无线Mesh网网络层和MAC层相关研究

0 引言
Mesh网起源于海湾战争时期美国的军事领域，作为一种新型的公共无线城域网解决方案，已经在美国等地被广泛用于市政、公共安全、教育、医疗、物流等领域。它提供持续的连接，并且当链路中断或者阻塞时可以通过“多跳”的形式从一个节点跳到另一节点，直到目的地址。与其他网络不同的是Mesh网的各个组成部分通过多跳的形式彼此连接，一般来说这些节点是不移动的(这点与adhoc网络不同)。Mesh 网可以看作是adhoc网络的一种。因此移动adhoc网(MANet)和mesh网之间有紧密联系。但移动adhoc网还需要考虑各个节点的移动性。

1 WMN网络特点
无线网状网(WMN)是移动adhoc网络的一种特殊形态，它继承了adhoc网络的特点，具有自配置、自组织与自管理等特性，能以很低的发射功率提供无处不在的宽带服务。WMN是动态自组织自配置的网络系统。其网络节点能够自动形成类似于adhoc一样的网络并保持网络的连通。因此，WMN不仅是adhoc网络的另一种形态，而且能使adhoc网络更多样化。

2 WMN中的MAC层
2．1 WMN与无线网络的不同
WMN网络的MAC协议与典型的无线网络的MAC协议是不一样的。WMN的MAC协议关注的是大于一跳时的通信。典型的MAC协议仅局限于单跳通信而路由协议则需考虑多跳通信的问题。该假设使协议设计简单化。但是这种方法不适用WMN，因为在WMN内数据的发送和接收不仅受单跳节点的影响，两跳甚至多跳外的节点都有影响。多跳无线局域网中的隐藏节点问题就是个例子。MAC层是分布式互相协作共同完成多点到多点间的通信。在WMN网络中，没有中央控制器。 MAC功能通过分布式的
方法来完成。所以MAC协议在传输时能保证所有的节点相互协作，任何具有Mesh网络功能的网络节点都能与其邻居节点通信。因此，在这些节点之间可以建立多点对多点通信。网络的自组织性对MAC层来说是必需的。
2．2 在单通道MAC层中改进现有的MAC协议
通过提高CSMA／CA协议，人们提出了很多多跳adhoc网络的MAC协议。这些方案通常都是调整CSMA／CA参数，比如调整竞争窗口的大小或者更改回退机制等。这些方案可提高单跳通信机制的吞吐量。但对于像WMN这样的多跳网络来讲，那些方案并不能显著减少相邻节点之间竞争的可能。一旦竞争频繁发生，就不停的有回退等待的情况，由于各节点之间的累积效应，端到端的吞吐量会显著下降。