本书主要讲述了无线Mesh网络的技术及主要应用,书中既包含基本概念的介绍，又包括一些前沿技术的介绍。全书分以下几部分：无线Mesh网络概述、无线Mesh网络协议栈和网络架构、无线Mesh网络的媒体接入控制、无线Mesh网络的信道分配策略、无线Mesh网络路由协议、无线Mesh网络路由测度、无线Mesh网络的应用、无线Mesh网络的安全问题。

无线Mesh网络（Wireless Mesh Network，WMN）也称为无线网状网或无线多跳网，是一种新型的无线网络架构，是无线终端接入Internet的一种非常具有竞争力的解决方案。无线Mesh网络和GSM蜂窝网络、WLAN一样，都是一种网络的组织形式，但又与有控制中心的网络系统有着明显的区别。从1960年到1970年期间，传统的有线网络得到了飞速的发展，有线网络中的Internet网络取得了巨大的成果并得到了较为广泛的应用。同样，无线Mesh网络以其本身的一些巨大优势有望成为未来无线网络的发展方向。目前，无线Mesh网络技术已经受到越来越多的科研院校和行业研究者的关注。 本书主要讲述了无线Mesh网络的技术及主要应用。书中既包含基本概念的介绍，又包括一些前沿技术的介绍。其宗旨是通过本书的学习，使读者能够理解什么是无线Mesh网络，并能懂得它与其他无线网络的区别、网络的定义、结构和组成、网络的协议及主要应用等基本内容，也能了解无线Mesh网络面临的安全威胁及未来无线Mesh网络的发展方向。 本书共8章，其中第1章主要介绍无线Mesh网络的起源、与其他网络的区别，以及标准化进程。第2章主要介绍无线Mesh网络的协议栈和网络结构。第3章主要介绍无线Mesh网络的媒体介入控制方法，其中介绍802.11的MAC层接入机制及无线Mesh网络中的单信道和多信道媒体接入控制方法。第4章主要介绍多信道环境下无线Mesh网络的信道分配策略和无线Mesh网络的跨层设计的思想。第5章主要介绍网络中的路由协议。第6章主要介绍无线Mesh网络的路由协议中路由度量值的设计方法。第7章主要介绍无线Mesh网络的主要应用。第8章介绍目前无线Mesh网络面临的安全威胁及解决方案。 本书由黄河科技学院无线与移动通信创新团队成员编写。本书由柴远波和郑晶晶主编，李伟负责编写第1、2章；郑晶晶负责编写第3、4章；刘超负责编写第5、6章；王鸿运负责编写第7、8章。郭晓伟、汤亚广三名2011级通信班的学生负责本书的文字编辑工作。 本书既可以作为学习无线Mesh网络的入门书籍，也可以作为本科生的选修课程教材，还可以作为学术硕士或专业硕士的课程教材，或作为设计课程的辅助参考书。 本书在编写过程中参考了有关作者的文献，引用了无线Mesh网络在不同环境下应用的一些技术资料，并得到了黄河科技学院师生的热情支持，在此一并表示感谢。 由于时间的关系，书中难免有不足之处，敬请读者批评指正。 编 者

第1章 无线Mesh网络概述 1 1.1 无线Mesh网络的起源 1 1.2 移动Ad hoc网络向无线Mesh网络的演进 4 1.3 无线Mesh网络的定义 9 1.4 未来网络中Mesh网的地位 9 1.5 Mesh的形式 10 1.5.1 自组织纯粹Mesh网络 11 1.5.2 接入Mesh网 13 1.6 无线Mesh网络的特点 14 1.7 Mesh与其他网络的对比 15 1.7.1 与传统的无线局域网（WLAN）相比 15 1.7.2 无线Mesh网络与蜂窝网络的主要区别 17 1.7.3 无线Mesh网络与移动Ad hoc网的主要区别 17 1.8 标准化进程 18 1.8.1 IEEE 802.11s Mesh网络 18 1.8.2 IEEE 802.15 Mesh网络 23 1.8.3 IEEE 802.16 Mesh网络 26 小结 31 参考文献 31 第2章 无线Mesh网络协议栈和网络架构 33 2.1 概述 33 2.2 分层通信协议 34 2.2.1 应用层 34 2.2.2 传输层 36 2.2.3 路由层 38 2.2.4 MAC层 40 2.2.5 物理层 41 2.3 无线Mesh网络结构 42 2.3.1 无线骨干型Mesh网络结构 42 2.3.2 客户端型Mesh网络结构 44 2.3.3 混合型Mesh网络结构 44 2.4 IEEE 802.11s无线Mesh网络及其组网技术 45 2.4.1 IEEE 802.11s无线Mesh网络 45 2.4.2 IEEE 802.11s Mesh组网技术 46 2.5 IEEE 802.16无线Mesh网络及其组网技术 48 2.5.1 IEEE 802.16无线Mesh网络 48 2.5.2 IEEE 802.16 WiMAX的Mesh组网技术 48 2.5.3 IEEE 802.16 Mesh组网技术 49 2.6 IEEE 802.11s和IEEE 802.16无线Mesh网络的区别 50 小结 52 参考文献 52 第3章 无线Mesh网络的媒体接入控制 54 