在应急通信领域,也广泛应用Mesh自组网技术,Mesh与其他专网通信、卫星通信等系统融合也是未来发展重点。Wi-FiMESH由于频段、带宽、稳定性等问题,不太适合于应急通信等行业领域,采用同频TDMA方式的MESH产品成为行业热点.这类产品一般采用FPGA+ADC芯片架构,可以根据应用场景的信道特征灵活设计底层无线通信协议,广泛使用OFDM、MIMO等技术!使用这种方案的产品成本较高、功耗较大、开发稳定工作的产品周期较长.
MESH自组网是一种与传统无线网络完全不同的新型无线网络.它是一种动态地建立新的链接和其他节点相连的一项技术,它具有自组网、自修复、多跳级联、节点自我管理等优点,可以大幅降低网络部署的成本和复杂程度.1)按照组网频段,Mesh分为多频多信道组网和单频组网。单频组网收发采用单一频率,带宽容量减少一半。多频多信道组网下,设备使用多个正交频率,分别用于不同的链路,可增加系统吞吐量!2)在无线射频技术方面,为了提高传输速率和性能,近年来已经广泛使用OFDM、MIMO、智能天线等技术。
通过多频模块化设计,可以在ISM频段上提供高容量、低成本的无线接入方案!Wi-FiMESH产品在欧美国家“无线宽带城市”建设中得到广泛使用,国内运营商、学校、企业、工厂等也有大量使用!该时期出现了诸如SkyPilot、Azalea等大量的Wi-FiMESH厂家.但是,在3G/4G商用后,无线宽带接入市场急剧萎缩,很多厂家相继倒闭!MESH自组网已经应用在、消防、人防应急、三防应急、水利防汛、电力巡检、电力抢险、“雪亮工程”、铁路抢险、海事执法、海监巡查、海关边防、码头监控、森林防火、油田防盗、军事侦察、电视转播等领域。
3)在资源调度方面,通常分为CSMA/CA模式和TDMA模式。CSMA/CA采用资源竞争模式,但节点和跳数多、网络负载高时,资源有效利用率低!TDMA模式是一种基于时间分配的调度机制,当网络负载较重的情况下,效率较高.4)在网络路由算法方面,不同于固定路由采用的RIP、OSPF路由协议,常见的Mesh无线路由算法包括DSDV、DSR、AODV等!早期,宽带MESH产品广泛采用基于CSMA/CA的Wi-FiMESH技术!
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目前市面上采用此方案的公司比较多.此外还有采用LTE相关技术的MESH方案,其充分融合了LTE物理层技术,对其帧结构进行特殊设计,可以应用不同的调制编码方式适应不同的信道变化,获得传输效率。LTE是一种非常完善、成熟的技术,可靠性、稳定性可以得到保证,但是这种方案开发门槛高、投入较大,能够做底层研发的公司较少。目前,中国信科集团旗下的辰芯科技有限公司在其SDR芯片CX1860上开发了一套基于LTE协议的MESH方案,采用私有无线通信协议安全可靠性高,支持QoS机制保证无线传输业务质量,无线算法充分考虑了多径信道环境,进行了优化设计,在采用全向天线情况下也能实现远距离高性能传输,传输150公里;该方案除了具备FPGA方案的灵活性外,在集成度、功耗方面也更有优势,便于开发小型化的终端产品,相关厂商可以在此方案基础上快速开发自己的MESH产品!
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