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1實現模式

該組網方法支持基礎設施網狀網和終端用戶網狀網兩種實現模式。（1）基礎設施網狀網模式。該模式在接入點與終端用戶之間形成無線回路。移動終端通過WR的路由選擇與AP形成無線鏈路，AP通過路由選擇及管理控制等功能，為移動終端選擇與目的節點通信的最佳路徑，從而形成無線回路。同時，移動終端通過AP可與其他網絡相連，從而實現整個無線網絡連接。采用該結構可以降低系統成本，提高網絡的覆蓋率和可靠性。（2）終端用戶網狀網模式。終端用戶自身配置無線收發裝置，通過無線信道的連接形成一個點到點的網絡，這是一種任意網狀網的拓撲結構，節點可以任意移動，可能會導致網絡拓撲結構也隨之發生變化。在這種環境中，由于終端的無線通信覆蓋范圍有限，兩個無法直接通信的用戶終端可以借助其它終端的分組轉發進行數據通信。在任意時刻，終端設備在不需要其他基礎設施的條件下可獨立運行，可支持移動終端較高速率的移動，快速形成寬帶網絡。終端用戶模式實際上是一個Adhoc網絡［15］，可以在沒有或不便利用現有網絡基礎設施的情況下提供一種通信支撐。兩種模式具有優勢互補性，既可以在不具備基礎設施網絡的條件下與其他用戶進行直接通信，也可以作為中間路由器將數據轉發給其它節點，然后送往目的節點，又能在一個較為廣闊的區域內快速實現多跳的無線通信，從而與其他網絡相連，實現無線寬帶接入。由于無線Mesh網絡的拓撲結構處于不斷變化之中，故而可借鑒摩托羅拉Mesh網絡采用一種專有的距離矢量路由算法MSR（文獻［4］），即提供多種已知路由，但不維持關于某個地區內的所有節點的信息。

2組網測試

為了驗證該組網方法的可行性和有效性，組建一個小型無線局域網來進行數據傳輸測試。

2．1組網設備

（1）無線接入點（AP）：NETGEARWG602v4（1臺）。（2）無線路由器（WR）：①TP－LINKTL－WR2041N（1臺）；②TP－LINKTL－WR842N（1臺）；③TP－LINKTL－MR13U（2臺）。（3）無線終端：筆記本。

2．2網絡組建

網絡組建方法（圖2）：首先，將無線子網1、無線子網2、無線子網3和有線網絡利用組網技術分別與無線接入點（WG602v4）進行橋接；其次，在有線網絡中，通過對無線路由器的配置使FTP服務器（IP地址：192．168．1．200）具有類似無線網卡的功能，從而易于接入無線網絡中；然后，利用無線移動終端（智能手機、筆記本等）在無線子網1、無線子網2和無線子網3所覆蓋的范圍內任意接入，向有線網絡中的FTP服務器上傳數據，從而測試整個網絡的傳輸速率。無線子網1中的WR具有3根高規格的MiMo架構的可同時進行數據收發的天線和高達450Mbps的無線傳輸速率；無線子網2中的WR具有2根高規格的MiMo架構的可同時進行數據收發的天線和高達300Mbps的無線傳輸速率；無線子網3中的WR具有內置天線和高達150Mbps的無線傳輸速率，且內置10400mAh電池，大流量傳輸下可連續使用24～26小時。

2．3設備配置

2．3．1AP配置該AP可設定多種工作模式：一般的無線接入點模式（AccessPoint）；點對點的橋接模式（Point－to－PointBridge），同時能提供無線覆蓋；點對多點的橋接模式（Point－to－MultipointBridge），同時能提供無線覆蓋；轉發模式（Repeater）；無線客戶端模式（Wirelessclient）。V4版本更是支持Macclone，其具體配置方法如下：①將計算機IP設為192．168．0．200、子網掩碼設為255．255．255．0后與AP相連；②登錄AP管理界面，在“Setup→WirelessSet－tings”中配置AP的無線參數：“Country／Region”設為“Asia”，“Channel／Frequency”選擇信道6；③在“Setup→SecuritySettings”中配置AP的安全加密策略，即“SecurityType”選擇“WPA－PSK／WPA2－PSK”，“EncryptionType”選擇“TKIPandAES”，“UseWPAwithpre－sharedkeyPasswordPhrase”中輸入長度介于8～63個字符的密碼；④在“Ad－vanced→WirelessBridging”中配置AP點對多點無線橋接：點擊“WirelessMulti－PointBridging”，在“RemoteMACAddress”中填寫WR的MAC地址，點擊“Add”，添加到“WirelessRemoteAccessPointList”中；⑤在“Setup→IPSettings”中配置AP的IP地址：“IPAddress→DHCPClient”設為“Dis－able”，“IPAddress→IPAddress”設為192．168．1．100，“IPAddress→IPSubnetMask”設為255．255．255．0，“IPAddress→DefaultGateway”設為192．168．1．1；⑥保存各配置后重新啟動AP，完成配置。

