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目前已經商用的無線寬帶自組織網絡產品基本上都是基于WiFi，稱之為WiFi-Mesh。紐約、巴黎等國際性大都市都已經采用或計劃采用基于WiFi的無線寬帶自組織網絡技術來建設城域無線寬帶自組織網絡，用于無線寬帶接入、小區覆蓋及建設平安城市。在無線寬帶自組織網絡技術發展過程中，出現了多個具有階段代表性的體系。第一階段的典型代表是基于交換技術的無線寬帶自組織網絡。采用交換技術的無線寬帶自組織網絡產品是無線交換機與AP（接入點）的結合，它本身沒有路由功能，必須有一個根節點來進行數據交換。

這一階段的產品主要特征是適合小規模組網、連接多個熱點。第二階段的典型代表是基于路由技術的無線寬帶自組織網絡。具有路由功能的無線寬帶自組織網絡真正體現了網狀路由的特性。每個無線網絡中的路由器不僅為覆蓋區內連接的用戶提供網絡接入，作為該網絡的基本設施，它同時將數據通過無線寬帶自組織網絡路由到目的地。但由于使用的是來自有線網絡廣泛應用的三層路由技術，并不完全適用于無線網絡，無線寬帶自組織網絡的真正潛力沒有發揮出來。

第三代無線寬帶自組織網絡產品采用多種技術，無線性能（傳輸距離、移動速率、抗干擾、穿透等）大幅增強，能適應更多更復雜的應用場景。第三代寬帶自組織網絡具備靈活性高和容錯能力強的特點，簡化了視距通信問題，并以最少量的網絡基礎設施和互聯成本大大擴展了網絡的覆蓋范圍。相對于現有的有線系統，無線系統在信號質量、覆蓋程度、傳輸距離、通信安全、服務質量等方面遭遇了更為苛刻的挑戰。如何克服這些瓶頸一直是無線寬帶自組織網絡領域的核心問題。此外，如何與WiMAX（全球微波互聯接入）、Zigbee等新技術融合也是當前無線寬帶自組織網絡的重要研究課題。

無線寬帶自組織網絡的技術特點

與其他的傳統無線通信網絡相比，無線寬帶自組織網絡具有顯著特點。

1）無中心和自組織性蜂窩網的節點之間有主從之分，每個節點只與同它直接有主從關系的節點聯系，一旦主節點出現故障將導致其所有從節點無法正常工作。而無線寬帶自組織網絡中沒有絕對的控制中心，所有節點的地位平等，節點只要在無線發射功率可及范圍內，都可以直接通信，網絡中的節點通過分布式算法來協調彼此的行為，無需人工干預和任何其他預置的網絡設施，可以在任何時刻任何地方快速展開并自動組網。由于網絡的分布式特征、節點的冗余性及不存在單點故障點，使得網絡的健壯性和抗毀性很好。

2）自動適應動態變化的網絡拓撲在無線寬帶自組織網絡中，設備終端能以任意速度和任意方式在網中移動，并能隨時關閉設備。節點只要在無線發射功率可及范圍內，都可直接通信，一個節點的故障只會影響與它相關的無線鏈路，其他鏈路可照常通信。受無線發送裝置的天線類型多種多樣、發送功率變化、無線信道間的互相干擾、地形和天氣等綜合因素的影響，設備終端間通過無線信道形成的網絡拓撲隨時可能發生變化，變化的方式和速度難以預測，路由協議必須能管理這種快速變化，使任一時刻任意兩點之間通信能找到最佳路徑。

3）多跳路由受節點發射功率的限制，導致節點的無線覆蓋范圍有限。在傳統的無線網絡中，只能在相鄰節點間通信。無線寬帶自組織網絡節點要與其覆蓋范圍外的節點進行通信時，可以通過中間節點進行轉發。此外，無線寬帶自組織網絡中的多跳路由是由普通節點協作完成的，而不是由專用的路由設備（如路由器）完成的。借助多跳功能，無線寬帶自組織網絡可以把WiFi的單點覆蓋擴充到區域覆蓋，大大提高其應用范圍。

