编队自组网通信平台的设计与实现

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1、硕士学位论文编队自组网通信平台的设计与实现DESIGNANDIMPLEMENTATIONOFCOMMUNICATIONSPLATFORMOFFORMATEDADHOCNETWORK赵泓2009年6月哈尔滨工业大学硕士学位论文参考文献......................................................................................................................53哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明.

2、.............................................................56哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书..............................................................56致谢............................................................................................................

3、..................57-3-哈尔滨工业大学硕士学位论文1第一章绪论1.1课题背景来源及研究的目的和意义本课题来源于国家高新技术领域项目“移动计算系统接口与集成技术”。编队节点在高速运行状态下，有可能由于受到通信条件的制约或节点意外失效，从而失去与原指挥系统的联络关系。在这种条件下，为了保证节点之间通信畅通，必须在各编队节点间采用无线自组网技术，建立无线通信网络，实现节点和节点之间的通信联系。节点之间通过选举群首（也即簇首）实现编队的控制，当原群首失效时动态选举新群首，时刻保持各编队节点间

4、的数据通信和控制。通过采用无线自组网技术可以大大提高编队节点的通信效能。1.2AdHoc网络简介1.2.1AdHoc网络的基本概念AdHoc网络，即MANET（MobileAdHocNetworks），国内又称为自组网，是由一组带有无线收发装置的移动节点组成的一个多跳的、临时性的自治系统。AdHoc一词源自拉丁语，原义为“特别地、或专门地为某一即将发生的特定目标、事件或局势，而不为其他的”，或“仅为这种情况的”，这个名词在很大的程度上反映了这种网络的在应用和技术上所标称的特性。在任一时刻，节点间通过无线信

5、道连接而形成一个任意网状拓扑结构。节点可以任意移动，导致网络拓扑结构随之发生变化。AdHoc网络可以在独立的环境下运行，也可以通过网关连接到现有的网络基础设施上，如Internet。在后面这种情况中，AdHoc网络通常是以一个末端网络的方式连接进入现有网络，它只允许目的地是自治系统内部节点的信息进出，而不会让其他信息穿越自治系统。AdHoc网络是无线通信技术与计算机技术结合的产物[1]。在AdHoc网络中，节点兼备主机和路由器两种角色。一方面，节点作为主机运行相关的协同应用程序；另一方面，节点作为路由器需

6、要运行相关的路由协议，进行路由发现、路由维护等常见的路由操作，转发目的地不是自己的分-1-哈尔滨工业大学硕士学位论文组。因为AdHoc网络是一个多跳的无线移动网络，两个要交换信息的主机可能不能直接进行通信。下图中描述了一个由三个节点组成的简单的AdHoc网络。图1-1一个简单的AdHoc网络如图1-1所示：网络中移动节点C不在节点A的发射覆盖范围之内（用环绕节点A的圆环表示），同时节点A也不在节点C的覆盖范围之内。如果节点A和C之间需要交换信息，就需要节点B为它们转发分组，因为节点B在节点A和C的覆盖范围

7、之内。1.1AdHoc网络协议分层参考模型与有线网络相比，AdHoc网络的工作环境有诸多不同，因此所选技术也有较大的差异，这主要体现在底3层，即物理层、链路层和网络层，而其中又以网络层最大。下面根据AdHoc网络的技术特点，并就各层的构成逐一介绍。AdHoc协议栈[2]如图1-2所示。物理层是一组低功率、高能力、能在运动中工作的物理传输设备，提供无线传输能力、完成无线信号编码译码、发送和接收等工作，以支持移动组网。链路控制层提供对共享无线信道的访问以及对逻辑链路的控制，提供可靠的无线通信的逻辑链路层，以支

8、持有效的介质访问。网络层是AdHoc技术的核心，也是它与其他现有网络的主要区别所在，支持网络工作的传输协议、移动组网算法和动态路由协议。传输层主要完成端对端通信的建立，目前一般是对有线网中的TCP/UDP进行改造，使之适应无线环境。应用服务层主要包括建立在AdHoc之上的无线应用以及接入移动通信核心网的各种业务。1.2.1物理层：在实际应用中，物理层的设计依实际需要而定。基于接收发送主要功能的物理层要考虑两个问题。首先是无线通