近年來國際間「無線網狀網路」( Wireless Mesh Networks )的相關研 究備受矚目，更引起了學界與業界的廣泛討論。無線網狀網路系統是基於 IEEE 標準技能實現的新型網路系統，可提升無線域區的覆蓋能力，並可為 有線網路提供另一種便宜、方便的選擇。
第一節、研究背景
我們的研究背景及立基於目前漸趨成熟的無線網狀網路，由於無線網狀 網路的高頻寬需求，我們引進使用複數頻道的優點來改善其效能。
在多躍式隨意無線網路(multi-hop ad-hoc wireless network)裡，傳 輸速率會因為鄰近存取點的同時傳輸而干擾降低速率，利用複數頻道 (multiple channel)可以避免這種干擾進而有效提升無線網路的效能。在 IEEE 802.11 網路中有存在著數個不與其他頻道重疊(non-overlap)的頻 道，例如在 IEEE 802.11b 中有三個不相互重疊的頻道可使用，而在 IEEE 802.11a 中更多達十二個不相互重疊的頻道可使用，雖然在 IEEE 802.11 Infrastructure mode 中，相鄰的基地台使用不同的頻道來降低干擾的方法 已經被提出（例如交大研究團隊在去年與資策會所合作的計劃「新世代無 線區域網路架構與技術」[14]中提出了動態調整無線網路基地台的頻道的 方法），然而在 IEEE 802.11 Ad-hoc mode 中如何有效的利用複數頻道增進 網路效能卻還是一個值得研究的領域。
我們可以從下圖 1-1 看出使用多重頻道的好處，在使用同一個頻道時，
兩個連線(link)會互相競爭干擾這個頻道，雙方理想值只能得到這個頻道 頻寬的一半，或許還會更低，但如果這兩個連線使用不同的頻道，便能獲 得這個頻道的整個頻寬，進而提升整個網路的效能。
throughput = 10Mbps Assume Channel Capacity = 10Mbps
圖 1-1、頻道干擾範例
第二節、研究動機與目的
在 IEEE 802.11 網路中有存在著數個不與其他頻道重疊(non-overlap) 的頻道，雖然在 IEEE 802.11 Infrastructure mode 中，相鄰的基地台使 用不同的頻道來降低干擾的方法已經被提出，然而在 IEEE 802.11 Ad-hoc mode 中如何有效的利用複數頻道增進網路效能卻仍是一個值得研究的領 域，例如 IEEE 802.11 的媒介存取協定(Medium Access Control Protocol) 的設計只針對單一頻道的使用，因此造成效能無法進一步地提升。當複數 個頻道被利用時，可預期的是網路的吞吐量(Throughput)會增加，干擾可 降低，空間中頻道的再使用率(Spatial Reuse)能提高。
我們最終的目的是要能夠利用複數頻來提升無線網狀網路的吞吐量。由 於在無線網狀網路中，有一些特性是和傳統無線區域網路或無線隨建即連 網路不同的，例如存取點是不具移動能力的，此外在無線網狀網路中，通 常會有一個連接至有線網路的存取點(Gateway)，因此在網路協定的設計上 會有別於傳統的無線區域網路或隨建即連網路。例如由於網狀網路是以效 能的提升(Throughput)為考量，而非以省電或硬體成本為考量，因此通訊 協定上的設計可以較為複雜，而多頻道的使用也更為合理，因此針對無線 網狀網路的環境，在頻道的切換與管理方面我們預期提出一個可在鏈結層 (Link Layer)實作的解決方法，以便提供整個無線網狀網路最大的效能。
第三節、研究範圍
主要的研究範圍為鏈結層的頻道管理協定：
我們將針對無線網狀網路提出一個頻道管理協定，並於鏈結層上實作出 來，我們預期此頻道管理能夠在只有一個網路介面卡的環境下運作，如此
能減少硬體的成本與硬體的相容性。
在頻道管理上要考量的主要問題是，要分配哪一個頻道給哪一個網路介 面卡使用，分配好頻道後使用多久要再度切換頻道等問題，在決定如何分 配頻道的問題上，我們必須考量每個鏈結(Link)的負載量(Load)，以及鄰 近存取點所使用的頻道狀況，如此才能降低干擾進而提高整體網路效能。
而頻道的使用問題上，我們必須考量每個存取點都可隨著時間的變化而 動態的調整所使用的頻道，在這過程中要考慮如何跟鄰居交換頻道的使用 資訊，另外在複數頻道環境下廣播(Broadcast)封包的傳送也是我們必須考 量的問題。
第四節、論文結構
本篇研究論文之架構區分為五個章節：第壹章為緒論，闡明本研究之背 景、動機與目的，第貳章為相關研究，介紹目前有關使用複數頻道應用於 的隨建即連(Ad Hoc)或無線網狀(Wireless Mesh)網路的文獻，在第參章 中，會詳盡說明我們提出的方法和管理協定，以及衍生出來的議題，第肆 章利用真實的網路環境形成無線網狀網路，並修改網路卡的驅動程式，把 我們的協定加進裡面，並測試成果，於第伍章中則是本研究論文的結論與 未來發展方向，以供為後續研究之參考。