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1、网络与应用NETWORKANDAPPLICATIONCHINANEWTELECOMMUNICATIONS(TechnicalEdition)Adhoc网络物理层关键技术畅志贤(西安邮电学院通信工程系西安710121)摘要目前移动自组织网(AdhocNetwork)被越来越多的方面应用,对它的研究也越来越多的关注。由于网络结构的特殊性,其物理层的安全性,信道及调制方式等均有其特殊要求。本文中在Adhoc物理层采用跳频正交频分复用的调制方式,并讨论了其同步问题。关键词自组织网物理层调制跳频正交频分复用现为信道受自然和大气环境的影响极大,信道参数1引言随时间快变化;用户的动态性
2、,具体表现为信道随用未来移动通信网络除了以低成本达到高数据率户的移动而产生较快的变化,带宽不稳定;业务的动外,还要求网络组网灵活,具有适应性和生存能力。态性,具体表现为用户可随机自由选择不同媒体的Adhoc网络是一种没有预定的基础设施支撑的自组通信方式,各类用户不同媒体业务要求互不干扰,用织可重构的多跳无线网络,可独立存在,也可以作为户需要实现同时多接入。但是Adhoc网络也具有以蜂窝移动网络的有效加强。因此,Adhoc网络将因其下显著特点:灵活性而在未来移动通信网络中扮演重要作用。(1)无中心和自组织性。由于网络的分布式特Adhoc网络是一种多跳的、无中心的、自组织无征
3、、节点的冗余性和不存在单点故障点,使得网络的线网络,又称为多跳网(Multi-hopNetwork)、无基础健壮性和抗毁性很好。设施网(InfrastructurelessNetwork)或自组织网(2)动态变化的网络拓扑(见图1)。移动终端能(Self-organizingNetwork)。其中没有绝对的控制中够以任意速度和任意方式在网中移动,并可以随时心,所有节点的地位平等,网络中的节点通过分布式关闭电台,加上无线发送装置的天线类型多种多样、算法来协调彼此的行为,无需人工干预和任何其他发送功率的变化、无线信道间的互相干扰、地形和天预置的网络设施,可以在任何时刻任何地方
4、快速展气等综合因素的影响,移动终端间通过无线信道形开并自动组网。成的网络拓扑随时可能发生变化,而且变化的方式和速度都难以预测。因而网络层的路由协议[1]是其关2Adhoc网络特点键。Adhoc[2]网络和一般移动通信一样具有信道、用(3)安全性较差。由于采用无线信道、有限电户和业务3个动态特性,即:信道的动态性,主要表源、分布式控制等技术,它更加容易受到被动窃听、19中国新通信(技术版)2008.5网络与应用NETWORKANDAPPLICATIONCHINANEWTELECOMMUNICATIONS(TechnicalEdition)他安全措施。其中本文选择跳频的方式来
5、改善其抗A干扰性能[4]C。(2)利用信道分配策略改善吞吐量双向信道B对于单信道Adhoc网络,其MAC协议需要考D道虑的是如何充分利用信道,避免冲突。CSMA/CA是信F向单目前应用非常广泛的协议,节点通过物理信道侦听G(CCA)与虚拟网络侦听(NAV)结合的方式进行载波HEI侦听,采用不等长时隙的退避机制和冲突避免策略,竞争信道进行发送。TDMA可以将信道按照时间片图1Adhoc网络的拓扑结构划分为多个时隙,节点按照静态或者动态分配方式占用其中的一个或者几个时隙。但是对于无线自组主动入侵、拒绝服务、剥夺“睡眠”等网络攻击。织网络来说,静态分配方式不能适应节点的移动和(
6、4)多跳路由。由于节点发射功率的限制,节点拓扑的变化;而在一个分布式多跳系统内,进行动态的覆盖范围有限。当它要与其覆盖范围之外的节点分配也还有很多问题需要解决,将CSMA/CA和TD-进行通信时,需要中间节点的转发。此外,自组织网MA结合,提高信道分配效率,减少冲突。络中的多跳路由是由普通节点协作完成的,其信道多信道无线自组织网络,则需要关注如何在节是多跳共享的无线信道。点间分配信道,以提高网络吞吐量,避免冲突,实现信道上的负载均衡。将信道分为控制信道和数据信3物理层的关键技术道,节点在控制信道中协商数据交换采用的数据信正是由于Adhoc网络与传统的固定网络的巨道,然后在
7、相应的数据信道上进行数据通信。控制信大区别,其网络协议栈也有比传统协议栈更高的要道和数据信道的划分可能是时间上的,也可能是空求,物理层要能实现分布式多点发起的同步;媒体访间上的。虽然需要占用一定的资源用于信道协商,但问控制(MAC)层要能管理多个分布站点随机的收发目前在多信道的理论分析结果说明,在合理设计的行为;网络层要能高效地管理分布式的路由协议;传多信道条件下,不仅可以提高整体网络容量,还可以输层要针对各种不同的业务进行优化等等[3]。其中物提高每个信道的实际吞吐量。理层主要负责频率选择、载波产生和监听、信号监(3)调制及
