Ad-Hoc Networks Beyond Unit Disk Graphs

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AdHoc网络关键技术及应用

AdHoc网络关键技术及应用

Ad Hoc网络关键技术及应用. 2007年6月4日09:20 泰尔网XX通信技术汪科夫摘要Adhoc网络是一种新型无线移动网络。

详细分析了Adhoc网络的关键技术,描述了它的应用X围,并在此根底上指出了它的开展前景。

1、介绍20世纪70年代,美国国防部高级研究方案局(DARPA)启动了“战场环境中的无线分组数据网〞工程,研究在战场环境下利用分组无线网进展数据通信。

1983年和1994年,DARPA 又分别于启动了抗干扰自适应网络工程SURAN(SurvivableAdaptiveNetwork)和全球移动信息系统GloMo(GlobleMobile Information Systems)工程,对能够满足军事应用需要的移动通信系统进展更深入的研究。

后来,IEEE802.11[1]标准委员会采用了“Ad hoc网络〞一词来描述这种特殊的自组织无中心多跳无线网络构造,Ad hoc网络由此诞生。

2、Adhoc网络关键技术Adhoc网络是一种动态变化的无线自组织网络,它的体系构造、效劳质量QoS保障和应用等问题比拟复杂并难以实现。

传统固定网络和蜂窝移动通信网中使用的各种协议和技术无法被直接使用,因此需要为Adhoc网络设计专门的协议和技术。

目前Adhoc网络研究所面临的主要挑战包括:MAC协议[2][3]、路由协议[4][5][6]、QoS[7]、平安问题[8]、功率控制和网络互联等。

2.1MAC协议MAC协议是Adhoc网络协议的重要组成局部,是分组在无线信道上发送和接收的主要控制者。

普通网络的共享播送信道、点对点无线信道和蜂窝移动通信系统中由基站控制的无线信道都是一跳共享信道,Adhoc网络的无线信道与它们不同,它是多跳共享的多点信道。

因为当一个节点发送分组时,只有在它覆盖效劳内的节点才能收到。

这种信道共享播送信道导致Adhoc网络存在隐终端、暴露终端和入侵终端等问题。

如图1所示,当节点A向节点B发送分组时,节点C显然不能发送信息。

Ad_Hoc_网络拓扑控制算法的设计与仿真(攻略)

Ad_Hoc_网络拓扑控制算法的设计与仿真(攻略)

分类号密级U D C学位论文Ad Hoc 网络拓扑控制算法的设计与仿真作者姓名:叶宁指导教师:李喆教授东北大学信息科学与工程学院申请学位级别:硕士学科类别:工学学科专业名称:通信与信息系统论文提交日期:2008 年1 月10 日论文答辩日期:2008 年1 月19 日学位授予日期:答辩委员会主席:评阅人:东北大学2008 年 1 月A Thesis for the Degree of Master in Telecommunications and Informatio n Systems Design and Simulation of a Topology ControlAlgorithm for Ad Hoc Networksby Ye NingSupervisor :Professor Li ZheNortheastern UniversityJanuary 2008- I -独创声明本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。

论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外,不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示诚挚的谢意。

学位论文作者签名:签字日期:学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定:即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。

本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。

(如作者和导师同意网上交流,请在下方签名:否则视为不同意)学位论文作者签名:导师签名:签字日期:签字日期:东北大学硕士学位论文摘要- II -Ad Hoc 网络拓扑控制算法的设计与仿真摘要Ad Hoc网络作为一种无中心、自构建、自组织和自管理的新型网络,因其组网灵活、展开迅速、分布式控制等诸多的优点,在军事和民用领域有广泛应用,成为研究的热点。

Ad Hoc 自组织网络

Ad Hoc 自组织网络

Ad Hoc 自组织网络12070423 程鹏Ad Hoc网络是基于预先架设网络基础设施的无线网络,他依赖于基站、无线接入点等现有基础设施网络。

自组织网络的应用需求有临时会议,紧急情况科学考察,探险,军事战场,接入网络服务商所需的时间和成本,现有服务和架构的性能或者能力,远离网络基础设施而希望保持与网络的连接。

Ad Hoc结构是一种省去了无线中介设备AP而搭建起来的对等网络结构,只要安装了无线网卡,计算机彼此之间既可实现无线互联;其原理是网络中的一台计算机主机建立点到点连接,相当于虚拟AP,而其他计算机就可以直接通过这个点对点连接进行网络互联与共享。

