為何選擇從zigbee協(xié)議走進(jìn)mesh

1、1. 無線 Mesh 網(wǎng)絡(luò)1.1什么是無線Mesh網(wǎng)絡(luò)無線 Mesh網(wǎng)絡(luò)(Wireless Mesh Network, WMN)是移動(dòng) Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的一種 特殊形態(tài)，它的早期研究均源于移動(dòng) Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的研究與開發(fā)。它是一種高容 量高速率的分布式網(wǎng)絡(luò)，不同于傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)，可以看成是一種WLAN和Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的融合，且發(fā)揮了兩者的優(yōu)勢，作為一種可以解決“最后一公里”瓶頸問題 的新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中，任何無線設(shè)備節(jié)點(diǎn)都可以同時(shí)作為 AP和路由器，網(wǎng)絡(luò)中 的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以發(fā)送和接收信號(hào)， 每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以與一個(gè)或者多個(gè)對等節(jié)點(diǎn)進(jìn) 行直接通信。無線Mesh網(wǎng)絡(luò)是多跳網(wǎng)絡(luò)，

2、節(jié)點(diǎn)間可進(jìn)行多跳訪問。即如果最近的AP由于流量過大而導(dǎo)致?lián)砣脑?，那么?shù)據(jù)可以自動(dòng)重新路由到一個(gè)通信流 量較小的鄰近節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸。 依此類推， 數(shù)據(jù)包還可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的情況， 繼續(xù)路 由到與之最近的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸， 直到到達(dá)最終目的地為止。 這樣的訪問方 式就是多跳訪問。與傳統(tǒng)的交換式網(wǎng)絡(luò)相比，無線 Mesh網(wǎng)絡(luò)去掉了節(jié)點(diǎn)之間的布線需求，但 仍具有分布式網(wǎng)絡(luò)所提供的冗余機(jī)制和重新路由功能 。在無線Mesh網(wǎng)絡(luò)里，如 果要添加新的設(shè)備， 只需要簡單接上電源就可以自動(dòng)進(jìn)行自我配置， 并確定最佳 的多跳傳輸路徑。 添加或移動(dòng)設(shè)備時(shí)， 網(wǎng)絡(luò)能夠自動(dòng)發(fā)現(xiàn)拓?fù)渥兓?并自動(dòng)調(diào)整 通信路由，以獲取最有效的

3、傳輸路徑。無線Mesh是一種非常適合于覆蓋大面積開放區(qū)城(包括室外和室內(nèi))的無線 區(qū)域網(wǎng)絡(luò)解決方案。 無線 Mesh 網(wǎng)的特點(diǎn)是：由包括一組呈網(wǎng)狀分布的無線 AP 構(gòu)成，AP均采用點(diǎn)對點(diǎn)方式通過無線中繼鏈路互聯(lián)，將傳統(tǒng) WLA中的無線“熱 點(diǎn)”擴(kuò)展為真正大面積覆蓋的無線“熱區(qū)” 。此外，因?yàn)槊總€(gè)短跳的傳輸距離短， 傳輸數(shù)據(jù)所需要的 功率也較小 。既然多 跳網(wǎng)絡(luò)通常使用較低功率將數(shù)據(jù)傳輸?shù)洁徑墓?jié)點(diǎn)， 節(jié)點(diǎn)之間的無線信號(hào)干擾也 較小，網(wǎng)絡(luò)的信道質(zhì)量和信道利用效率大大提高， 因而能夠?qū)崿F(xiàn)更高的網(wǎng)絡(luò)容量。 比如在高密度的城市網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中， Mesh 網(wǎng)絡(luò)能夠減少使用無線網(wǎng)絡(luò)的相鄰用戶 的相互干擾，大大

4、提高信道的利用效率。自組網(wǎng)純粹Mesh網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)4冃 參量特點(diǎn)自組織無需規(guī)劃。因此，與典型的蜂窩網(wǎng)剛好相反，無法控制覆蓋范圍和干擾環(huán)境。 這直接會(huì)導(dǎo)致一些服務(wù)質(zhì)量問題?；A(chǔ)設(shè)施所提供的功能都在Mesh網(wǎng)內(nèi)，這包括功率控制、路由、計(jì)費(fèi)、管理、安全等。 沒有像基站那樣的中心控制單元，也沒有蜂窩網(wǎng)中的安全和認(rèn)證中心。移動(dòng)性節(jié)點(diǎn)可以自由移動(dòng)，甚至消失。網(wǎng)絡(luò)連接動(dòng)態(tài)。無線對于有線而言中繼所有節(jié)點(diǎn)可能需要中繼其匕節(jié)點(diǎn)的信息。 這將減少每個(gè)節(jié)點(diǎn)用戶的可用帶寬。路由所有節(jié)點(diǎn)都需要參與路由?？勺詣?dòng)維護(hù)路由表，或者按需創(chuàng)建路由。多跳中繼和路由的必然結(jié)果，多跳可以擴(kuò)大覆蓋，特別實(shí)在傳播環(huán)境復(fù)雜的場景。異構(gòu)性除了 M

