摘要：无线网状网(WMN)融合了无线局域网(WLAN)和AdHoc网络的性能优势，具有容量大、速率高、覆盖范围广等特点，成为宽带无线接入的一种有效手段，可以灵活地应用于多种无线环境。目前，蜂窝移动通信系统中各基站间的有线连接，使得传统的蜂窝移动通信系统难以满足部署方便、成本低廉、高可扩展性、高可靠性等指标。为适应下一代移动通信网络扁平化、简单化的发展趋势，IP化基站的无线Mesh组网架构是可选方案之一。支持IP化基站自组织的关键技术包括按需的基站自组织技术、联合无线资源调度机制、路由技术、安全技术、网络管理技术等。
关键词：无线网状网；宽带无线接入；IP化基站；自组织
Abstract:Combiningtheperformanceadvantages of both Wireless Local Area Network (WLAN) and Ad Hoc network, the Wireless Mesh Network (WMN) is characterized by large capacity, high rate and wide coverage. It has become an effective means for broadband wireless access and can flexibly be applied in various wireless environments. The wired connections between base stations in traditional cellular mobile communications systems can no longer satisfy the requirements for flexible deployment, low cost, high scalability and good reliability. The wireless Mesh architecture for IP based base stations is thus introduced as an optional solution to support the flat and simplified next generation mobile communications network. The key technologies used to support self-organizing of IP based base stations involve several aspects, including self-organizing of base stations on demand, joint radio resource scheduling mechanism, routing, security and network management.
Keywords:wirelessMeshnetwork; broadband wireless access; IP based base station; self-organizing
基金项目：国家自然科学基金资助项目(60632030)
在移动通信从2G向3G的发展过程中，涌现出了许多无线技术：如GSM、CDMA、WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、HSDPA/HSUPA、3G的增强系统、802.11a/b/g、802.16、WiMAX、蓝牙、超宽带(UWB)、 DVB-T/H、 Zigbee、传感器网络、RFID等等。各种无线接入技术为用户提供了灵活便捷的接入环境，使用户体验到了无处不在的通信网络。可以预见未来的移动通信系统将不再是单一结构的网络，而是多种无线网络的融合。如何突破蜂窝网络结构的局限性，构建低成本的下一代无线网络将是实现异构网络互通与融合的关键问题之一。同时无线网状网(WMN)因其所具有的宽带性、无线汇聚功能、自组织、自管理、鲁棒性等独特的性能，正受到越来越多的关注。因此WMN这种网络架构极有可能成为构建下一代移动通信网络的潜在技术之一。目前它已被业内普遍认为是无线网络技术的一个发展方向。
1 无线Mesh网络的结构与特点
在无线Mesh中包括两种类型的节点：无线Mesh路由器和无线Mesh终端用户。无线Mesh网络主干由呈网状结构分布的路由器连接而成。WMN有两种典型的实现模式：基础设施Mesh模式和终端用户Mesh模式。在基础设施Mesh模式中，Internet的接入点(IAP)和终端用户之间可形成无线的闭合回路。IAP通过路由选择及管理控制等功能，为移动终端选择通信的最佳路径。同时，移动终端通过IAP可与其他网络，如Wi-Fi、WiMAX和传感器网络等互联，提高网络自身的兼容性。在终端用户Mesh模式中，终端用户以无线方式形成点到点的网络。终端设备可以在没有其他基础设施的条件下独立运行，并且可以支持移动终端较高速地移动，快速形成宽带网络。终端用户具有主机和路由器的双重角色：一方面，节点作为主机运行相关的应用程序；另一方面，节点作为路由器运行路由协议，参与路由发现、路由维护等操作。根据Mesh路由器和Mesh客户端这两种类型节点功能的不同，WMN的系统结构可以分为3类：一类是骨干网Mesh结构(分级结构)，一类是客户端Mesh结构(平面结构)，以及它们的混合结构[1-2]。
1.1无线Mesh网络结构
骨干网Mesh结构由Mesh路由器组成的可以自配置、自愈的链路来充当，通过Mesh路由器的网关功能与因特网相连，为客户端提供接入服务。骨干网Mesh结构如图1所示。终端节点设备通过下层的Mesh路由器(相当于各接入网络中的中心接入点)接入上层Mesh结构的网络中，实现网络节点的互联互通。这样，通过网关节点，任何终端都可与其他网络连接，从而实现无线宽带接入。这样不仅降低了系统建设的成本，也提高了网络的覆盖率和可靠性。该网络结构能够兼容市场上现有的设备，但任意两个终端节点间不具备直接通信的功能。