2．3．2無線子網中WR配置在無線子網中，各WR的配置基本相同。具體配置方法如下：①將計算機IP設為192．168．1．101、子網掩碼設為255．255．255．0后與WR相連；②登錄WR管理界面，設置WR的LAN口地址：“網絡參數→LAN口設置”，設置WR的IP，需要注意的是，防止2．3．1節中AP及各WR間IP地址沖突，保存后重啟WR；③重新登陸WR，開啟并設置WDS：“無線設置→基本設置”中勾選“開啟WDS”，點擊“掃描”搜索周圍無線信號，選擇2．3．1節中配置的AP的SSID號，點擊“連接”，信道、模式及加密信息（密鑰類型和密鑰）設置成與AP相同；同時，為了實現終端用戶在此網絡中無線漫游，設置WR的SSID與2．3．1節中AP相同，然后“保存”；④關閉WR的DHCP服務器：在“DHCP服務器”中，選擇“不啟用”；⑤設置WR無線安全：在“無線網絡安全設置”中設置WR的無線安全，選用和2．3．1節中AP一樣的“WPA－PSK／WPA2－PSK”加密方法；⑥保存各配置后重新啟動WR，完成配置。

2．3．3有線網絡中WR配置通過對該子網中WR進行配置，使FTP服務器具有類似無線網卡的功能，從而易于接入無線網絡中。配置方法如下：①將WR模式選擇開關撥到AP模式；②將計算機IP設為192．168．1．101、子網掩碼設為255．255．255．0后與WR相連；③登錄WR管理界面，設置WR的LAN口地址：“網絡參數→LAN口設置”，設置WR的IP，注意避免與前面配置的IP地址沖突，保存后重啟WR；④配置WR工作模式：進入管理界面，選“設置向導”，點“下一步”，選擇“客戶端模式”；⑤設置SSID：在④中繼續點“下一步”，在“設置向導→無線設置”的“無線網絡名稱”中，選擇2．3．1節中配置的AP的SSID號；⑥設置無線安全：在“設置向導→無線設置”的“無線安全選項”中，將WR的加密方式和密鑰設置成與2．3．1節中的AP一樣；⑦保存各配置后重新啟動WR；⑧WR重啟完成后，用網線將FTP服務器與WR連接，將FTP服務器“本地連接”的IP地址設為192．168．1．200，子網掩碼設為255．255．255．0。

2．4測試結果

在無線子網1、2、3覆蓋范圍內，先將筆記本通過無線網卡任意接入各無線子網，再通過AP接入整個無線網絡中；然后在筆記本上登陸有線網絡中的FTP服務器，并向其傳輸數據進行測試，結果如圖3所示，具體為：（1）無線子網3內數據傳輸速率為176．6kB／s；（2）無線子網2內數據傳輸速率為318．4kB／s；（3）無線子網1內數據傳輸速率為441．8kB／s。根據測試結果，可以得出如下結論：（1）整個無線網絡具有較好的傳輸速率（＞100kB／s）。（2）無線子網1路由器性能最好，傳輸速率也最高，無線子網3路由器性能最差，傳輸速率也最差，所以路由器性能越好，傳輸速率越高。（3）因為是在各無線子網覆蓋范圍內隨意接入，所以整個網絡延展性好，覆蓋能力強。

3擴展應用

3．1組建廣域網該無線Mesh網絡既可以作為獨立的局域網使用，實現局域網內高速通信，也可以通過通信衛星組成災區廣域網，實現整個災區內通信，還可將災區各無線Mesh網絡組成的廣域網通過衛星鏈路接入非災區地面互聯網，實現災區與非災區的通信。應急通信鏈路如圖4所示。由圖4可見，當處于一個無線Mesh網中的終端a要與處在另一個無線Mesh網中的終端b通信時，終端a首先向本地通信基站A發送通信請求，請求信息沿最佳路由經過各節點轉發到達基站A；基站A收到通信請求后，通過下行鏈路（基站到控制中心為下行鏈路，反之為上行鏈路）向控制中心發送信息，提出通信申請；控制中心收到信息后，向基站A發送確認信息并通知基站B，控制中心收到基站B的確認信息后分配信道；通信信道建立后，終端a向基站A發送通信信息，基站A再將通信信息通過衛星鏈路傳送給基站B，基站B將收到的信息經存儲轉發傳給終端b。通信完成后，任何一個基站都可發起通信鏈路拆除信號，控制中心收到拆除信號后，進行通信完成確認，收到確認信息后，網控中心拆除基站A和B之間的通信鏈路，將信道收回。

3．2現場集群通信不通過衛星，利用集群技術，將各Mesh網連接，建立現場應急救援網絡，協調各救援群體，網絡拓撲如圖5所示。由圖5可見，現場應急移動指揮車可以作為中心利用無線Mesh技術把下面所屬的設備互聯；同時，還可利用集群技術，根據現場指揮車數量完成不同的組網方案：單車單中心、多車單中心和多車多中心。

4結語

通過對無線Mesh網絡組網技術的研究，提出了一種基于無線Mesh網絡技術的應急通信技術解決方案。通過選取設備利用該技術組網，數據傳輸測試表明，該組網方法可以為應急救援工作提供高質量的無線通信傳輸服務。該組網方法具有以下特點：（1）節點之間采用無線級聯方式通信，每個節點都可與其他節點以點對多點的方式連接，且無線級聯無跳數限制，從網絡拓撲角度來說，可構建一個網狀網結構的網絡。（2）網內每個節點都有一條或多條無線上聯鏈路，提供了高冗余性，不存在“單點故障”，即任何一點或幾點設備出現問題，不會影響整網的正常工作。（3）根據Mesh網絡拓撲結構的特性，對于固定骨干節點與移動接入點或固定接入點混合組網，甚至是全移動組網，該方法能夠快速感知網絡結構的變化，可以在快速移動時仍舊保持無線網絡連接。（4）對于新加入的節點可以被自動發現，并可自主配置。

作者：付榮國肖飛單位：江蘇省地震局