無線網(wǎng)狀網(wǎng)可比作是小型的互聯(lián)網(wǎng)，能夠更好的在企業(yè)里面發(fā)揮無線作用。那么，無線網(wǎng)狀網(wǎng)也是與其他技術(shù)相結(jié)合的，發(fā)揮更強大的作用。下文就是詳細，介紹無線網(wǎng)狀網(wǎng)+協(xié)作中繼技術(shù)結(jié)合的知識介紹。

無線網(wǎng)狀網(wǎng)與協(xié)作中繼技術(shù)的結(jié)合

1.骨干網(wǎng)需要實現(xiàn)無線Mesh結(jié)構(gòu)

無線網(wǎng)狀網(wǎng)是基于IP協(xié)議的無線網(wǎng)絡技術(shù)，從網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)上來講，無線網(wǎng)狀網(wǎng)可以看作是無線版、縮微版的互聯(lián)網(wǎng)。隨著寬帶無線技術(shù)的發(fā)展，人們需要無線網(wǎng)絡具有更高數(shù)據(jù)速率、更高頻譜效率、更高覆蓋和更強業(yè)務支撐能力，比如，B3G/4G要求傳輸速率能夠達到1 Gb/s，需要的頻譜至少是100 MHz。對于這樣的寬帶的頻譜需求，很難在現(xiàn)有的頻段中找到，因此需要對B3G/4G分配更高的頻段，比如5 GHz或者6 GHz。

工作頻率的提高、帶寬的增大，有利于數(shù)據(jù)速率的提升，但是，頻率的提升會導致小區(qū)覆蓋范圍縮小，進而引起數(shù)據(jù)速率和覆蓋范圍之間的矛盾，需要在數(shù)據(jù)速率和覆蓋范圍之間進行折中。比如，IEEE 802.11n期望在15 m范圍內(nèi)，媒體接入控制(MAC)層數(shù)據(jù)速率達到100 Mb/s；超寬帶(UWB)能夠提供高達480 Mb/s的數(shù)據(jù)速率，但是其覆蓋范圍只能達到2 m甚至更低。在這種情況下，要在較大覆蓋范圍內(nèi)實現(xiàn)高數(shù)據(jù)速率，將來的無線網(wǎng)絡需要部署大量的AP。然而，安裝部署數(shù)量龐大的AP在現(xiàn)實中比較困難，一方面是建設成本太高，另外一方面是全部將無線AP連接到有線骨干網(wǎng)中也是不太現(xiàn)實的，特別是在目前那些沒有有線服務的地區(qū)。
 

雖然采用基于Mesh和中繼的結(jié)構(gòu)是比較可行的解決思路，而且目前市場上出現(xiàn)的許多無線網(wǎng)狀網(wǎng)產(chǎn)品，都可以與無線個域網(wǎng)(WPAN)、無線城域網(wǎng)(WMAN)、無線局域網(wǎng)(WLAN)以及無線寬帶接入(WBA)等系統(tǒng)結(jié)合，但是，如果將整個無線Mesh網(wǎng)絡看作是一個海洋的話，這些WPAN、WMAN、WLAN以及WBA就好像海洋中的一座座“孤島”，它們的中央控制器只有連接到了骨干網(wǎng)中以后，才能為用戶提供真正的服務。因此，從這個角度講，實現(xiàn)全網(wǎng)的無線Mesh覆蓋，首先需要解決的是骨干網(wǎng)本身的無線實現(xiàn)問題[10]。

2.無線網(wǎng)狀網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

無線網(wǎng)狀網(wǎng)是使用多跳的全無線網(wǎng)絡，數(shù)據(jù)流進出有線Internet網(wǎng)關。與平面Ad hoc相比，無線網(wǎng)狀網(wǎng)呈現(xiàn)分層的特點，其節(jié)點按照功能可以分成Mesh路由器和Mesh客戶機兩類。這些Mesh節(jié)點可以組成全Mesh結(jié)構(gòu)，也可以組成部分Mesh結(jié)構(gòu)。所謂全Mesh結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡中的任意兩個節(jié)點都可以實現(xiàn)直接連接，而部分Mesh結(jié)構(gòu)是指只有整個網(wǎng)絡中的部分節(jié)點之間可以直接通信。