5、esh網(wǎng)基本操作外，所有節(jié)點(diǎn)的性能并非全部相同。一些節(jié)點(diǎn)可能有額 外的網(wǎng)絡(luò)連接（即接入 Mesh網(wǎng)中的外部連接）。WM的迅速發(fā)展得益于它可以發(fā)展和改進(jìn)現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)的很多協(xié)議，尤其是IEEE 802.11、Ad hoc網(wǎng)絡(luò)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等。Mesh WiFi的標(biāo)準(zhǔn)仍在制定中。制定mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的組織主要是Wi-Mesh聯(lián)盟和SEEMesifi織，并且標(biāo)準(zhǔn)化工作主要集中在 IEEE的802.11s工 作組中。Wi-Mesh聯(lián)盟的主要成員包括北電網(wǎng)絡(luò)、 Accton和ComNetsAachen等。SEEMes組織的成員包括英特爾、德州儀器和諾基亞等。WM標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)出現(xiàn)在 IEEE802.11S

6、、802.15、802.16、802.20 中。1.2無線Mesh網(wǎng)絡(luò)與蜂窩網(wǎng)絡(luò)的主要區(qū)別 可靠性提高，自愈性強(qiáng)（網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) VS星型結(jié)構(gòu)）； 傳輸速率大大提高（可融合其他網(wǎng)絡(luò)或技術(shù)）； 投資成本降低； 網(wǎng)絡(luò)配置和維護(hù)簡便快捷；1.3 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)與 WLAN（Wi-Fi）的主要區(qū)別 對點(diǎn)多跳網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)可轉(zhuǎn)發(fā)； 可在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高速通信，即通過WR對數(shù)據(jù)進(jìn)行智能轉(zhuǎn)發(fā)（需要對WLAI傳統(tǒng)的AP功能進(jìn)行擴(kuò)展和改進(jìn)），把接入點(diǎn)服務(wù)的覆蓋延伸到幾公里遠(yuǎn)； MAC協(xié)議完成的不僅有本地業(yè)務(wù)的接入，還有其他節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)發(fā)； 對于路由協(xié)議，WLAN是靜態(tài)的因特網(wǎng)路由協(xié)議+移動(dòng)IP，WM主要是動(dòng) 態(tài)的按需發(fā)現(xiàn)

7、的路由協(xié)議，只具有較短暫的生命周期。1.4 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)與 Ad hoc網(wǎng)的主要區(qū)別 均是P2P的自組織的多跳網(wǎng)絡(luò)， WMNfe無線路由器構(gòu)成的骨干網(wǎng)組成，Ad hoc 網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)都建有獨(dú)立路由和主機(jī)功能，節(jié)點(diǎn)地位平等，接通性是依賴 端節(jié)點(diǎn)的平等合作實(shí)現(xiàn)的，健壯性比 WM差； WMN節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性低于移動(dòng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，故WM注重的是“無線”， 而移動(dòng) Ad hoc 網(wǎng)絡(luò)更強(qiáng)調(diào)的是“移動(dòng)”； 從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來看，WM多為靜態(tài)或弱移動(dòng)的拓?fù)?，而移?dòng) Ad hoc網(wǎng)絡(luò)多 為隨意移動(dòng)（包含高速移動(dòng)）的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?WMN與移動(dòng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)模式不同，前者節(jié)點(diǎn)的主要業(yè)務(wù)是來往于 因特網(wǎng)的業(yè)