自组织网的起源与1972年战场环境下的用于数据通信的分组无线网,1983年发展成支持大规模网络,适应战场快速变化环境需要的自适应网络协议的抗毁自适应网络。

1994年进一步发展为满足军事应用需要的、可快速展开、高抗毁星的移动信息系统。

1991年IEEE 802.11首次提出“Ad Hoc网络”——自组织、对等式、多跳无线移动通信网络。

1997年IETF 成立MANET工作组——基于IP的无线多跳网络路由。

2003年IRTF成立ANS研究组。

Ad Hoc网络是由一组带有无线通信收发装置的(移动)终端节点组成的一个多跳临时性自治系统。

每个(移动)终端同时具有路由器和主机两种功能:作为主机,终端需要运行面向用户的应用程序;作为路由器,终端需要运行相应的路由协议。

节点间路由通常由多跳(Hop)组成。

不需要网络基础设施,可以在任何地方、任何地点快速构建。

Ad Hoc网络的特点有:独立组网——不需要任何预先网络基础设施。

动态拓扑——节点移动/开机/关机,节点无线发送功率变化、无线信道干扰或者地形等因素影响。

自组织——无控制中心,节点故障不会影响到整个网络。

多跳路由——接收端和发送端可使用比两者直接通信小得多的功率进行通信,因此节省了能量消耗。

通过中间节点参与分组转发,能够有效降低对无线传输设备的设计难度和成本,同时扩大了自组织网络的覆盖范围。

第7章移动Adhoc网络(new)PPT课件

第7章移动Adhoc网络(new)PPT课件
❖ ADAPT协议解决隐含节点干扰问题的方法是,将基于 载波侦听多址访问协议CSMA以及使用碰撞回避握手 的竞争协议综合到时分多址访问协议TDMA分配协议 中。
❖ 该协议中,每个时隙划分成3个时段:
优先级时段:在该阶段,节点初始化一个与预定目的节点进 行碰撞回避握手,达到向外公布自己将要使用其分得时隙的 目的。
❖ 通过使用在网络中泛洪的控制消息最少,从而实现第 二次优化
❖ 第三次优化是,一个MPR节点可能选择只报告其自己 与其MPR选择器之间的链路.
❖ OLSR协议特别适用于规模大、节点密度高的网络。
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2. 基于反向路径转发的拓扑分发协议(TBRPF)
❖ 是一个主动式链路状态路由协议,是专门为移动Ad Hoc网络设计的,它提供逐跳的到达每个目的节点的 最短路由。
❖ 应仔细考虑偷听、哄骗、拒绝服务攻击不 断提高的可能性
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7.2 移动Ad Hoc网络的MAC层
在移动Ad Hoc网络中,节点移动、无线 信道脆弱、缺乏中心协调机制是在设计MAC 协议时必须仔细考虑的问题。
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7.2.1 Ad Hoc MAC协议分类
竞争协议(Contention Protocol) 分配协议(Allocation Protocol ) 混合协议(Hybrid Protocol)(竞争协议和
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(3) 移动性与网络拓扑动态性
❖ 移动Ad Hoc网络节点自由地任意移动,导 致网络拓扑动态变化
❖ 网络拓扑(通常是多跳的)可能随机、迅 速、不可预测地变化,并且可能由双向链 和单向链组成
❖ 移动首先限制了网络扩展性,必须开发更 为合适的路由协议
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(4) 设备限制

Ad Hoc Network英文简介

Ad Hoc Network英文简介


In Ad Hoc network, host may be a router, the move will make network topology change.The manner and the speed of changing is unpredictable. For the regular network, the network topology is relatively stable.

(5) The life cycle is short (生存周期短)
Ad Hoc network is mainly used for temporary communication needs, relative to the wired network, its survival time is generally short.
Ad Hoc Network
பைடு நூலகம்
1、INTRODUCTION


The mobile communication network we often mention generally has a center. It is running based on the pre-established network facilities 。 We know that the communication range of the satellite communication system is the most widely used to provide communication services for users in every corner of the world. In this system, satellite plays a similar function with the base station.

