无线Mesh网络技术基础与应用
無線Mesh網絡主要包含三類節點,構成了Mesh的基本服務集。
1、與有線網絡相連的節點(GateWay節點),其主要負責實現無線Mesh網絡和有線網絡的數據交換。
2、可以進行Mesh組網并擁有Routing功能的STA(Station),其同時具備終端STA和路由器的特點,即其自身可以獲得Mesh網絡所提供的服務,也可以為其他STA進行數據路由轉發。
3、接受Mesh服務,但不具備Mesh及Routing功能的節點稱為終端STA。
大致有三種基本類型的Mesh網絡結構
1、純粹Mesh網絡:即Mesh網絡是孤立的,所有業務都在Mesh網之內。
2、混合Mesh網絡:有另一個網絡疊加在Mesh網絡之上,通過引入骨干路由來提高效率,并專門傳輸長距離業務。
3、接入型Mesh網絡:相當大的額外業務來自Mesh網絡之外,有網關。
Mesh與其他網絡的對比
1、從拓撲結構上看,WLAN是典型的點對多點(P2MP)網絡,而且采取單跳方式,因而數據不可轉發。
2、WMN與Ad hoc網絡均是點對點(P2P)的自組織的多跳網絡,WMN注重的是“無線”,而移動Ad hoc網絡注重的是“移動”,從應用上來看,WMN主要用于因特網或寬帶多媒體通信業務的接入,而移動Ad hoc網絡主要用于軍事或其他專業通信。
在WMN網絡的應用層中,主要的研究方向有如下幾類:
1.跨層方式
要求應用層、傳輸層、路由層、媒體接入控制層和物理層之間提供一個信息共享方式。
2、新應用業務的設計
根據WMN的廣泛特征和優勢來研究商業上受歡迎的新應用業務。
3、專用網與公共網絡的集成。
Mesh網絡讀書筆記
1、Mesh節點的中繼吞吐率不是平均吞吐率主要的限制因素,干擾是限制平均吞吐率的主要因素,局部區域過高的業務路由會將整個Mesh網絡分割成兩個孤立的部分。
2、Mesh網中用戶的移動性可能導致效率和可用性方面比當前蜂窩系統更大的折中,這是由于Mesh用戶同時還是系統路由節點。
3、由多跳帶來的增益在實際中可能會降低,由于多跳中不同鏈路長度以及用戶節點與接入點不同的天線增益共同造成的稀釋效應。在實際中由于高度原因,移動節點之間的鏈路預算遠遠小于基站到移動節點的鏈路預算。(基站與
移動節點的高速差造成的)
4、跳頻是避免干擾的一種方法。
5、無線系統的架構設計必須從一開始就假定特定的頻譜已經分配給特定的應用。
6、只有在高發射率時,由于移動造成的連接失敗才會減少,然而,在高發射率時,由于相互的干擾很高,所以系統的容量很小。
WMN存在的一些問題
1、在無線電射頻接入方面,對于不同(單一或多個)射頻信道的WMN的研究還處于試驗研制階段,性能改善總體來說還不太滿意。
2、在WMN路由準則和選擇算法等方面,目前提出的特別適用于WMN的路由協議寥寥無幾。
3、在WMN連接性和多路支持方面,每個節點的鏈路連接度也是一個至關重要的問題,并非使用射頻信道數越多網絡性能越好,會有成本與干擾的問題。
4、在WMN寬帶利用和資源分配算法方面,目前還沒有提出非常有效的可用算法和協議,相關問題還有待研究。
藍牙MESH技術彌補組網短板
藍牙BLE較傳統藍牙擁有更好的信噪比,傳輸距離更遠,通常可以達到50米,而傳統的只有6~8米。藍牙BLE功耗低,省電,數據傳輸量小但速率快。盡管優點多多,然而在智能家居、智能照明等領域的應用上,一直存在著距離短、組網能力差等問題。
受限于藍牙技術的組網短板,它在智能家居應用中相對薄弱,但智能家居無疑仍然是藍牙技術希望占領的重要應用場景。最近CSR推出藍牙MESH技術,實現了藍牙組網功能,且距離拉遠,使其在智能家居的應用地位與日俱增。
藍牙MESH技術的出現對于Wi-Fi、ZIGBEE等無線傳輸技術來說,或許將成為一大威脅。然而,這一協議正有待納入藍牙技術聯盟的標準之中,給其他技術以喘息機會,另一方面,低功耗Wi-Fi、ZigBee等也在積極布局,藍牙MESH想要搶占市場也并非易事。這種競爭局面將加速智能家居、智能照明等市場對無線傳輸技術的選擇。
據悉,MESH網絡利用藍牙技術可以廣播的特性,在不需要連接的情況下,就可以傳輸數據。蘋果公司利用藍牙廣播的特性推出了iBeacon,所廣播字符串的內容與傳輸方法可自定義,并結合商用,如推送廣告等。
“CSR MESH技術由CSR利用星型網絡和中繼技術,每個網絡可以連接超過65,000個節點,網絡和網絡還可以互連,最終可將無數Bluetooth Smart設備通過同一手機、平板電腦或PC進行互聯或直接操控。為業內首創。”CSR高級產品營銷經理David James強調說,“它的功耗只有ZigBee的二十分之一,而且它無需網關,可以用手機、平板控制,非常簡單易用。”
CSR非常明確MESH方案面向將智能家居及物聯網應用,它通過將藍牙配置與控制協議整合到CSR成熟的Bluetooth Smart產品,使消費者在任何地點都能操控家里的Bluetooth Smart設備,包括燈具、供暖設備、家用電器以及安防系統。節選自
http://network.51cto.com/art/201412/459827.htm參考資料:
柴遠波, 鄭晶晶. 無線Mesh網絡應用技術[M]. 北京:電子工業出版社, 2015.?
(英)史蒂夫, 梅思麗. 無線Mesh網絡基礎[M]. 西安:西安交通大學出版社, 2012.
轉載于:https://www.cnblogs.com/xtubjut/p/5624733.html
總結
以上是生活随笔為你收集整理的无线Mesh网络技术基础与应用的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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