1. 无线Mesh网络1.1 什么是无线Mesh网络无线Mesh网络（Wireless Mesh Network, WMN）是移动Ad Hoc网络的一种特殊形态，它的早期研究均源于移动Ad Hoc网络的研究与开发。

它是一种高容量高速率的分布式网络，不同于传统的无线网络，可以看成是一种WLAN和Ad Hoc网络的融合，且发挥了两者的优势，作为一种可以解决“最后一公里”瓶颈问题的新型网络结构。

无线Mesh网络中，任何无线设备节点都可以同时作为AP和路由器，网络中的每个节点都可以发送和接收信号，每个节点都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信。

无线Mesh网络是多跳网络，节点间可进行多跳访问。

即如果最近的AP由于流量过大而导致拥塞的话，那么数据可以自动重新路由到一个通信流量较小的邻近节点进行传输。

依此类推，数据包还可以根据网络的情况，继续路由到与之最近的下一个节点进行传输，直到到达最终目的地为止。

这样的访问方式就是多跳访问。

与传统的交换式网络相比，无线Mesh网络去掉了节点之间的布线需求，但仍具有分布式网络所提供的冗余机制和重新路由功能。

在无线Mesh网络里，如果要添加新的设备，只需要简单接上电源就可以自动进行自我配置，并确定最佳的多跳传输路径。

添加或移动设备时，网络能够自动发现拓扑变化，并自动调整通信路由，以获取最有效的传输路径。

无线Mesh是一种非常适合于覆盖大面积开放区城(包括室外和室内)的无线区域网络解决方案。

无线Mesh网的特点是：由包括一组呈网状分布的无线AP 构成，AP均采用点对点方式通过无线中继链路互联，将传统WLAN中的无线“热点”扩展为真正大面积覆盖的无线“热区”。

此外，因为每个短跳的传输距离短，传输数据所需要的功率也较小。

既然多跳网络通常使用较低功率将数据传输到邻近的节点，节点之间的无线信号干扰也较小，网络的信道质量和信道利用效率大大提高，因而能够实现更高的网络容量。

比如在高密度的城市网络环境中，Mesh网络能够减少使用无线网络的相邻用户的相互干扰，大大提高信道的利用效率。

WMN的迅速发展得益于它可以发展和改进现有无线网络的很多协议，尤其是IEEE 802.11、Ad hoc网络和无线传感器网络等。

Mesh WiFi的标准仍在制定中。

制定mesh网络技术标准的组织主要是Wi-Mesh联盟和SEEMesh组织，并且标准化工作主要集中在IEEE的802.11s工作组中。

Wi-Mesh联盟的主要成员包括北电网络、Accton和ComNets Aachen等。

SEEMesh组织的成员包括英特尔、德州仪器和诺基亚等。

WMN标准已经出现在IEEE802.11s、802.15、802.16、802.20中。

1.2无线Mesh网络与蜂窝网络的主要区别①可靠性提高，自愈性强（网状结构VS星型结构）；②传输速率大大提高（可融合其他网络或技术）；③投资成本降低；④网络配置和维护简便快捷；1.3无线Mesh网络与WLAN(Wi-Fi)的主要区别①对点多跳网络，数据可转发；②可在大范围内实现高速通信，即通过WR对数据进行智能转发（需要对WLAN传统的AP功能进行扩展和改进），把接入点服务的覆盖延伸到几公里远；③MAC协议完成的不仅有本地业务的接入，还有其他节点业务的转发；④对于路由协议，WLAN是静态的因特网路由协议+移动IP，WMN主要是动态的按需发现的路由协议，只具有较短暂的生命周期。

1.4无线Mesh网络与Ad hoc网的主要区别①均是P2P的自组织的多跳网络，WMN由无线路由器构成的骨干网组成，Ad hoc网络的节点都建有独立路由和主机功能，节点地位平等，接通性是依赖端节点的平等合作实现的，健壮性比WMN差；②WMN节点移动性低于移动Ad hoc网络中的节点，故WMN注重的是“无线”，而移动Ad hoc网络更强调的是“移动”；③从网络结构来看，WMN多为静态或弱移动的拓扑，而移动Ad hoc网络多为随意移动（包含高速移动）的网络拓扑；④WMN与移动Ad hoc网络的业务模式不同，前者节点的主要业务是来往于因特网的业务，后者节点的业务是任意一对节点之间的业务流；⑤从应用来看，WMN主要是因特网或宽带多媒体通信业务的接入，而移动Ad hoc网络主要用于军事或其他专业通信。

研究Ad Hoc网络，需解决隐终端问题和暴露终端问题。

1.5WMN的优势①可靠性大大增强②具有冲突保护机制③简化链路设计④网络的覆盖范围增大⑤组网灵活、维护方便⑥投资成本低、风险小无线mesh网构建无线城市2. IEEE 802系列协议简介IEEE 802.11IEEE 802.11是IEEE在1997年制定的一个无线局域网标准，用于解决办公室局域网和校园网中用户终端之间的无线接入。

为了将其商用，IEEE新建立了一个IEEE802.11s子工作组，制定标准化的扩展服务集(ESS)，即802.11s专门为WMN定义了MAC和PHY层协议，WLAN 接入点可以像路由器一样转发信息。

IEEE 802.15IEEE 802.15提供了简单、低耗能无线连接的标准，由IEEE工作组为无线个域网(WPAN)开发，正发展成为包括便携式和移动计算设备的个域网(PAN)或短距离无线网络的标准。