AD_HOC网络总结

AD_HOC网络总结
现代移动通信技术 东南大学移动通信国家重点实验室
1. Ad hoc网络概述 1.2 应用领域
3)紧急和临时场合:在发生了地震、水灾、强热带风暴或遭受其他灾难打击 后,固定的通信网络设施(如有线通信网络、蜂窝移动通信网络的基站等网 络设施、卫星通信地球站以及微波接力站等)可能被全部摧毁或无法正常工 作,这时就需要Ad Hoc网络这种不依赖任何固定网络设施又能快速布设的 自组织网络技术。类似地,处于边远或偏僻野外地区时,同样无法依赖固 定或预设的网络设施进行通信。Ad Hoc网络技术的独立组网能力和自组织 特点,成为这些场合通信的最佳选择。 4)个人通信:个人局域网(PAN, Personal Area Network)是Ad Hoc网络技术 的另一应用领域 .不仅可用于实现 PDA、手机、手提电脑等个人电子通信设 各之间的通信,还可用于个人局域网之间的多跳通信。
现代移动通信技术 东南大学移动通信国家重点实验室
1. Ad hoc网络概述 1.3 特点
3)动态变化的网络拓扑:Ad Hoc网络中,移动终端能以任意速度和方式 移动,并随时关闭无线收发器。由于无线发送装置的天线类型多种多样、 发送功率的变化、无线信道间的互相干扰、地形和天气等综合因素的影响, 使得移动终端间通过无线信道形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。此外无线传播条件的快速改变,也导致了网 络拓扑必须以不可预测的方式任意、迅速地改变。
东南大学移动通信国家重点实验室
1. Ad hoc网络概述 1.1 发展历史
Ad Hoc网络当前的研究成果主要集中在欧美,卡内基梅隆大学的 MONARCH(Mobile Networking Architectures)项目组建立了移动 Ad Hoc网络的测试平台,现在该项目在Rice大学研究,主要开发自适 应无线网络协议和协议接口。 欧洲考虑将移动Ad Hoc网络作为中继,从而可以扩大第二代及第三 代移动通信系统的覆盖范围和提高在网络发生故障时系统的鲁棒性, 目前己经建立了A-GSM(Ad Hoc GSM)的试验系统。 Internet工程任务组(IETF,Internet Engineering Task Force)也 成立了一个移动Ad Hoc网络工作组,目标是针对Ad Hoc这种无线多 跳网络开发一种基于IP协议的路由机制,使得IP协议扩展到这种自组 织的、快速移动的无线网络。 IETF也将Ad Hoc网络称为MANET(Mobile Ad Hoc Networks), 并公布了一系列的有关Ad Hoc路由的草案,因此MANET和Ad Hoc网 络这两个词表达的意思相同。

任务28 用Ad-Hoc模式组建无线局域网WLAN

任务28 用Ad-Hoc模式组建无线局域网WLAN

相关知识—无线局域网工作原理
IEEE 802.11协议,CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)
➢第一步:送出数据前,监听传输介质状态,等没有人使用传输 介质,维持一段时间后,再等待一段随机的时间后依然没有人使 用,才送出数据。 ➢第二步:送出数据前,先送一段小小的请求传送报文(RTS: Request to Send)给目标端,等待目标端回应(CTS:Clear to Send)报文后,才开始传送。 ➢第三步:发送数据结束后,只有当接收到网络目标用户返回的 ACK确认包后,才认为数据已经正确到达目的地,否则,必须重 新发送数据,直到收到网络目标用户返回的ACK确认包。
➢ 扩展频谱方式 数据基带信号的频谱被扩展至几倍~几十倍再被搬移至射频发射出去 。一般选择ISM频段,(Industrial Scientific Medical )。
➢ 窄带调制方式 数据基带信号的频谱不做任何扩展即被直接搬移到射频发射出去。
红外线
➢ 红外线方式
最大优点是这种传输方式不受无线电干扰,且红外线的使用不受国家 无线管理委员会的限制。
任务28 用Ad-Hoc模式组建无线局域 网WLAN
教学目标
• 能够在没有无线接入点AP的情况下使用无线网卡组建无 线局域网;
• 能够利用无线局域网进行数据共享; • 能够描述无线网的特点、应用场合和网络拓扑; • 能够描述无线网络的通信方式、工作过程和主要标准; • 能够按照无线网络安全规范进行无线网络构建。
(outdoor) 信道(5GHz频段) 。 • 802.11i, 2004年,安全和鉴权(Authentification)方面的补充。 • 802.11n,2006年,应用MIMO OFDM技术,传输速率达