4）受限的無線傳輸帶寬無線寬帶自組織網絡采用無線傳輸技術作為底層通信手段，由于無線信道本身的物理特性，它所能提供的網絡帶寬相對有線信道要低得多。此外，考慮到競爭共享無線信道產生的沖突、信號衰減、噪音及信道之間干擾等多種因素，移動終端得到的實際帶寬遠遠小于理論上的最大帶寬。無線寬帶自組織網絡及傳統無線網絡的拓撲結構如圖1所示。無線寬帶自組織網絡在體系結構、網絡組織等方面與傳統無線網絡有著顯著的區別。

基于無線寬帶自組織網絡的應急通信系統

無線寬帶自組織網絡應急通信系統通常由應急指揮多媒體平臺軟件、無線寬帶自組織網絡便攜式設備和多臺無線寬帶自組織網絡單兵設備構成（其結構如圖2所示），既可以實現現場點對點、點對多點應急指揮多媒體通信，又可以實現現場與應急指揮中心的多媒體通信。無線寬帶自組織網絡應急通信系統是專門針對突發公共事件現場“最后幾公里”的多媒體通信開發的無線傳輸系統，采用了國際領先的無線寬帶自組織網絡技術和數字圖像壓縮技術，真正實現了突發公共事件發生時，在突發公共事件現場快速部署，在移動環境下實現視頻、語音、數據等寬帶多媒體業務的實時、同步傳輸。與傳統無線應急通信系統相比，該系統具有覆蓋范圍廣、移動性好、抗干擾、防遮擋、抗衰落能力強、傳輸數據率高、穩定性高、可靠性高、互為中繼及雙向多媒體通信等顯著優點，為應急指揮、搶險救援和部隊偵察、野外作戰等應急多媒體通信提供遠距離、高質量、高速率、無線實時傳輸的理想解決方案。

無線寬帶自組織網絡應急通信系統采用2.4GHz和5.8GHz同時傳輸的雙頻特性。每臺無線寬帶自組織網絡便攜式設備提供一個RJ-45網口、12V直流電源輸出接口、GPS接口。單兵設備作為系統終端節點將提供一整套的視音頻設備，同時還提供一條專用網線。系統終端節點根據用戶要求選擇傳輸視頻、語音、數據等業務。根據不同的業務可推斷出大致的帶寬需求（見表1）。在無線信號良好的情況下，兩臺設備可以提供20Mbit/s左右的帶寬，為傳輸業務提供了足夠帶寬。

無線寬帶自組織網絡的前景預測

無線寬帶自組織網絡具有很高的抗毀性和靈活性，它將在軍事領域發揮重大的作用。無線寬帶自組織網絡是建立單兵通信系統的核心技術，該技術對發展單兵通信系統起到關鍵的作用。在現代戰場上，無線寬帶自組織網絡可以使各種車輛和人員之間保持密切的聯系，實現集中統一指揮和協同作戰。無線寬帶自組織網絡在民用領域的應用前途也不可估量，它可以在室外的臨時環境下進行移動視頻會議，工作團體可通過網絡協同完成一項重大任務。它也可以使家庭與工作環境相互連接，可以在家辦公。在辦公室操作和監控家里安裝了無線接收器的家用電器，完成開鎖、開燈、開空調等一系列操作。

無線寬帶自組織網絡將廣泛應用于以智能傳感器為主的物聯網中。物聯網上部署了海量的多種類型傳感器，每個傳感器都是一個信息源，不同類別的傳感器所捕獲的信息內容和信息格式不同。隨著物聯網的飛速發展，作為傳感器間相互聯接紐帶的無線寬帶自組織網絡必將得到極大的推廣和應用。

結束語

無線寬帶自組織網絡可移動性、自組織性、高帶寬性的特性，使其在應急通信系統中的得到了重要應用。建立在高寬帶的基礎上，應急通信系統提供了視頻、語音、數據信息等業務，完全滿足《中華人民共和國公共安全行業標準》中的要求。

作者：胡宇峰單位：上海交通大學電子信息學院