3.1 WMN网络中的物理层/MAC层属性 54 3.2 发射功率控制 57 3.2.1 功率控制的研究背景 57 3.2.2 功率控制的意义和作用 58 3.2.3 功率控制技术分类 59 3.2.4 网络层功率控制机制 59 3.2.5 链路层功率控制机制 59 3.2.6 混合功率控制机制 61 3.3 802.11b/a/g MAC协议 61 3.3.1 IEEE 802.11s协议 62 3.3.2 基于 802.11的WLAN MAC协议 63 3.4 IEEE 802.11 MAC层接入机制概述 66 3.4.1 DCF接入机制 66 3.4.2 PCF接入机制 71 3.5 802.11 DCF接入机制的缺陷 74 3.6 单信道MAC协议 74 3.7 多信道MAC协议 77 3.7.1 多信道MAC协议分配方案 79 3.7.2 多信道MAC协议接入方式 80 3.7.3 单接口多信道协议分析 81 3.7.4 多接口多信道协议分析 83 小结 86 参考文献 87 第4章 无线Mesh网络的信道分配策略 90 4.1 概述 90 4.2 蜂窝网络与WMN中的信道分配策略之比较 92 4.3 连接图 94 4.4 冲突图 95 4.5 多射频冲突图 96 4.6 信道分配中的限制与面临的挑战 96 4.7 多信道关键问题 98 4.7.1 多信道隐藏终端问题 98 4.7.2 多信道广播问题 99 4.7.3 多信道网络模型和网络拓扑分析 102 4.8 无线Mesh网络信道分配算法 103 4.8.1 信道分配的限制和挑战 103 4.8.2 信道分配算法的分类 104 4.9 跨层设计原理 112 4.9.1 开放式系统互联模型 113 4.9.2 跨层设计对各层的要求 114 4.9.3 WMN跨层设计原则与方法 116 小结 118 参考文献 118 第5章 无线Mesh网络路由协议 120 5.1 无线自组织网络相关路由协议简介 120 5.1.1 先验式路由协议 123 5.1.2 反应式路由协议 125 5.1.3 混合式路由协议 130 5.1.4 基于地理位置路由协议 132 5.2 按需距离矢量路由协议AODV 133 5.2.1 关键问题 134 5.2.2 算法描述 135 5.3 无线Mesh网络路由技术 138 5.3.1 无线网络的特点 138 5.3.2 无线Mesh网络路由协议设计要点 139 5.3.3 无线Mesh网络路由协议的衡量指标 140 5.3.4 无线Mesh网络路由协议的分类 141 5.4 HWMP路由协议简介 144 5.4.1 HWMP路由的运行 145 5.4.2 HWMP路由的性能分析 146 5.5 多射频链路质量源路由协议 147 5.6 机会路由 148 5.6.1 机会路由的基本概念 148 5.6.2 机会路由的研究现状 149 5.6.3 机会路由影响因素及其面临的挑战 153 小结 155 参考文献 156 第6章 无线Mesh网络路由测度 159 6.1 概述 159 6.2 无线Mesh网络中的路由测度 161 6.3 改进预期传输次数测度 167 6.4 有效传输数量测度 168 6.5 路由测度的最新发展 170 小结 172 参考文献 173 第7章 无线Mesh网络的应用 175 7.1 国内外研究与发展现状 176 7.2 无线Mesh网络的应用领域 176 7.3 用户侧Mesh网络的应用 179 7.3.1 多跳蜂窝网络 179 7.3.2 网络社区 182 7.3.3 办公室或大学室内网络 184 7.4 网络侧或回程网的应用 184 7.5 联合用户和网络侧的Mesh网应用 185 7.5.1 车辆自组织网络（VANET）的概念 185 7.5.2 基于VANET的智能化管理 186 7.5.3 车辆自组织网络（VANET）应用示例 189 7.6 无线传感器网络 192 7.6.1 无线传感器网络的特点 192 7.6.2 应用范围 193 7.6.3 无线传感器网络应用示例 193 7.7 无线城市 197 7.8 无线Mesh网络未来应用展望 199 小结 200 参考文献 201 第8章 无线Mesh网络的安全问题 203 8.1 概述 203 8.2 无线Mesh网络的安全目标及面临的挑战 204 8.2.1 无线Mesh网络的安全目标 204 8.2.2 面临的特殊安全挑战 206 8.3 安全问题及当前的应对措施 206 8.3.1 WMN面临的主要安全问题 206 8.3.2 无线Mesh网络特有的认证机制 209 8.3.3 安全的媒体访问控制 211 8.3.4 对DoS攻击的防御 212 8.3.5 嵌入式安全方案与系统级监控 214 8.3.6 集成问题 214 8.4 信任关系 214 8.4.1 无线Mesh网络域信任管理模型 215 8.4.2 信誉模型分析 216 小结 218 参考文献 218