Ad Hoc移动自组网

Ad Hoc移动自组网
路由信息不易轻易获得
• 定期交换路由信息或者搜索开销大 • 网络资源有限、并非所有节点都共享 • 节点资源有限(CPU、电池等) • 不一定能收集所有的路由信息
MANET路由面临的问题
路由信息不完整
• 很难将信息发送到一个没有固定成员的 网络的所有节点
路由信息可能过期
• 不可能连续或者立即交换信息 • 节点移动的随时性 • 无线传播变化性
隐藏终端
接收点的通信范围内 而在发送节点通信范 围外的节点。
隐藏终端可能连续存 在,使得信道利用率 进一步降低。
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n1
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信道分配问题
对于单信道无线自组织网络,其MAC协议 需要考虑怎样充分利用信道,避免冲突。
CSMA/CA机制,时分多址(TDMA)机制。 将CSMA/CA和TDMA结合起来。 对于多信道无线自组织网络,则需要
• 移动终端和固定基 站互相通信
• 移动终端不具备路 由功能
• 基站负责路由和交 换功能,充当接入 有线网络的网关
Ad Hoc组网方式
Ad Hoc单独组网
• 网内节点进行通信, 不与基础网络设施相 连
混合组网
• Ad Hoc与Internet 整合
• Ad Hoc与蜂窝网整 合
实现MANET关键技术
Ad Hoc移动自组网
Mobile Ad Hoc Networks
第三小组
主要内容
背景、历史及应用领域介绍 组网技术 MAC、路由协议 网络安全 功率控制 QoS网络服务质量 网络互联
背景介绍
Infrastructure Networks :有架构网 络
• 常规有线网络 • GSM通讯系统 • 用AP连接的WLAN
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ad hoc无线网络综述