8、務(wù)，后者節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)是任意一對節(jié)點(diǎn)之間的業(yè)務(wù)流； 從應(yīng)用來看，WMF主要是因特網(wǎng)或?qū)拵Ф嗝襟w通信業(yè)務(wù)的接入，而移動(dòng)Ad hoc 網(wǎng)絡(luò)主要用于軍事或其他專業(yè)通信。研究 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)，需解決隱終端問題和暴露終端問題。1.5 WMN的優(yōu)勢 可靠性大大增強(qiáng) 具有沖突保護(hù)機(jī)制 簡化鏈路設(shè)計(jì) 網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍增大 組網(wǎng)靈活、維護(hù)方便投資成本低、風(fēng)險(xiǎn)小無線mesh網(wǎng)構(gòu)建無線城市2. IEEE 802系列協(xié)議簡介IEEE 802.11IEEE 802.11是IEEE在1997年制定的一個(gè) 無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，用于解決辦公 室局域網(wǎng)和校園網(wǎng)中用戶終端之間的無線接入。為了將其商用，IEEE新建立了一個(gè)IEEE802

9、.11S子工作組，制定標(biāo)準(zhǔn)化的 擴(kuò)展服務(wù)集（ESS）,即802.11s專門為 WM定義了 MAC和PHY層協(xié)議，WLA接入 點(diǎn)可以像路由器一樣轉(zhuǎn)發(fā)信息。IEEE 802.15IEEE 802.15提供了簡單、低耗能無線連接的標(biāo)準(zhǔn)，由 IEEE工作組為無線 個(gè)域網(wǎng)（WPAN開發(fā)，正發(fā)展成為包括便攜式和移動(dòng)計(jì)算設(shè)備的個(gè)域網(wǎng) （PAN）或短 距離無線網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)。其中，IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)是為低數(shù)據(jù)速率、長電池壽命和低設(shè)備開銷要求 的遙測技術(shù)制定的。ZigBee聯(lián)盟正在制定運(yùn)行在IEEE 802.15.4的MAC和物理 層以上的高層協(xié)議。它的網(wǎng)絡(luò)層支持多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， 如星形、簇形和Mes

10、hIEEE 802.16IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)定義了無線MAN城域網(wǎng)）空中接口規(guī)范，為無線 MAN提供 “最后一公里”接入。它支持點(diǎn)到多點(diǎn)的連接，無線接入系統(tǒng)覆蓋范圍可達(dá)50km大大延伸了光纖骨干網(wǎng)。IEEE 802.20EEE802.20 即移動(dòng)寬帶無線接入 MBWA(MobileBroadband Wireless Access) 工作組成立于 2002 年 12 月，致力于為移動(dòng)用戶開發(fā)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，支持在 3GHz 頻 帶可靠地進(jìn)行高速無線數(shù)據(jù)傳輸。3. IEEE802系列中關(guān)于Mesh網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)3.1 IEEE802.11s Mesh 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)1、發(fā)展802.11s最早開始于2003

11、年9月成立的IEEE 802.11ESSMesh研究組，2004 年 7 月成立 802.11s 任務(wù)組。由于許多公司早已成立了研究組來推動(dòng) 802.11mesh 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化工作， 因此在 2005 年中期收到大量提出問題并給出解決方案的提案。 經(jīng)過一系列的刪減和合并之后形成兩份提案，即“SEE-Mesh和“ Wi-Mesh”提案，并于 2006 年 1 月形成聯(lián)合提案，從而確定了現(xiàn)在 802.11s 標(biāo)準(zhǔn)草案的基本 框架。 2006 年 6 月，經(jīng)過無爭議的投票確認(rèn)后，聯(lián)合提案成為 802.11s 的最初 草案 draft D0.01 。經(jīng)過多次非正式的評論決議 (commentresolu

12、tion )， 2006年 11 月形成 draft D1.00并進(jìn)行信件投票(Letter Ballot )，由于僅有48.3%支持(低于要求的75% 而未能通過。在 2008 年 5 月的信件投票中， Draft D2.00 僅有 61%支持而再次未 能通過。由于 802.11s 草案中許多問題未能取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展， 802.11s 標(biāo)準(zhǔn)的發(fā) 布日期不可預(yù)知。2、目標(biāo)IEEE802.11S任務(wù)組，主要研究支持無線分布式系統(tǒng) (WDS的協(xié)議，為 WMN 定義媒體接入控制(MAC層和物理層協(xié)議，以實(shí)現(xiàn) WLA!在多個(gè)AP之間通過自配 置多跳的方式組網(wǎng)，提高WLAN勺覆蓋范圍。IEEE802.11

