⑴ 什麼是無線網格網技術
無線網路技術
一、定義
無線網格網是指大量終端通過無線連成網狀結構,各節點通過路由交換數據,是一種低功率的多級跳點系統。
二、工作原理
1.其核心是讓網路中的每個節點都發送和接收信號,使普通無線技術過去一直存在的可擴充能力低和傳輸可靠性差等問題迎刃而解。網路中大量終端設備能自動通過無線連成網狀結構,網路中的每個節點都具備自動路由功能,每個節點只和鄰近節點進行通信,因此是一種自組織、自管理的智能網路,不需主幹網即可構築富有彈性的網路。傳統無線通信網路必須預先設計和布置網路,它的傳輸路徑是固定的,而網格網路的傳輸路徑是動態。
2.無線網格式網路(WirelessMeshNetwork)是移動AdHoc網路的一種特殊形態,它的早期研究均源於移動AdHoc網路的研究與開發。它是一種高容量高速率的分布式網路,不同於傳統的無線網路,可以看成是一種WLAN和AdHoc網路的融合,且發揮了兩者的優勢,作為一種可以解決「最後一公里」瓶頸問題的新型網路結構。WMN被寫入了IEEE802.16(即,WiMax)無線城域網(WirelessMunicipalAreaNetwork,WMAN)標准中。
3.無線網格網中每個節點都能接收/傳送數據,也和路由器一樣,將數據傳給它的鄰接點。通過中繼處理,數據包用可靠的通信鏈路,貫穿中間的各節點,抵達指定目標。相似於網際網路和其他點對點路由網,網格式網路擁有多個冗餘的通信路徑。如果一條路徑在任何理由下中斷(包括射頻干擾中斷),網格網將自動選擇另一條路徑,維持正常通信。一般情況下,網格網能自動地選擇最短路徑,提高了連接的質量。根據實踐,如果距離減小兩倍,則接收端的信號強度會增加四倍,使鏈路更加可靠,還不增加節點發射功率。網格式網路里,只要增加節點數目,就可以增加可及范圍,或從冗餘鏈路的增加上,帶來更多的可靠性。
4.今天的網格式無線區域網主要使用基於802.11a/b/g的標准以及802.15.4的Zigbee射頻技術。業界的重量級公司,例如Cisco和Intel,確認網格技術是目前無線通信符合邏輯的下一步延伸。網格的使用可以幫助各企業迅速地建立起新的無線網,或在不需要線連基站的條件下,擴展現有的WLANs。因為它們可以為數據傳輸選擇最佳的路徑。此外,工業用戶還能用嵌入的無線網格,迅速建立起感測器和控制器的網路,進行工業管理和運輸管理。
三、特點
1.可靠性大大增強
無線網格網採用的網格拓撲結構避免了點對多點星型結構,如802.11WLAN和蜂窩網等由於集中控制方式而出現的業務匯聚、中心網路擁塞以及干擾、單點故障,從而大大增強其可靠性。
2. 具有沖突保護機制
無線網格網可對產生碰撞的鏈路進行標識同時可選鏈路與本身鏈路之間的夾角為鈍角, 減輕了鏈路間的干擾。
3. 簡化鏈路設計
無線網格網通常需要較短的無線鏈路長度, 降低了天線的成本, 另一方面, 降低了發射功率, 也將隨之降低不同系統射頻信號間的干擾和系統 自干擾, 最終簡化了無線鏈路設計。
4. 網路的覆蓋范圍增大
終端用戶可以在任何地點接入網路或與其他的節點聯系。與傳統的網路相比, 接人點的范圍大大的增強, 而且頻譜的利用率提高, 系統的容量增大。
5. 組網靈活、 維護方便
由於無線網格網本身的組網特點, 只要在需要的地方加上少量的無線設備, 即可與已有的設施組成無線的寬頻接入網。無線網格網的路由選擇特性使鏈路中斷或局部擴容和升級不影響整個網路運行, 因此提高了網路的柔韌性和可行性, 和傳統網路相比功能更強大、 更完善。
6. 投資成本低
無線網格網初建成本低。無線網格網具有可伸縮性、 易擴容、 自動配置和應用范圍廣等優
無線網格網混合組網
四、WMN的關鍵技術
1. 正交分割多址接入(QDMA)技術
QDMA技術是專門為廣域范圍內通信的最優化以及移動網格網系統設計的。它起源於軍事領域,是為了在特殊環境或緊急狀況下提供可靠的通信方式。QDMA技術使用直接序列擴頻(DSSS)調制技術,工作在2.4GHz的ISM頻段上。由於它在MAC子層使用多信道方式(3個數據信道和1個控制信道),因此,與單個信道相比更能適用於高密度的WMN終端設備。QDMA技術提供一個高性能的射頻前端,這種前端含有類似於多抽頭Rake接收機(一般用於蜂窩網路)的功能和一種克服射頻環境快速變化的公平演算法。