ad hoc无线网络综述

1概述Ad hoc网络定义根据IEEE的定义,Ad hoc网络是一种特殊的自组织、对等式、多跳、无线移动网络,也常被称为移动Ad hoc网络。

它由一组无线移动节点组成,是一种不需要依靠现有固定通信网络基础设施的、能够迅速展开使用的网络体系,所需人工干预最少,是没有任何中心实体、自组织、自愈的网络。

在自组网中,每个用户终端不仅能移动,而且,兼有路由器和主机两种功能。

一方面,作为主机,终端需要运行各种面向用户的应用程序;另一方面,作为路由器,终端需要运行相应的路由协议,根据路由策略和路由表完成数据的分组转发和路由维护工作。

Ad Hoc网络中的信息流采用分组数据格式,传输采用包交换机制,基于TCP/IP协议簇。

所以说,Ad Hoc网络是一种移动通信和计算机网络相结合的网络,是移动计算机通信网络的一种类型。

Ad hoc网络特点Ad hoc网络是一种特殊的无线移动网络。

网络中所有结点的地位平等,无需设置任何的中心控制结点。

网络中的结点不仅具有普通移动终端所需的功能,而且具有报文转发能力。

1.无中心Ad hoc网络没有严格的控制中心。

所有结点的地位平等,即是一个对等式网络。

结点可以随时加入和离开网络。

任何结点的故障不会影响整个网络的运行,具有很强的抗毁性。

2. 自组织网络的布设或展开无需依赖于任何预设的网络设施。

结点通过分层协议和分布式算法协调各自的行为,结点开机后就可以快速、自动地组成一个独立的网络。

3. 多跳路由当结点要与其覆盖范围之外的结点进行通信时,需要中间结点的多跳转发。

与固定网络的多跳不同,Ad hoc网络中的多跳路由是由普通的网络结点完成的,而不是由专用的路由设备完成的。

4. 动态拓扑Ad hoc网络是一个动态的网络。

网络结点可以随处移动,也可以随时开机和关机,这些都会使网络的拓扑结构随时发生变化。

这些特点使得Ad hoc网络在体系结构、网络组织、协议设计等方面都与普通的蜂窝移动通信网络和固定通信网络有着显著的区别。

Ad-hoc

Ad-hoc
Ad-hoc
构成一种特殊的无线网络应用模式,一群计算机接上无线网络卡,即可相互连接,资源共享,无需透过Access Point。 Ad-Hoc(点对点)模式:ad-hoc模式就和以前的直连双绞线概念一样,是P2P的连接,所以也就无法与其它网络沟通了。一般无线终端设备像PMP、PSP、DMA等用的就是ad-hoc模式。 在家庭无线局域网的组建,我想大家都知道最简单的莫过于两台安装有无线网卡的计算机实施无线互联,其中一台计算机连接Internet就可以共享带宽。如下图所示,一个基于Ad-Hoc结构的无线局域网便完成了组建。 Ad-Hoc结构是一种省去了无线AP而搭建起的对等网络结构,只要安装了无线网卡的计算机彼此之间即可实现无线互联;其原理是网络中的一台电脑主机建立点对点连接相当于虚拟AP,而其它电脑就可以直接通过这个点对点连接进行网络互联与共享。 由于省去了无线AP,Ad-Hoc无线局域网的网络架设过程十分简单,不过一般的无线网卡在室内环境下传输距离通常为40m左右,当超过此有效传输距离,就不能实现彼此之间的通讯;因此该种模式非常适合一些简单甚至是临时性的无线互联需求。 另外,如果让该方案中所有的计算机之间共享连接的带宽,比如有4台机器同时共享宽带每台机器的可利用带宽只有标准带宽的1/3。 如何建立Ad Hoc 无线连接 我们将从一台已经通过有线Ethernet宽带连接到Internet的独立电脑开始。然后,我们将按照3个步骤建立ad hoc无线网络: 第一步是在主电脑上安装802.11b无线网卡,并将其配置为一个电脑到电脑(ad hoc)的无线连接。 第二步是在第二台电脑上安装一个无线网卡。 要完成网络并提供与Internet的连接,应在主机上激活Internet连接共享(ICS)。 在你阅读以下文章时,请注意:我们提供的图像既有从主机上捕捉的,也有从客户机上捕捉的,主机的屏幕截图包含一个银色的标题栏,而客户机的屏幕截图包含了一个蓝色的标题栏。 配置主机 在你在电脑上安装了一个802.11b适配器(例如一个Orinoco 或Cisco无线网卡)之后,Windows XP将自动检测到该网卡,安装驱动并在通告区域显示一个图标。(现在,我正在使用Agere的Orinoco Silver 网卡建立ad hoc无线网络。尽管在Windows XP提供了对它们的内置支持,但是您还可以通过Microsoft Update,使用更新的驱动程序和固件对它们进行升级)。如果在电脑所处的环境范围内还有其它的网卡,Windows就会自动显示一个可用网络的清单。但是,如果在此范围内没有任何可用的网络,无线连接图标将显示一个红色的“X”,而且将不能自动打开一个“查看无线网络”(View Wireless Networks)窗口。如果要打开这个窗口,请点击无线连接的图标。 在这个时候,如果“可用网络”列表中出现了可用的网络,请不要立即选择其中的某个可用网络。