13、S的目標(biāo)是突破傳統(tǒng)AP功能上的限制，使之具有Mesh路由器的 功能，業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)發(fā)給鄰近的 AP進(jìn)行的多跳傳輸。這種方式?jīng)Q定了 WM具有較高 的可靠性、較大的伸縮性和較低的投資成本等特點(diǎn)。 這樣，在新的WLAF架構(gòu)中， WLAN勺AP自動(dòng)形成 WLAN勺WM骨干網(wǎng)。IEEE 802.11 Mesh網(wǎng)絡(luò)可以是骨干網(wǎng) Mesh結(jié)構(gòu)，也可以是客戶端 Mesh結(jié)構(gòu)?？蛻舳薓esh結(jié)構(gòu)中，所有設(shè)備工作在 WLAN勺Ad hoc網(wǎng)絡(luò)模式下，WM通過自動(dòng)配置實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間的互聯(lián)，擺脫了以往對AP的依賴。3、需解決問題802.11s標(biāo)準(zhǔn)涉及Mesh拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)和形成、Mesh路徑選擇和轉(zhuǎn)發(fā)、MAC接入相關(guān)機(jī)制、信標(biāo)與同步

14、、In tra-mesh擁塞控制、功率控制、交互工作、安全和幀格式等內(nèi)容。! !注：由于802.11s草案中許多問題未能取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，802.11s標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布日期不可預(yù)知。3.2 IEEE802.15 Mesh 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.15提供了簡單、低耗能無線連接的標(biāo)準(zhǔn)，是IEEE工作組針對無線個(gè)域網(wǎng)開發(fā)的，正發(fā)展成為包括便攜式和移動(dòng)計(jì)算設(shè)備的個(gè)域網(wǎng)或短距離無線 網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)定義了 WPA的物理層（PHY和媒體接入控制層（MA）802.15各子工作組定義內(nèi)容IEEE 802.15子工作組定義內(nèi)容IEEE 802.15.1藍(lán)牙1.1版IEEE 802.15.1a藍(lán)牙1.2版IEEE

15、802.15.2WLAI與 WPA的共存IEEE 802.15.3咼數(shù)據(jù)速率IEEE 802.15.1aUWBIEEE 802.15.4低數(shù)據(jù)速率及ZigBeeIEEE 802.15.5Mesh網(wǎng)絡(luò)（下一代無線因特網(wǎng)技術(shù)：無線 Mesh網(wǎng)絡(luò)方旭明等P23）IEEE 802. 15. 4IEEE 802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)是為低數(shù)據(jù)速率、長電池壽命和低設(shè)備開銷要求的遙測技術(shù)制定的。ZigBee聯(lián)盟正在制定運(yùn)行在IEEE 802. 15. 4 的MAC和物理層 以上的高層協(xié)議。它的網(wǎng)絡(luò)層支持多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如星形、簇形和Mesh在Mesh拓?fù)渲?，定義了一個(gè)協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和選擇一些關(guān)鍵的網(wǎng)絡(luò)

16、參 數(shù)。在路由協(xié)議中使用了 “請求-應(yīng)答”算法來排除非最佳路徑。（無線Mesh網(wǎng) 絡(luò)的組網(wǎng)及其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) .pdf 范濤，張燕 數(shù)據(jù)通信）ZigBee協(xié)議的Mesh結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)中的所有無線節(jié)點(diǎn)都相同，可以直接互相 通信，每一次網(wǎng)絡(luò)都會(huì)選擇一條或者多條路由進(jìn)行多跳傳輸， 將所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù) 信息傳給中心節(jié)點(diǎn)。 Mesh 網(wǎng)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有多條路徑到達(dá)中心節(jié)點(diǎn)，因此它的 容故障能力較強(qiáng)， 而且這種多跳系統(tǒng)以多跳代替了單跳的傳輸距離， 減小了源節(jié) 點(diǎn)所需要的發(fā)送功率。IEEE 802. 15. 5IEEE 802. 15. 5目前還在開發(fā)中，定位于WMN勺MAC層，不需要ZigBee或IP 路由支持。 I