其中，IEEE 802.15.4标准是为低数据速率、长电池寿命和低设备开销要求的遥测技术制定的。

ZigBee联盟正在制定运行在IEEE 802.15.4的MAC和物理层以上的高层协议。

它的网络层支持多种网络拓扑结构，如星形、簇形和Mesh。

IEEE 802.16IEEE 802.16标准定义了无线MAN(城域网)空中接口规范，为无线MAN提供“最后一公里”接入。

它支持点到多点的连接，无线接入系统覆盖范围可达50km，大大延伸了光纤骨干网。

IEEE 802.20EEE 802.20即移动宽带无线接入MBWA(Mobile Broadband Wireless Access)工作组成立于2002年12月，致力于为移动用户开发一个标准，支持在3GHz 频带可靠地进行高速无线数据传输。

3. IEEE802系列中关于Mesh网络的标准3.1 IEEE802.11sMesh网络标准1、发展802.11s最早开始于2003年9月成立的IEEE 802.11ESS Mesh研究组，2004年7月成立802.11s任务组。

由于许多公司早已成立了研究组来推动802.11mesh 网络标准化工作，因此在2005年中期收到大量提出问题并给出解决方案的提案。

经过一系列的删减和合并之后形成两份提案，即“SEE-Mesh”和“Wi-Mesh”提案，并于2006年1月形成联合提案，从而确定了现在802.11s标准草案的基本框架。

2006年6月，经过无争议的投票确认后，联合提案成为802.11s的最初草案draft D0.01。

经过多次非正式的评论决议（comment resolution），2006年11月形成draft D1.00并进行信件投票（Letter Ballot），由于仅有48.3%支持（低于要求的75%）而未能通过。

在2008年5月的信件投票中，Draft D2.00仅有61%支持而再次未能通过。

由于802.11s草案中许多问题未能取得实质性进展，802.11s标准的发布日期不可预知。

2、目标IEEE802.11s任务组，主要研究支持无线分布式系统(WDS)的协议，为WMN 定义媒体接入控制(MAC)层和物理层协议，以实现WLAN在多个AP之间通过自配置多跳的方式组网，提高WLAN的覆盖范围。

IEEE802.11s的目标是突破传统AP功能上的限制，使之具有Mesh路由器的功能，业务流转发给邻近的AP进行的多跳传输。

这种方式决定了WMN具有较高的可靠性、较大的伸缩性和较低的投资成本等特点。

这样，在新的WLAN架构中，WLAN的AP自动形成WLAN的WMN骨干网。

IEEE 802.11 Mesh网络可以是骨干网Mesh结构，也可以是客户端Mesh结构。

客户端Mesh结构中，所有设备工作在WLAN的Ad hoc网络模式下，WMN 通过自动配置实现节点间的互联，摆脱了以往对AP的依赖。

3、需解决问题802.11s标准涉及Mesh拓扑发现和形成、Mesh路径选择和转发、MAC接入相关机制、信标与同步、Intra-mesh拥塞控制、功率控制、交互工作、安全和帧格式等内容。

！！注：由于802.11s草案中许多问题未能取得实质性进展，802.11s 标准的发布日期不可预知。

3.2 IEEE802.15 Mesh网络标准IEEE 802.15提供了简单、低耗能无线连接的标准，是IEEE工作组针对无线个域网开发的，正发展成为包括便携式和移动计算设备的个域网或短距离无线网络的标准。

该标准定义了WPAN的物理层（PHY）和媒体接入控制层（MAC）。

802.15各子工作组定义内容（《下一代无线因特网技术：无线Mesh网络》方旭明等P23）IEEE 802. 15. 4IEEE 802. 15. 4标准是为低数据速率、长电池寿命和低设备开销要求的遥测技术制定的。

ZigBee联盟正在制定运行在IEEE 802. 15. 4的MAC和物理层以上的高层协议。

它的网络层支持多种网络拓扑结构，如星形、簇形和Mesh。

在Mesh 拓扑中，定义了一个协调节点，负责启动网络和选择一些关键的网络参数。

在路由协议中使用了“请求-应答”算法来排除非最佳路径。

（无线Mesh 网络的组网及其相关标准.pdf范涛，张燕《数据通信》）ZigBee协议的Mesh结构中，网络中的所有无线节点都相同，可以直接互相通信，每一次网络都会选择一条或者多条路由进行多跳传输，将所要传输的数据信息传给中心节点。

Mesh网的每个节点都有多条路径到达中心节点，因此它的容故障能力较强，而且这种多跳系统以多跳代替了单跳的传输距离，减小了源节点所需要的发送功率。

IEEE 802. 15. 5IEEE 802. 15. 5目前还在开发中，定位于WMN 的MAC 层，不需要ZigBee 或IP 路由支持。

IEEE 802.15.5继承了802.15.1-802.15.4的一些基本思想，但完全支持Mesh结构。

在802.15.5标准中，Mesh网络被定义为一个个域网(PAN)，有两种组网方式：全网状拓扑和部分网状拓扑。

在全网状拓扑结构中，每一个节点直接与其他任何一个节点相连；在部分网状拓扑结构中，只有部分节点与其他所有节点相连，而其他节点则只是与交换较多数据的节点相连。

802.15.5标准主要涉及的问题包括：碰撞避免的信标调度策略、路由算法、分布式安全问题、能效操作模式、对于网状节点和网状PAN移动性的支持等。

802. 15. 6802. 15. 6为非官方标准，采用的频段将是太赫兹级,组合了光和无线电技术,理论速率每秒达数太比特。