Mesh路由器不僅具有路由的功能，它還具有網(wǎng)關或者網(wǎng)橋的功能。與傳統(tǒng)的無線路由器相比，無線Mesh路由器可以通過多跳網(wǎng)絡，以較小的傳輸功率來實現(xiàn)同樣的覆蓋；通過加強Mesh路由器中的MAC協(xié)議，還能構(gòu)使得它在多跳Mesh網(wǎng)絡環(huán)境下具有更好的可伸縮性。Mesh客戶機必須具有組網(wǎng)的功能，同時它還可以當作一個路由器。不過，在Mesh客戶機中，不存在網(wǎng)關和網(wǎng)橋的概念，而且一個Mesh客戶機只有一個無線接口，只能支持一種無線接入技術(shù)。

目前，由Mesh路由器和Mesh客戶機可以組成兩種基本的無線Mesh結(jié)構(gòu)，基礎設施的無線網(wǎng)狀網(wǎng)和客戶機網(wǎng)狀網(wǎng)。不過比較有前途的是二者的混合結(jié)構(gòu)。這種無線網(wǎng)狀網(wǎng)是基礎設施結(jié)構(gòu)和客戶機結(jié)構(gòu)的結(jié)合，客戶機可以通過Mesh路由器接入網(wǎng)絡，同時也可和其他Mesh客戶機直接組成Mesh網(wǎng)絡。

3.協(xié)作中繼技術(shù)的特點

協(xié)作中繼也被稱作為協(xié)作分集，其原理來自于“虛擬天線陣列”思想。協(xié)作中繼就是單路徑中繼的一個擴展，在源節(jié)點S和目的節(jié)點D之間可以引入一個或者多個具有共同覆蓋區(qū)域的節(jié)點充當中繼節(jié)點R，目的節(jié)點可以合并來自源節(jié)點和來自中繼節(jié)點的數(shù)據(jù)。這樣可以緩解終端無法配置較多天線的壓力[11]。源節(jié)點、中繼節(jié)點、目的節(jié)點分別由基站(BS)、中繼站(RS)和用戶終端(UT)來充當。

按照各個節(jié)點之間的發(fā)送和接收時隙不同， 定義“X→Y”表示X發(fā)射、Y接收，可以將協(xié)作中繼分成表1所示的3類。目的節(jié)點將不同時隙接收的信號進行合并，以獲得空間分集增益。由于目的節(jié)點利用了多條路徑的信號信息，因此可以獲得空間分集增益，進而使得中繼鏈路的數(shù)據(jù)速率和可靠性得到保證。

4.無線網(wǎng)狀網(wǎng)域協(xié)作中繼技術(shù)的結(jié)合

從前文可知，無線網(wǎng)狀網(wǎng)主要是在網(wǎng)絡層或者數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)Mesh結(jié)構(gòu)，然而，協(xié)作中繼的思想主要是在物理層體現(xiàn)，以保證無線中繼鏈路的傳輸數(shù)據(jù)速率和可靠性。固定無線Mesh網(wǎng)絡為例來介紹協(xié)作中繼在無線網(wǎng)狀網(wǎng)中的應用[12]。其中Mesh節(jié)點包含AP、固定的/或者游牧RS，UT可以不必包含在Mesh結(jié)構(gòu)中，不過需要與Mesh結(jié)構(gòu)中的Mesh節(jié)點進行連接，方可接受網(wǎng)絡的服務。AP可以由BS擔任，也可以是RS，可以直接連接到骨干網(wǎng)絡中(一般是Internet)。節(jié)點C就可以合并來自節(jié)點A和B的信號，以實現(xiàn)協(xié)作中繼，獲得空間分集增益。

在任何一個無線中繼鏈路中，都可以使用協(xié)作中繼。而且為了充分利用頻譜資源及多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)，在源節(jié)點、中繼節(jié)點和目的節(jié)點中都可以配置多天線，充分利用不同RS的協(xié)作，可以在目的節(jié)點實現(xiàn)協(xié)作MIMO中繼，大大提高無線中繼鏈路的數(shù)據(jù)速率。其仿真?zhèn)鬏斔俾驶颈瘸Ｒ?guī)MIMO要高2倍左右。隨著無線技術(shù)的發(fā)展，在無線網(wǎng)狀網(wǎng)中采用協(xié)作MIMO中繼技術(shù)必將是一個發(fā)展方向[13]。