如果在此之前,你的电脑已经连接到一个首选的访问点上,请删除所有首选访问点。以保证只建立与你想要配置的ad hoc网络的连接。 然后,点击窗口顶部的“高级”选项卡。只选择“电脑到电脑(ad hoc)网络”,并且清除到“自动连接非首选网络”复选框,如果它已经被选中的话,。这项设置以及删除有线网络保证了只连接到ad hoc网络。 再次点击“无线网络”选项卡。在首选网络项下,点击“添加”,如图1所示。在“无线网络属性”对话框中指定一个网络名称(SSID)。可以使用任何想要的名称,但是一定要使用该名称对所有电脑进行配置。注意,由于网络的类型已经被指定为只能连接到ad hoc网络,所以它已经被标明为电脑到电脑网络,不能再改变了。 由于在尝试配置WEP数据的加密之前,运行ad hoc无线网络的工作要更容易进行一些,所以我们此时不对无线等价协议(WEP)进行配置。你是否使用WEP将由你所处的环境决定。在大多数情况下,为了得到最佳的保护和安全,在你的ad hoc网络开始正确运行之后,你应该回到“无线网络属性”并指定WEP的设置。 在“无线网络属性”对话框中配置了网络名称(SSID)之后,将显示一个新的ad hoc网络和一个PC网卡图标,表明这是一个电脑到电脑的网络。 要注意红色的“X”标记。当第二台电脑在此范围之内,而且已经连接上新的ad hoc网络时,显示将改变为没有“X”标记的和正在工作的电脑到电脑的网络。 配置一台客户机 在第二台电脑上安装过一个Agere Orinoco 802.11b Silver PC网卡之后,无线网络标签会显示一个在此范围内的无线访问节点或ad hoc无线网络的清单,如图4所示。 新的ad hoc网络aloha4321被列在其中(而且用PC网卡的图标标出)。激活网络名称,然后点击“配置”。由于此次将配置WEP,点击“OK”。 共享连接 现在已经成功建立了一个ad hoc无线网络,我们将设置Internet连接共享。 在主机上打开“网络连接”。(点击“开始”,点击“控制面板”,点击“切换到经典视图”,然后点击“网络连接”。) 点击“共享连接”,在“网络任务”项下,点击“改变此连接的设置”。 在“高级”标签上,选择“允许其他网络用户通过此电脑的Internet连接进行连接”复选框。 如果你没有使用第三方防火墙,而且还没有设置“Internet连接防火墙(ICF)”,一定要选中激活此特性的复选框。(请阅读有关激活ICF的原因的早期专栏文章:不要让防卫松懈。) 最后,您还可以选择启用“让其他用户控制或启用此连接”复选框。 在完成了ICS的配置之后,主机上的“网络连接”窗口将显示原始的有线以太网连接,并将其状态显示为共享和启用。客户机上的“网络连接”窗口将主机上的连接显示为一个Internet网关。 现在,用户机应该可以通过DHCP主机获得一个范围为192.168.0.*的不可路由私有地址,并且获得完全的Internet连通性。 配置WEP 现在已经成功地建立了Internet连接,下一个步骤是要回到“网络属性”对话框配置WEP的设置,来保证ad hoc网络得到最佳的安全保护。 在客户机上,打开“无线网络属性”对话框并选择“数据加密”(WEP已启用)复选框。在你的网卡制造商提供的文件中查询密钥格式和密钥长度。 使用Agere的Orinoco Silver网卡,它只支持64位WEP(也有的是40位)。使用最新的驱动和固件,实际上Windows XP会自动发现此硬件只支持64位加密,并将不允许把密钥设置为128位。确定你使用了一个不能被轻易猜到的由随意选取的字符和字母组成的ASCII网络密钥。最后一步是使用相同的密钥和加密设置来配置用户机。注意:要采取附加的安全措施,可以考虑每星期改变密钥。 软件测试中的ad-hoc “Ad-Hoc” 原意是指 “特定的,一次性的”,这里专指“随机的,自由的”测试。在软件测试中除了根据测试样例和测试说明书进行测试外,还需要进行随机测试(Ad-hoc testing),主要是根据测试者的经验对软件进行功能和性能抽查。随机测试是根据测试说明书执行样例测试的重要补充手段,是保证测试覆盖完整性的有效方式和过程。 随机测试主要是对被测软件的一些重要功能进行复测,也包括测试那些当前的测试样例(TestCase)没有覆盖到的部分。另外,对于软件更新和新增加的功能要重点测试。重点对一些特殊点情况点、特殊的使用环境、并发性、进行检查。尤其对以前测试发现的重大Bug,进行再次测试,可以结合回归测试 (Regression testing)一起进行。 理论上,每一个被测软件版本都需要执行随机测试,尤其对于最后的将要发布的版本更要重视随机测试。随机测试最好由具有丰富测试经验的熟悉被测软件的测试人员进行测试。对于被测试的软件越熟悉,执行随机测试越容易。只有不断的积累测试经验,包括具体的测试执行和对缺陷跟踪记录的分析,不断总结,才能提高。 词汇Ad Hoc是一个拉丁词汇,在拉丁语中的意思是“即兴,临时(improvised, impromptu)”。

