《无线Mesh网络基础》--读书笔记&备忘之二

本篇内容均摘自《无线Mesh网络基础》（英）史蒂夫・梅思利 著 西安交通大学出版社 2012年7月 第一版
一、Mesh网络容量
对于纯Mesh网络，随着网络尺寸和用户数量的增加，用户不能自身产生容量以维持每用户吞吐率的需求。

Mesh网具备扩展性的唯一可行方法是提供额外容量，具体方法可以是引入骨干网形成混合Mesh网，或者是引入接入点形成接入Mesh网。通过这两种方法，Mesh网就具有了可扩展性，同时一定程度上也具有了蜂窝网的一些特点。

二、Mesh网的频谱效率
似乎没有理由相信，实际的移动Mesh网在本质上比传统的蜂窝网络更有频谱效率。
相对于目前蜂窝网，Mesh网中用户移动性对频谱效率和网络可用性方面，提供了一种更好的折中处理手段，这是由于Mesh网中用户同时还是路由节点。

任何倾向于实施Mesh网主要还是基于Mesh带来的优势（例如覆盖、或者缺乏基础设施等），而不是频谱效率。

三、定向天线
定向天线并不能带来显著的好处。

四、提高频谱利用率
Mesh网可以使用“不太稀缺”的频段（最高达6GHz），可以提高频谱利用效率，因此，结合搞得杂波损耗和路径损耗，Mesh网可以采用多跳路由和多跳路径。
五、Mesh中PHY和MAC方法

需要节点时间同步的PHY机制将无法工作，包括很多调频机制。基于常见的时隙的MAC机制，例如FDMA/TDMA/CDMA，如果不是不可能实现，即使能够实现，难度也非常大。
六、Mesh网络潜在的缺陷
容量：因为其它节点的业务量，中继对每个节点会有一定的需求，用户的吞吐量的速度不及Mesh的增长速度。

基础结构：要想使得用户数量增加并保持一定的性能，需要增加基础设施，在设计Mesh网络时，应该避免尝试设计一个纯粹的Mesh网络。

效率：对于MAC效率，Mesh网络通常形成去中心化方法，通过随机访问协议和一些补偿行为来实现。其效率远远比不上中心化的、带调度的MAC，如TDMA。因此不应该简单地认为Mesh网络能够带来比通常点到多点网络更高的效率，比如蜂窝网络。

中继疲劳：节点作为中继过度工作导致供电不足；用户行为也可能进一步恶化该问题。

初期部署：当展开一个新网络时，需要若干种子节点。当网络在一个新区域第一次搭建时，其连通性有最小限度。

提升能力：提升Mesh网络性能，需要提升每个节点的性能，不同于在蜂窝网络中提高部分节点的性能就可以改善整个网络的性能。

用户行为可靠性：与蜂窝网络不同，用户的行为对Mesh网络有很大的影响。如“自私用户”的出现将减少活跃节点的密度，从而使得真个Mesh网络的性能下降。也会增加“表现好”的用户的负载，加快他们电源能量的枯竭。

Ad hoc和QoS：Mesh网络最大吸引人的地方是它完全不用计划，但是ad hoc系统的服务质量很差，这需要再维持网络的ad hoc环境和提供服务质量之间有折中。

如果所有的缺陷都避免了，Mesh的确具有一些吸引力大的特点，特别是在覆盖范围延伸区域或覆盖范围中，Mesh网络可以提供与蜂窝网络互补的性能。

五、成功的Mesh网实现
1.无线城市：（a）跳过障碍区；（b）不需要有基础设施。
2.社区互联网：少用基站，易于安装。
3.车辆自组织网（VANET)应用：易于建立、撤销，不需要基础设施，网状网中的链路上的路由不需要中心的协调，也是这个应用的重要推动。



六、Mesh网络与无线传感网络的比较
1.不同之处
便宜的WSN节点意味着没有Mesh网络的节点可靠；

WSN含有较多高密度的节点，无线电范围较低；

WSN的业务复杂度较低，当然不是实时的，比特率可能只有每天几个比特；

WSN的业务依赖于具体的应用，节点设计遵循这个原则，使得节点不灵活；

WSN中除了传感器还可以包括制动器。

无线Mesh网络的路由挑战应对移动性，而WSN的路由挑战是应对能量有限。

2.相似之处

都是自组织网；

原则上，两者都不需要基础设施；

实际上，两者都是受益于基础设施。Mesh网络的有点事通过接入点来提高服务质量(QoS），WSN通过网关/路由器来改善边缘节点的功率消耗

实际上，两者都受益于聚类欺骗可扩展性问题；

两者都有安全的挑战；

两者都有隐私的挑战；

两者在节点行为上都依赖于网络。

非结构话网络节点类型均匀而没有物理层次，另一种说法是，所有节点物理、架构上都是平等的。
WSN与Mesh网络具有许多相似之处，但是具有更大的限制条件，尤其是功耗方面。WMN和WSN都具备易部署性和好的覆盖特性---在Mesh情况下更容易避免密集环境中的RF阴影，并且在传感网情况下允许足够的密度，并且对现场部署的传感器的安排没有限制。

类似于Mesh，网中结构的存在能够显著地影响其性能。对于Mesh，增加基础设施能够帮助避免可扩展性和服务质量问题。在WSN情况下结构还能提高可扩展性，因为减少网络中许多节点（如边缘节点）的中继负担无功耗问题的可扩展性是可能的，即WSN的低占空比可以保持。在WSN中，这要求一些节点功能强于其它节点，并且这些节点通常不是电池供电。这些节点将成为802.15.4网络中的协调器，具有主电源，外部网络连接并且担当安全应用的信任中心。

可以认为，网络结构和节点多样性使得实际系统更加灵活。在许多情况下，仍然怀疑是否需要完全非结构话的WSN，最终可以注意到目前可预见的WSN的主要应用包括传统的有线应用向无线的演进，而非一个革命性的杀手级WSN应用。

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