移动Ad hoc网络的特点及应用.pdf

《移动Ad hoc网络的特点及应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、移动Adhoc网络的特点及应用1Adhoc网络的定义Adhoc网是一种多跳的、无中心的、自组织无线网络，又称为多跳网（Multi-hopNetwork）、无基础设施网（InfrastructurelessNetwork）或自组织网（Self-organizingNetwork）。整个网络没有固定的基础设施，每个节点都是移动的，并且都能以任意方式动态地保持与其它节点的联系。在这种网络中，由于终端无线覆盖取值范围的有限性，两个无法直接进行通信的用户终端可以借助其它节点进行分组转发。每一个节点同时是一个路由器，它们能完成发现以及维持到其它节点路由的功能。Adho

2、c网络凭借其基于IP的分组交换技术，可以提供高速率（现有的移动蜂窝网的传输速率不超过2Mbit/s，而Adhoc网络在2～6GHz频段上可提供2～50Mbit/s的数据速率）的数据业务和多媒体业务，从而成为第三代全球移动通信系统的一个重要补充；另一方面，Adhoc网络也可以作为Internet网络的无线延伸。2Adhoc网络的特点Adhoc网络的主要特征有以下几点：1)最小化的基础设施支持。2)自组织和自管理。既然网络基础结构是不具可用性的，这些节点必须通过自己组织和维护网络（要求有自主的分布式控制）。节点能侦测到其它节点的存在，并和它们一起加入网络。3)

3、大部分甚至所有节点都在移动，导致网络拓扑动态变化。当节点移动时，网络拓扑变化，新的节点加入，一些节点离开，或者是一些路由中断。经常出现频繁的、临时的、突发性的网络连接损失。4)无线链路。既然大多数节点是移动的，那就意味着只能是无线通信方式。5)节点既是一个主机，又是一个路由器。一个节点可能想连接到超出单跳距离外的另一个节点，那么对每一个节点而言，路由功能是必需的，因为网络没有下部结构支持，节点不必是同一类型（可以是电话、PDA、膝上型电脑、传感器等）。6)多跳性。既然每一个节点能为其它节点发送通信量，多跳性是可能的。在Adhoc网络里多跳是所希望的能力，因

4、为在单跳Adhoc网络里空间不会按比例增大，也就限制了节点之间的通信。7)能量受限。既然节点能移动，它们就不能依靠线路供能，而只能靠电池提供动力。8)异质性。每个节点可以有不同的性能。为了能连接基于下部结构的网络（形成一个混合网络），一些节点能和不止一种类型的网络通信。9)有限的安全性。Adhoc网络由于采用的是无线传播方式，因而会比有线网络更易受到敌方的干扰、窃听和攻击。3Adhoc网络的拓扑结构Adhoc网络的拓扑结构可划分为两种形式：平面结构（FlatArchitecture）和分层结构（HierarchicalArchitecture）。3.1平面

5、结构3.1.1结构描述Adhoc网络的平面结构如图1所示。图1平面结构的网络是全分布式的结构，源节点和目的节点之间一般存在多条路径，可实现负载平衡，也可为不同的业务类型选择适当的路径，网络中的所有节点都是对等的，所有的节点由单个的全向电台组成，在网络中共享同一个随机接入无线信道。平面结构中各节点的覆盖取值范围较小，信号被侦听/截获的概率较小，因此这种网络具有一定的安全性和健壮性（Robust）。然而，平面结构的扩展性却很差。理论分析显示，即使网络的结构已经是最优的设计，每个节点的吞吐量仍是随着网络中节点数的增大而急剧下降，甚至到零。另外，从协议的角度来考虑

6、，路由协议也影响了网络的容量。现在的许多协议都是基于平面结构来设计的，研究已经证明，当网络的规模很小时（在大多数情况下，节点数不超过100个），路由协议是很有效的。然而，在很多场合（例如，战场和灾区）需要大规模的网络，这时，再采用平面结构的路由协议，性能就要下降。具体原因主要有以下3个方面。（1）大规模的网络中，从源节点到目的节点的路径变得很长。例如，在战场上，每个电台的传播取值范围是受限的，而战场上的节点数却有几百个，从源节点到目的节点的平均跳数将会超过10个，任何一条链路（Link）的破坏就会引起整条路径（Path）的失败。即使没有路径的失败，由于时延

7、很大，在一些对时间要求严格的场合，这种时延是不能接受的。（2）路由引起的链路负载变得很大。平面网络的路由协议可以分成两部分：先应式路由（Proactive）（又称为表驱动路由（Table-driven））和后应式路由（Reactive）（又称为按需路由（On-demand））。先应式路由协议需要周期地向全网广播交换路由信息，这会造成很大的信息量，当在移动环境下，为了保持准确的路由信息，需要对路由表频繁地更新，这也会产生很大的控制负载。在大规模的通信网中使用按需路由，虽然只在需要的时候才产生信息负载，但是，当节点的Cache中无相关路由信息时，则需要通过洪泛

8、（Flooding）方式来搜寻路径信息，这就会产生大的负载。由于移