一种采用Ad Hoc技术的无人机自组网系统模型

一种采用Ad Hoc技术的无人机自组网系统模型

一种采用Ad Hoc技术的无人机自组网系统模型摘要:简述Ad Hoc的概念,提出了一种采用Ad Hoc技术的无人机自组网系统模型,并介绍其组成原理、工作方式、应用特点。

分析了无人机自组网系统模型的几个技术难点并提出了相应解决方案。

最后介绍了欧美国家无人机自组网的发展情况。

关键词:Ad Hoc 无人机自组网路由协议1 引言无人机在现代战争中的作用越来越重要,无人机具有体积小、机动性强、成本低等优点,已经广泛的应用于战场侦察、地形勘探等领域。

当一组无人机群实现自组网,其战斗力将有质的飞跃,本文介绍一种采用Ad Hoc技术来实现无人机的组网的实现模型,是目前该领域热点技术之一。

2 Ad Hoc网络介绍Ad Hoc网络是一种多跳的、无中心的、自组织无线网络, 又称为多跳网(multi- hop network) 、无基础设施网( Infrastructurelessnetwork) 或自组织网( self- organizing network) [1]。

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, 它们能完成发现并且维持到其它节点路由[2]。

无线Ad Hoc网络在很多方面区别于其他通信网络[3],表现在: ①移动自组织。

除了网络节点外没有固定的基础设施, 每个节点都具有路由功能, 支持随时随地通信, 能自发组建移动网络; ②动态拓扑。

节点可以自由的加入或者离开ad hoc 网络, 这导致网络拓扑结构频繁变化; ③无线多跳通信。

由于无线信号的衰减特性, 无线通信范围外的通信需要由中间节点( 普通节点)完成路由转发功能;④完全分布式。

Ad Hoc网络是由对等节点构成的网络, 不存在中心控制, 管理和组网都非常简单灵活; ⑤严格的资源限制。

移动Ad hoc网络中基于本地拓扑的按需距离矢量路由协议的开题报告

移动Ad hoc网络中基于本地拓扑的按需距离矢量路由协议的开题报告

移动Ad hoc网络中基于本地拓扑的按需距离矢量路由协议的开题报告一、研究背景移动Ad hoc网络(MANET)是一种无需任何基础设施支持而自组织建立的网络。

这种网络由一组移动设备组成,可以在没有任何预先定义的网络基础设施(如路由器、交换机等)的情况下通信。

由于是无线通信,因此在实际应用中可以用于军事、紧急救援、智能 transportation 领域等。

移动Ad hoc网络应用已经广泛,但是在实际应用中还存在许多问题。

其中最重要的问题之一是如何在网络中实现有效的路由。

在基础设施网络中,路由器可以作为中心节点来实现路由功能。

在Ad hoc网络中,由于没有任何基础设施支持,因此所有节点都必须参与路由。

对于这样一个自组织的环境,路由算法必须具有鲁棒性,适应不断变化的拓扑和移动性。

本地拓扑信息可以辅助路由决策。

一些研究表明,局部拓扑信息可以提高路由的鲁棒性、减少路由的几率。

按需距离向量路由(AODV)是MANET中最流行的协议之一。

在本地拓扑信息的支持下,AODV协议可以更加有效地选择最优路径。

因此,研究基于本地拓扑的按需距离矢量路由协议,对于提高移动Ad hoc网络的路由性能非常有意义。

二、研究内容和方法本研究旨在研究基于本地拓扑的按需距离矢量路由协议,具体包括以下内容:1. 对现有的按需距离矢量路由协议进行调研和总结2. 对比分析不同路由协议的优点和不足验。

4. 对所提出的协议进行性能分析和评估,包括延时、吞吐量、能耗等指标。

在研究中,我们将通过对AODV协议的分析和改进,提出一种基于本地拓扑的按需距离矢量路由协议,并进行仿真实验。

通过对协议的性能评估和分析,比较新协议相对于已有路由协议的性能优劣,并提出改进意见和建议。

三、研究意义1. 为移动Ad hoc网络提供更加鲁棒和高效的路由协议,有助于提高网络的可靠性和通信质量。

2. 对网络技术和算法的研究有一定的理论和实践意义。

3. 在应用场景方面,可以应用与军事、救援、车联网等领域,有着广阔的应用前景。

一种用于Ad-Hoc网络的精简路由协议设计与实现

一种用于Ad-Hoc网络的精简路由协议设计与实现

一种用于Ad-Hoc网络的精简路由协议设计与实现矣昕宝;全海燕;董会升【摘要】提出了一种用于Ad-Hoc网络的精简路由协议.对Ad-Hoc网络及其路由协议做了简单介绍.从路径发现和路径维护两方面阐述了协议的工作原理.给出了协议的编程实现模型.通过搭建实验环境测试表明,此路由协议能够快速发现路径,中间节点能过顺利的完成数据的转发,可用于移动Ad-Hoc网络.%A brief routing protocol is put forward for Ad-Hoc networks. A brief introduction of Ad-Hoc networks and routing protocol is given, the principle of the protocol is described in two aspects, which are route discover and route maintain. What' s more, the programming model is also given. By building the test circumstance, the results show that this routing protocol can find routes quickly; the forward node can forward data successfully. So, this routing protocol can be used in mobile Ad-Hoc networks【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2011(011)035【总页数】5页(P8749-8753)【关键词】Ad-Hoc;路由协议;路径发现;路径维护【作者】矣昕宝;全海燕;董会升【作者单位】西双版纳职业技术学院,西双版纳666100;昆明理工大学信息工程与自动化学院,昆明650500;昆明理工大学信息工程与自动化学院,昆明650500【正文语种】中文【中图分类】TN915.5汶川地震以后,国内掀起了应急通信系统的研究热潮,多数研究专家和学者的关注点大都集中于如何在没有网络基础设施的情况下保障用户的通信需求。