17、EEE 802.15.5 繼承了 802.15.1-802.15.4 的一些基本思想，但 完全支持Mesh結(jié)構(gòu)。在802.15.5標(biāo)準(zhǔn)中，Mesh網(wǎng)絡(luò)被定義為一個(gè)個(gè)域網(wǎng)（PAN）, 有兩種組網(wǎng)方式： 全網(wǎng)狀拓?fù)浜筒糠志W(wǎng)狀拓?fù)洹?在全網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中， 每一個(gè)節(jié) 點(diǎn)直接與其他任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)相連； 在部分網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中， 只有部分節(jié)點(diǎn)與其他 所有節(jié)點(diǎn)相連，而其他節(jié)點(diǎn)則只是與交換較多數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)相連。 802.15.5 標(biāo)準(zhǔn) 主要涉及的問題包括：碰撞避免的信標(biāo)調(diào)度策略、路由算法、分布式安全問題、 能效操作模式、對于網(wǎng)狀節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)狀 PAN移動(dòng)性的支持等。802. 15. 6802. 15. 6 為非官方標(biāo)準(zhǔn)

18、，采用的頻段將是太赫茲級(jí) , 組合了光和無線電技 術(shù), 理論速率每秒達(dá)數(shù)太比特。3.3 IEEE802.16 Mesh 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)定義了無線城域網(wǎng)空中接口規(guī)范，為無線城域網(wǎng)（WMAN提 供“最后一公里”接入，是一種點(diǎn)對多點(diǎn)技術(shù)。鑒于無線Mesh網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)工作組將 Mesh結(jié)構(gòu)納 入最近推出的IEEE802.16d/e標(biāo)準(zhǔn)中。無線Mesh網(wǎng)絡(luò)是對IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)中的 點(diǎn)到多點(diǎn)（P2MP）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的補(bǔ)充。網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都與周圍鄰居節(jié)點(diǎn)形成多條 鏈路，并且可以選擇其中的一條鏈路，用來傳輸來自本節(jié)點(diǎn)或其他節(jié)點(diǎn)的信息。 這樣，連接斷開的可能

19、性要遠(yuǎn)低于P2MP模式。同時(shí)，隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)的增加，IEEE802.16 Mesh 網(wǎng)絡(luò)的健壯性加強(qiáng)，覆蓋范圍擴(kuò)大。IEEE 802. 16協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)草案中雖然有對 Mesh的支持，但仍然存在以下問題： 由于中心調(diào)度信息結(jié)構(gòu)僅支持大約 100 個(gè)用戶，所以 IEEE 802. 16 Mesh 的可升級(jí)性受到限制； IEEE802. 16 Mesh是基于無連接的 MAC其實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的 QoS難以保證； 假定兩跳以外的節(jié)點(diǎn)之間沒有干擾，則IEEE 802. 16 Mesh存在隱藏終端沖突； IEEE802. 16 Mesh的MAC協(xié)議存在鏈路選擇、同步、功率和數(shù)據(jù)速率的 平衡，以及路由和MAC相互依賴等冋

20、題。802. 16Mesh網(wǎng)絡(luò)在安全性方面還有很多需要改進(jìn)的地方，關(guān)鍵問題在于網(wǎng) 絡(luò)配置信息在傳輸過程中未經(jīng)加密，可以被截獲、篡改、偽造。要想較好地解決 802. 16Mesh網(wǎng)絡(luò)的安全性問題。需要解決配置信息加密、節(jié)點(diǎn)之間雙向認(rèn)證以 及Oss的安全分發(fā)等問題。在提高安全性的同時(shí)，不可避免地帶來傳輸效率的降低。因此還需要構(gòu)建靈 活、完善的分級(jí)安全體制來兼顧安全和效率。3.4 IEEE802.20 Mesh 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.20，即移動(dòng)寬帶無線接入（MBWA工作組，主要研究為移動(dòng)用戶開 發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)。802.20填補(bǔ)了當(dāng)前802.16的低移動(dòng)性高數(shù)據(jù)速率與蜂窩網(wǎng)高移動(dòng)性低數(shù)據(jù) 速率之間的性能

21、空間。IEEE802.20網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)基于純IP的網(wǎng)絡(luò)。在室內(nèi)、外環(huán) 境中，802.20均支持 WMN吉構(gòu)。在這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)之間可以直接或 間接通信，避免“三角路由”的出現(xiàn)，改善移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)性能，同時(shí)能迅速地接入主 干網(wǎng)絡(luò)，為移動(dòng)用戶提供快捷準(zhǔn)確的服務(wù)。問題：802. 20是一個(gè)全新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，有很多具體的技術(shù)問題有待解決，而且它 同現(xiàn)在的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)不兼容，利用它實(shí)現(xiàn)通信需要有巨大的投入。資料較少IEEE802系列無線mesh網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)比較內(nèi)容802.11s802.15.5802.16e802.20頻帶2.4GHz/5GHz2.4GHz/902928MHz/24002483.5MHz266

