基于IEEE802.11s的无线Mesh网络路由协议研究（一）
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2021-01-19
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基于基于IEEE802.11s的无线的无线Mesh网络路由协议研究（一）网络路由协议研究（一）
摘要：基于IEEE 802.11s的无线Mesh网络已成为机动宽带接入技术研究领域的一个研究热点。对无线Mesh网络中的关
键技术--混合无线Mesh协议（HWMP）进行详细的分析，与传统按需路由机制相比，该协议既具有先验式路由协议的灵
活性，亦具备按需路由协议的有效性，同时，对该协议度量机制做出改进，其将在应急通信等特殊应用环境中发挥重要
作用。 0 引言 无线Mesh网络是一种多跳、机动性强、抗毁性强的无线网络结构，灵活的组网方式以及易部署
的特点是其在应急系统等特殊环境中应用的重要前提。路由协议的设计是设计无线Mesh网络的关键问题之一，如何进
行路由选择是影响网络性能的一个重要问题。
摘要：基于 摘要：基于IEEE 802.11s的无线的无线Mesh网络已成为机动宽带接入技术研究领域的一个研究热点。对无线网络已成为机动宽带接入技术研究领域的一个研究热点。对无线Mesh网络中的关键技术网络中的关键技术--
混合无线混合无线Mesh协议（协议（HWMP）进行详细的分析，与传统按需路由机制相比，该协议既具有先验式路由协议的灵活性，亦具备按需路由）进行详细的分析，与传统按需路由机制相比，该协议既具有先验式路由协议的灵活性，亦具备按需路由
协议的有效性，同时，对该协议度量机制做出改进，其将在应急通信等特殊应用环境中发挥重要作用。协议的有效性，同时，对该协议度量机制做出改进，其将在应急通信等特殊应用环境中发挥重要作用。
0 引言
无线Mesh网络是一种多跳、机动性强、抗毁性强的无线网络结构，灵活的组网方式以及易部署的特点是其在应急系统等特殊环境
中应用的重要前提。路由协议的设计是设计无线Mesh网络的关键问题之一，如何进行路由选择是影响网络性能的一个重要问题。在探
讨关键技术的同时，应用需求的提出也是各国际标准化组织在多种覆盖不同物理范围的无线网络技术标准中融入对Mesh 组网方式的诱
因，如支持WLAN 的IEEE802.11]标准、支持WMAN的IEEE 802.16标准以及支持WPAN的IEEE 802.15标准，这些标准均在支持无线
Mesh网络及其相关关键技术方面做出了努力。
本文介绍IEEE 802.11s 中的关键技术之一--混合无线Mesh 协议（Hybrid WirelESS Mesh Protocol,HWMP），尽管该协议存在根
部节点易形成网络瓶颈的不足，但其结合了先验式路由协议的灵活性和按需路由协议的有效性，在应急系统中可以发挥重要作用。因
此，改进现有协议以适应特殊领域的应用成为下一步的主要研究内容。
1 IEEE 802.11s 标准化情况
IEEE 802.11 于2004 年7 月成立Mesh 任务组（802.11 TGs任务组）。TGs任务组研究支持无线分布式系统（Wireless
DiSTribution System,WDS）的协议，在原IEEE 802.11体系结构与协议基础上提供ESS（ExtendedService Station）的Mesh 功能，
使各WLAN 设备能够无线互连、实现自动拓扑发现并进行动态路径的配置，同时，对MAC协议进行了扩展，支持单播/多播/广播，并
在MAC层使用无线信道感知机制与多跳拓扑来达到理想的覆盖范围，保证网络的灵活性。IEEE 802.11s的优势体现在以下方面：增加
覆盖范围和灵活性；性能可靠；安全；设备间的多媒体传输；电池驱动设备的节能机制；互操作性。
WLAN Mesh网络结构与节点类型如图1所示。
Mesh 节点（Mesh Point,MP）：与相邻MP 建立通信链路，参与ESS Mesh网络服务；
Mesh接入点（Mesh Access Point,MAP）：拥有MP的全部功能，并提供接入服务；Mesh 入口节点（Mesh Portal,MPP）：该节
点为数据提供在Mesh网络与其他分布式系统或非802.11系统间的进出节点；用户站（Station,STA）：通过MAP 与Mesh网络通信的站
点，通常指传统的802.11 用户终端，其不在ESSMesh网络范围内。
IEEE 802.11s 基于传统物理层标准，提供WLANMesh服务，包括拓扑发现、路径选择和转发、媒体接入协调、Mesh网络的配置
和管理、网络测量、网络互连和安全等功能模块。IEEE 802.11s协议各个功能模块如图2所示。
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