QDMA可在較廣的移動通信范圍內提供較強的糾錯能力,同時增強的抗干擾能力和信號的靈敏度可使基於QDMA技術的通信網路提供達到250mph的移動速度,而在實際多址環境應用中的IEEE802.11協議只能達到20mph。目前QDMA數據傳輸的范圍達到1600m,而802.11b只有20~50m。除了通信的范圍和速率外,QDMA更獨特的是內置的定位技術能夠對通信設備進行精確定位而不依賴於全球定位系統(GPS),誤差不超過10m 。
2. 隱藏終端問題處理技術
由於WMN採用無線傳輸媒質,因此它與其他無線傳輸網一樣,不可避免地存在隱藏終端和暴露終端問題。由於無線媒質的特殊性,隱藏終端問題都可能發生,都會導致信號碰撞的發生。目前可通過IEEE802.11中的RTS/CTS協議(請求發送/允許發送協議)來避免,但並不能完全解決隱藏終端和暴露終端問題。盡管通過握手機制可以減少隱藏終端問題中沖突的概率和時間,但仍存在節點之間控制報文的沖突,而且不能解決暴露終端問題。事實上,WMN可看作簡化的Ad Hoc網路,因此可根據Ad Hoc網路中的一些已有的成熟的方案來解決隱藏終端和暴露終端問題 。
3. 路由技術
WMN的多跳無線網具有動態拓撲的特點,因此對它的路由協議就存在很多要求。WMN的路由協議可以參考Ad Hoc網路現有的一些路由協議。Ad Hoc網路的路由協議大致可以分為先驗式(Proactive)路由協議、反應式(Reactive)路由協議以及混合式路由協議。目前幾種典型的路由演算法有:DSDV(目的序列距離矢量路由協議)、DSR(動態源路由協議)、TORA(臨時按序路由演算法)和AODV(Ad Hoc按需距離矢量路由協議)。最近,微軟公司提出了一種多無線收發器、多跳無線網路的路由協議MR-LQSR,主要思想是在DSR協議的基礎上採用最大吞吐量准則,已經開始考慮WMN的特徵 。
4. 正交頻分復用(OFDM)技術
WMN物理層可以採用正交頻分復用(OFDM)技術。OFDM技術是將高速的數據流通過串/並變換,分配到傳輸速率相對較低的若干個正交子信道中,在每個子信道上進行窄帶調制和傳輸,這樣減少了子信道之間的相互干擾。每個子信道上的信號帶寬小於信道的相關帶寬,因此每個子信道上的頻率選擇性衰落是平坦的,大大消除了符號間干擾。所採用的數字信息調制有時間差分移相健控(TDPSK)和頻率差分移相鍵控(FDPSK),以快速傅里葉變換(IFFT和FFT)演算法實施數字信息調制和解調功能。由於無線信道的頻率選擇性,所有的子信道不會同時處於深的衰落中,因此可以通過動態比特分配以及動態子信道分配的方法,利用信噪比高的子信道提升系統性能。由於窄帶干擾只能影響一小部分子載波,因此OFDM系統在某種程度上能抵抗這種干擾。OFDM結合分集、時空編碼、干擾和信道間干擾抑制以及智能天線技術,最大程度提高系統性能,使WMN性能得到進一步優化。
⑵ 5g無線網路關鍵技術有哪些
摘要 前傳和回傳
⑶ 無線自組織網路路由技術有哪些
無線自組織網路是一種獨立組網的技術,由一組帶有無線收發裝置的可移動節點組成臨時性多跳自治系統。網路無需通信基礎設施,在軍事和民用方面都具有廣闊的應用前景。 路由技術是自組織網路的核心技術之一,網路拓撲的動態特性使得傳統路由不再適用,新的路由策略的研究勢在必行。論文重點研究動態源路由技術並對其進行改進。 網路節點間通信的不可預測,使得按需路由成為了路由技術的首選,這樣有效降低了休眠節點不必要的路由開銷,節約了網路帶寬資源。DSR路由就是一種常用的按需路由技術。但是大規模網路中,數據分組頭部攜帶完整路由信息以及依靠泛洪來完成路由發現過程都帶來了很大開銷,對實時性要求高的網路影響很大。對此論文提出了有序泛洪和區域搜索機制來控制路由的開銷,並且引入了分層結構來進一步限製成員節點的泛洪請求。通過普通節點對高層節點注冊登記,來完成位於不同地域的節點間的通信。結合模擬對比網路性能,達到了路由時延和路由開銷的相對平衡。
⑷ 無線移動自組織網路信道接入面臨的問題
無線移動自組織網路信道接入面臨的問題是傳輸的信號的正常速率前同步碼檢測器,以及用於檢測根據調制和編碼方案的第二集合傳輸的信號的低速率前同步碼檢測。
移動自組織網路在結構上具有以下一些主要特徵動態拓撲即網路中的節點可以任意移動,因此,網路的拓撲結構也可能會變化。鏈路帶寬受限容量時變由於拓撲動態變化導致每個節點轉發的非自身作為目的地的業務量也隨時間變化,因此與有線網路不同,它的鏈路容量表現出時變的特徵。
動力受限由於網路節點的移動特徵,其中大多數節點以電池為動力,因而,在進行系統設計時,節能就成為一個非常重要的指標。