22、GHz<3.5GHz物理層標(biāo)準(zhǔn)802.11a/b/g802.15.3/802.15.4802.16a覆蓋范圍:幾百米10m以內(nèi)1.55km約15km,視情況對象WLANPANMANMBWAMesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)施，終端設(shè)備樹型，微微網(wǎng)PMP結(jié)構(gòu)，結(jié)合基于回程的WiMAX勺mesh結(jié)構(gòu)Mesh路由協(xié)議混合無線網(wǎng)狀網(wǎng)協(xié) 議HWMP無線感知 優(yōu)化鏈路狀態(tài)路由協(xié)議 RA-OLSR樹路由，mesh路由路由集中調(diào)度和路由分布式調(diào)度4. 選擇 ZigBee 走進(jìn) mesh利用現(xiàn)有的ZigBee協(xié)議棧，組mesh網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自組網(wǎng)和自路由。4.1 ZigBee 簡介ZigBee是一種無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)定，主

23、要由 ZigBee Allianee 制定，底層是采用 IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的媒體存取層與實(shí)體層。Zigbee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗個(gè)域網(wǎng)協(xié)議。根據(jù)這個(gè)協(xié)議規(guī)定 的技術(shù)是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)。其特點(diǎn)是近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本、大網(wǎng)絡(luò)容量、高可靠性。主要適合用于自 動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。簡而言之，ZigBee就是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網(wǎng)通訊技術(shù)。技術(shù)特點(diǎn)ZigBee是一種無線連接，可工作在 2.4GHz（全球流行）、868MHz歐洲流行） 和915 MHz（美國流行）3個(gè)頻段上，分別具有最高25

24、0kbit/s、20kbit/s 和40kbit/s的傳輸速率，它的傳輸距離在10-75m的范圍內(nèi)，但可以繼續(xù)增加。作 為一種無線通信技術(shù)，ZigBee具有如下特點(diǎn)： 低功耗：由于ZigBee的傳輸速率低，發(fā)射功率僅為1mW，而且采用了休 眠模式，功耗低，因此ZigBee設(shè)備非常省電。據(jù)估算，ZigBee設(shè)備僅 靠兩節(jié)5號(hào)電池就可以維持長達(dá)6個(gè)月到2年左右的使用時(shí)間，這是其它 無線設(shè)備望塵莫及的。 成本低：ZigBee模塊的初始成本在 6美元左右，估計(jì)很快就能降到 1.5-2.5美元，并且ZigBee協(xié)議是免專利費(fèi)的。低成本對于 ZigBee也 是一個(gè)關(guān)鍵的因素。 時(shí)延短：通信時(shí)延和從休眠狀態(tài)

25、激活的時(shí)延都非常短，典型的搜索設(shè)備 時(shí)延30ms休眠激活的時(shí)延是15ms活動(dòng)設(shè)備信道接入的時(shí)延為15ms 因此 ZigBee 技術(shù)適用于對時(shí)延要求苛刻的無線控制 （如工業(yè)控制場合等 ） 應(yīng)用。 網(wǎng)絡(luò)容量大 ：一個(gè)星型結(jié)構(gòu)的 Zigbee 網(wǎng)絡(luò)最多可以容納 254 個(gè)從設(shè)備和 一個(gè)主設(shè)備，一個(gè)區(qū)域內(nèi)可以同時(shí)存在最多 100 個(gè) ZigBee 網(wǎng)絡(luò)，而且網(wǎng) 絡(luò)組成靈活。 可靠：采取了碰撞避免策略 ，同時(shí)為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了專用時(shí)隙，避開了發(fā)送數(shù)據(jù)的競爭和沖突。MAC層采用了完全確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸模式，每個(gè)發(fā)送的數(shù)據(jù)包都必須等待接收方的確認(rèn)信息。如果傳輸 過程中出現(xiàn)問題可以進(jìn)行重發(fā)。 安全：ZigBee提供了基于循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）的數(shù)據(jù)包完整性檢查功能， 支持鑒權(quán)和認(rèn)證，采用了 AES- 1 28的加密算法 ，各個(gè)應(yīng)用可以靈活確定 其安全屬性。ZigBee 的優(yōu)點(diǎn)： 終端節(jié)點(diǎn)非常省電 Cluster-Tree 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)提供非常有效的路由 支持大規(guī)模