无线城市Mesh关键技术 基于Qos的Mesh路由

在无线通信技术飞速发展的今天，具有大范围覆盖、高速率传输以及良好的移动性支持成为新一代无线网络的性能要能。WMN(Wireless Mesh Net)网络以其独有的特性，引起业界的广泛关注。WMN是在移动AdHoc网络的基础上发展而来是一种动态自组织多跳无线网络，具有自管理、自修复以及自平衡等优良特性。

Mesh路由中的Qos

随着网络多媒体、VOIP、视频会议等对实时性要求较高的业务的普及，人们对接入网络的带宽以及实时性要求日渐提高。如何在WMN中为接入用户提供网络级的Qos保证迫在眉睫。目前的许多MESH网络应用案例中，虽然客户有强烈的QOS要求，但是苦于没有优秀的路由协议，而只能提供尽力而为的网络服务。

Qos路由的工作有两个方面：一是找到满足Qos需求的路由，并且在业务进行的过程中维护路由；二是尽量提高网络资源的利用率，优化化网络性能。满足WMN整体的高吞吐量。从技术实现上讲，QOS路由需要如下几个关键组件：Qos路由协议，Qos信令、QosMAC。其中Qos路由协议用来在源、目节点中查找一条资源充足的路由，保证路由的正确性与时效性。Qos信令则用来预约、维护和释放资源，以最小的信令开销在各网络节点上之间建立路由的路径。QosMAC则是能够提供QoS服务的MAC层实体，它与上层Qos路由以及Qos信令协同工作，提供有效的资源预留机制、可靠的单播传输，足够大的业务带宽、以及具有优先级的介质竞争接入和限时接入功能。

在WMN中实现QOS路由是比较困难的，主要是因为：1）无线网络中链路质量预测困难，无线信号传输面临多径效应、路径损耗以及干扰等的影响，使其对带宽的计算、预留等操作存在误差；2）Qos信令缺少有效的适用于WMN的QOS信令模型；3）分布式的网络控制模式以及拓扑的动态性均为Qos保证提出了挑战；4）良好的Qos路由必须是跨层设计的，不同层间需要相互配合提供支持，这使的路由协议要综合考虑物理层、链路层及网络层的技术实现；5）支持Qos的路由必须提供良好的多路径特性，路由建立过程中，在多条路径上进行资源预约，以提高路由建立的成功率，而这使得协议实现困难。

GBCOM的QMR协议

由于上述问题的存在，使得基于Qos的Mesh路由在市场需求迫切的情况下，迟迟未有较大突破。近期来自中国本土无线设备厂商上海寰创通信科技有限公司(GBCOM)推出了一种新型的路由协议QMR(Qos Multipath Mesh Route Protocol),成功的解决上述难题，很好的满足了MESH网络中不同的业务需求。

寰创的QMR路由协议采用完全的分布式模式，当终端业务需求时，将其QOS需求通知给路由器，迅速开始路由发现流程，在发现过程中，各路由器使用选择性泛洪（有效地节省网络带宽资源），并依靠QosMAC提供的资源预约功能保证Qos需求，在路由的目的节点通过高效的路径选择算法，从多条路径信息中选择符合业务需求的路径集合。在业务持续过程中，使用一种有效的Qos信令保证路径带宽，并且将Qos信令与路由协议报文相结合，在保留可扩展性的前提下提高带宽利用率。当无线链路发生阻塞时，独有的路径优先级特性可以保证高优先级的业务始终畅通。多路径的特性可以实现在网络拓扑变化剧烈时的高效收敛。同时QMR还是基于链路层的路由协议，在Qos实现上可和MAC层自然结合。经过多种实际网络拓扑验证，QMR具有以下优良特性：

创新性Qos信令，有效的进行资源预约、建立、维护和释放。并且具有良好的扩展性。

优化的MAC层实现支持，为Qos路由协议进行资源预约提供良好保证。

层2路由协议，支持快速切换，对移动性有良好的支持。

多路径支持，在源目节点中提供多条满足QOS要求的路径，具有更好的容错性以及更高的负载均衡能力。

完全的分布式结构，提供链路或者节点异常时的快速自我恢复。

MESH网络中的路由作为WMN中的关键技术，在未来无线宽带领域起着至关重要的角色。寰创通信(GBCOM)在原有高性能MESH网络路由协议的基础上，考虑了Qos因素研发的WMR路由协议，解决的MESH网络中Qos支持的难题，并且经过实际验证该协议可以有效地保证不同业务的带宽等需求，为大规模的MESH组网（如无线城市）提供了强有力的支持。