物理上安全有限移動網路比固定網路有線和無線更易受到安全威脅。除了需要克服無線鏈路的安全弱點以外,還需要克服移動拓撲所帶來的新的安全隱患,除了在結構上的特點外,移動自組織網路在技術上還具有或要求具有以下特徵。
完善而又可靠的路由和移動性管理演算法提高網路的可靠性和可用性,即降低任何網路部件與網路的其他部分分離的概率,自適應演算法和協議調整與適應無線傳播環境,網路拓撲和業務條件頻率的變化。
低開銷演算法和協議盡可能地節省無線通信資源。在移動自組織網路中節點或系統的資源比在有線網路中更加珍惜,多重路由在源節點和目標節點之間最好能有多條不同的路由,以降低在某一些節點(特別是作為信息轉發的瓶頸節點)中的擁塞,增加網路的可靠性和生存能力。
可靠的網路結構避免網路對某些鏈路失效或終端,擁塞,路由等過分敏感。根據網路控制結構,移動自組織網路可分為全分布式網路和分層分布式網路。
全分布式移動自組織網路全分布式控制結構網路屬於對等網路。在這種網路結構中,沒有任何中心控制節點,網路的控制和管理功能均分散到每個節點中,所有節點都是網路控制和管理的參與者。所有節點的軟硬體配置及地位均相同,都提供維護和修正路由表,監測和維護網路連接,檢測擁擠狀態和控制業務流量等功能。
該結構的優點是可靠性高,抗毀能力強,能動態跟蹤網路的拓撲變化。其不足之處是每個節點都需有較大的存儲容量和較強的處理能力,網路開銷大。
分層分布式移動自組織網路分層分布式控制網路形成過程如下從網路的普通節點中,篩選出一組節點作為控制節點群首,由這些控制節點組成一個全分布式控制的干線網路,每個控制節點具有相同的責任和權力,可各自控制一群普通節點。
當網路節點數較大時,還可從控制節點中再篩選出一組超群控制節點超群首,由這些超群控制節點組成一個全分布控制的網路。如果需要,還可從超群控制節點中產生更高一層的控制節點,直至產生最高層的控制節點。
根據網路的組網體制,移動自組織網路可分為集中式移動自組織網路和分散式移動自組織網路。
⑸ 什麼是自組織網路自組織網路有哪些特點
移動自組織網路是一種移動通信和計算機網路相結合的網路,是移動計算機網路的一種,用戶終端可以在網內隨意移動而保持通信。移動自組織網路能夠利用移動終端的路由轉發功能,在無基礎設施的情況下進行通信,從而彌補了無網路通信基礎設施可使用的缺陷。自組網技術為計算機支持的協同工作系統提供了一種解決途徑,主要特點有:
網路拓撲結構動態變化
在移動自組織網路中,由於用戶終端的隨機移動、節點的隨時開機和關機、無線發信裝置發送功率的變化、無線信道間的相互干擾以及地形等綜合因素的影響,移動終端間通過無線信道形成的網路拓撲結構隨時可能發生變化,而且變化的方式和速度都是不可預測的。
自組織無中心網路
移動自組織網路沒有嚴格的控制中心,所有節點的地位是平等的,是一種對等式網路。節點能夠隨時加入和離開網路,任何節點的故障都不會影響整個網路的運行,具有很強的抗毀性。
多跳網路
由於移動終端的發射功率和覆蓋范圍有限,當終端要與覆蓋范圍之外的終端進行通信時,需要利用中間節點進行轉發。
值得注意的是,與一般網路中的多跳不同,無線自組網中的多跳路由是由普通節點共同協作完成的,而不是由專門的路由設備完成的。
無線傳輸帶寬有限
無線信道本身的物理特性決定了移動自組織網路的帶寬比有線信道要低很多,而競爭共享無線信道產生的碰撞、信號衰減、噪音干擾及信道干擾等因素使得移動終端的實際帶寬遠遠小於理論值。
移動終端的局限性
自組織網路中的移動終端(如筆記本電腦、手機等)具有靈巧、輕便、移動性好等優點,但同時其電源有限、內存小、CPU性能低等限制,使得我們在開發應用程序時,需要考慮這些因素。
⑹ 無線自組織網路都有什麼關鍵技術
無線自組織網路(mobile ad-hoc network)是一個由幾十到上百個節點組成的、採用無線通信方式的、動態組網的多跳的移動性對等網路。其目的是通過動態路由和移動管理技術傳輸具有服務質量要求的多媒體信息流。通常節點具有持續的能量供給。
⑺ 無人機自組網與中繼站自組網各自的優勢與不足
摘要 通信新技術
⑻ Ad hoc無線自組網路 與無線網路的聯系區別 特點 詳解 不懂得閃
Ad Hoc網路,網路是隨時生成而且具有易構性,不需要事先存在的網路來支持。Ad Hoc網路由移動主機構成,移動主機之間可以直接通信,而移動主機不僅收發數據,同時還轉發數據。此外目前的移動通信系統主要為用戶提供語音通信功能,通常採用電路交換,拓撲結構比較穩定。而Ad Hoc網路使用分組轉發技術,主要為用戶提供數據通信服務,拓撲結構易於變化。