无线网状网络/简介
如今无线网络已经成为我们日常生活的一部分,这一点从以下几个方面可以看出:2014 年,手机用户数量已达 73 亿。[1],WiFi 和蓝牙等短距离无线电技术也十分普及,射频识别 (RFID) 也在应用中。
在 Google 上搜索“下一代无线网络”,搜索结果大多指向蜂窝技术的演进,统称为 4G,包括 LTE(长期演进)、LTE Advanced 等技术。这些技术主要旨在提高蜂窝网络的服务质量 (QoS),尤其是数据服务方面的质量,数据服务预计将在互联世界中发挥越来越重要的作用。这些改进主要通过网络协议栈的物理层和介质访问层技术进步实现,例如广泛使用多天线系统,而蜂窝网络的整体架构基本保持不变。因此,即将到来的 4G 网络可以被认为是成熟的蜂窝网络概念的演进。
另一方面,我们统称为下一代无线网络的网络类别(自组织网络、网状网络、无线传感器网络、车联网和机会网络)与蜂窝网络相比具有非常不同的特征。
- 蜂窝网络严重依赖有线、成本极高的通信基础设施——蜂窝基站网络——来进行通信;相反,下一代无线网络的特点是基础设施轻量级甚至不存在。
- 蜂窝网络基于使用相对较长的无线链路,典型的通信范围可达几公里;相反,下一代无线网络使用短距离——通常只有几十米,最多几百米——无线链路。
- 蜂窝网络严重依赖多个集中控制点,这些控制点使用服务器来优化资源分配并协调小区内和相邻小区之间不同用户之间的无线电信道访问;相反,在下一代无线网络中,集中控制点通常不存在,大多数网络功能必须在完全分布式、自协调的环境中实现。
- 蜂窝网络是单跳无线网络,因为移动终端直接与附近的基站通信;相反,下一代无线网络通常广泛使用多跳通信来弥补短距离无线电范围并扩大覆盖范围。
标题文字 | 蜂窝网络 | 无线网状网络 |
---|---|---|
基础设施 | 是 | 否,轻量级 |
无线电范围 | ≤ 2km | ≤ 300m |
集中控制点 | 是 | 主要没有 |
通信类型 | 单跳 | 多跳 |
无线电信道访问 | 协调的 | 主要非协调的 |
因此,很明显,上述新兴短距离无线网络类别与传统的蜂窝网络存在显著差异,设计和实现此类网络需要定义全新的网络架构和网络解决方案,涵盖整个网络协议栈。这解释了我们将新兴的短距离、多跳、分散式无线网络类别命名为“下一代无线网络”的原因。除非另有说明,在本维基教科书的剩余部分中,我们将使用“下一代无线网络”一词专门指代短距离、多跳、分散式无线网络类别。
无线网状网络是一种多跳、对等式无线网络,其中网状节点通过冗余互连连接,并相互协作以在网络内部路由数据包。[2]
网状节点是小型无线电发射器,其功能与无线路由器相同。节点使用 802.11a、b 和 g 等常见的 WiFi 标准与其他节点进行无线通信。
节点被编程了算法,这些算法告诉它们如何在网状网络中交互。承载信息的包通过从一个网状节点无线跳跃到下一个网状节点的方式在网络中从 A 点传播到 B 点。节点会自动选择最快捷、最安全的路径,这是一个称为动态路由的过程。.[3] 网状网络有两种类型:部分网状网络和全网状网络。部分网状网络是指并非所有节点都相互连接的网状网络,而全网状网络是指所有节点都相互连接的网状网络。
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- ↑ Pramis, Joshua (2013 年 2 月 28 日). "移动电话数量将在 2014 年超过世界人口". Digital Trends. 检索于 2014 年 3 月 8 日.
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(帮助) - ↑ "无线网状网络的工作原理". How Stuff Works. 检索于 2014 年 3 月 8 日.
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(帮助) - ↑ "无线网状网络的工作原理" (PDF). Motorola. Motorola. 检索于 2014 年 3 月 8 日.
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(帮助)
- USENIX 2003 年年度技术大会,FREENIX 轨道 - 论文“在荷兰建立无线社区网络”
- "无线网络的创新之旅" 作者 Wolter Lemstra,Vic Hayes,John Groenewegen,荷兰代尔夫特理工大学 剑桥大学出版社 2010 年 ISBN:9780521199711