesh或部分Mesh型的连接形式,实现一个基站可以和多个SGW相连,为运营商和用户不断增长的需求提供更好的支持,希望做到今后10年甚至更长时间,一直保持UMTS系统优势。

    4.2无线移动系统中的Mesh转发器

    移动通信中经常面临小区边缘间覆盖的空洞(信号弱不能稳定接收地点)和部分远端地区的接入要求,就利用直放站作简单的基站延伸,达到需要的覆盖要求。由于直放站过于简单,信号质量差,接入能力低,对周围干扰大,没有升级适应能力。近年,用引入Mesh技术的Mesh转发器代替直放站,是达到上述目的的有效手段,如图15所示。图中,基站能提供的覆盖有限,邻近小区间、高大障碍物后,都有信号微弱地区,引入Mesh转发器做中继后,能很好覆盖,并可在移动用户变动情况下,自适应调度Mesh转发器的工作状态,可根据需要最大负载运行或暂停工作,实现网络能力合理、有效。这样,采用Mesh转发器后,网络有扩展和重组能力,还可不断升级,对覆盖区域的任何用户提供高质量和高速率的宽带服务。

    5  结束语

    无线Mesh网络是为适应无线接入Internet需要而发展起来的一种网络,在传统的无线宽带接入系统中,得到了发展和应用。随着无线移动通信的高速发展和Internet的广泛应用,无线Mesh网络已经作为一种网络技术和网络形态,得到进一步的重视和开发,会逐渐成为无线移动接入网络的基本网络技术,渗透到未来各种无线网络中。

    无线Mesh网络是随同Ad Hoc网络发展起来的,当初都是为了解决无线接入网络问题,但由于采用的技术手段各不相同(Ad Hoc靠移动用户终端支持路由功能、中继接入。无线Mesh靠固定设置无线路由器扩展覆盖接入),其特性能力和应用明显不同。无线Mesh网络、适合个人终端应用、业务种类多、覆盖要求好、具有公共服务特性的应用场合。Ad Hoc网络更适合环境和应用复杂、任意性强、接入支持变动大的特别应用场合,比如无线传感器网络和军用网络。

    6  参考文献

    [1]SICHITIUML. Wireless mesh networks challenges and opportunities [R]. Raleigh, NC, USA: NC State University, USA, 2006.

    [2]AKYILDIZIF, WANG Xudong, WANG Weilin. Wireless mesh networks: a survey [J]. Computer Networks, 2005, 47(4): 445-487.

    [3]OYMANO,LANEMAN J N, SANDHU S. Multihop relaying for broadband wireless mesh networks: from theory to practice [J]. IEEE Communications Magazine, 2007, 45(11):116-122.

    [4]NGUYENUT, JIN X. Multicast routing in wireless mesh networks: Minimum cost trees or shortest path trees? [J]. IEEE Communications Magazine, 2007, 45(11):72-77.

    [5]SKALLIH,GHOSH S, DAS S K, atel. Channel assignment strategies for multiradio wireless Mesh networks: Issues and solutions [J]. IEEE Communications Magazine, 2007, 45(11):86-95.

    [6]WEIHY, HAAS Z J. Interference-aware IEEE 802.16 WiMAX mesh networks [C]//Proceedings of 61st Vehicular Technology Conference(VTC2005-Spring): Vol5 (3102-3106), May 29-Jun 1, 2005, Stockholm, Sweden.

    作者简介:

[1]  [2]  [3]  [4]  [5]  编 辑:张翀
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