移动Ad-Hoc网络及其关键技术

移动Ad-Hoc网络及其关键技术

目录第一章引言-------------------------------------------------------------------------------------------------3 第二章移动Ad Hoc网络的特点-----------------------------------------------------------------------42.1 无线Ad Hoc网络的概念-------------------------------------------------------------------42.2 无线Ad Hoc网络的结构-------------------------------------------------------------------52.2.1 节点结构-----------------------------------------------------------------------------------62.2.2 网络结构-----------------------------------------------------------------------------------62.3 无线Ad Hoc网络的应用-------------------------------------------------------------------9 第三章移动Ad Hoc网络的关键技术----------------------------------------------------------------113.1路由技术--------------------------------------------------------------------------------------113.1.1 平面泛洪路由----------------------------------------------------------------------------133.1.1.1 DSR-----------------------------------------------------------------------------------133.1.1.2 ABR-----------------------------------------------------------------------------------143.1.1.3 AODV---------------------------------------------------------------------------------153.1.1.4 ZRP------------------------------------------------------------------------------------163.1.2 平面受限路由-----------------------------------------------------------------------------173.1.2.1 LAR------------------------------------------------------------------------------------173.1.2.2 RDMAR-------------------------------------------------------------------------------193.1.3 层次路由-----------------------------------------------------------------------------------203.1.4 按需路由协议分析和优化考虑--------------------------------------------------------223.2 QoS提供技术---------------------------------------------------------------------------------243.2.1 依靠MAC层的TDMA资源管理实现移动Ad Hoc网络的QoS路由--------263.2.2 使用普通的QoS测量方法实现移动Ad Hoc网络的QoS路由-----------------283.2.3 使用CDMA进行不同传输之间的冲突避免----------------------------------------323.3 MAC协议的性能要求及实现问题--------------------------------------------------------353.3.1 基于CSMA/CA的MAC协议---------------------------------------------------------353.3.1.1 IEEE802.11协议分析---------------------------------------------------------------353.3.1.2 存在的问题及其可能产生的影响------------------------------------------------363.3.1.3 系统仿真与分析---------------------------------------------------------------------373.3.2 基于主从节点分配的MAC协议------------------------------------------------------393.4 功率节省技术---------------------------------------------------------------------------------403.4.1 网络层的功率控制-----------------------------------------------------------------------433.4.2 链路层的功率控制-----------------------------------------------------------------------443.4.2.1 单信道接入协议的功率控制------------------------------------------------------453.4.2.2 双信道接入协议的功率控制------------------------------------------------------463.4.2.3 多信道接入协议的功率控制------------------------------------------------------463.4.2.4 混合控制------------------------------------------------------------------------------473.4.3 分级结构Ad Hoc网络中的功率控制------------------------------------------------473.4.4 Ad Hoc网络中的节能技术-------------------------------------------------------------483.4.4.1 无线网卡的能量消耗---------------------------------------------------------------483.4.4.2 节能协议的研究---------------------------------------------------------------------483.4.4.3 功率控制和节能协议的发展------------------------------------------------------513.5 与Internet协议的互操作系统-------------------------------------------------------------533.5.1 主要问题----------------------------------------------------------------------------------533.5.2 层次结构----------------------------------------------------------------------------------543.5.3 工作过程和实现原理-------------------------------------------------------------------553.5.3.1 代理搜索-----------------------------------------------------------------------------553.5.3.2 注册-----------------------------------------------------------------------------------563.5.3.3 数据转发-----------------------------------------------------------------------------573.5.3.4 切换-----------------------------------------------------------------------------------573.6 Ad Hoc网络的安全问题和安全策略----------------------------------------------------593.6.1 安全问题-----------------------------------------------------------------------------------593.6.2 路由协议的安全威胁-------------------------------------------------------------------603.6.3 安全策略----------------------------------------------------------------------------------613.6.3.1 基于口令认证的密钥交换--------------------------------------------------------613.6.3.2 基于信任分散的安全策略--------------------------------------------------------613.6.3.3 其它安全策略-----------------------------------------------------------------------63 第四章移动Ad Hoc网络面临的问题----------------------------------------------------------------644.1 特殊信道共享方式--------------------------------------------------------------------------644.2 动态拓扑--------------------------------------------------------------------------------------654.3 其它问题--------------------------------------------------------------------------------------664.4 结论--------------------------------------------------------------------------------------------67 附:致谢、参考文献第一章引言21世纪是信息高速奔腾的一个世纪,在经济全球化的带动下,社会发展和人们物质生活及精神生活水平的提高对通信提出了更新、更高的要求。

Ad hoc网络物理层 -

Ad hoc网络物理层 -

Ad hoc网络物理层——超宽带技术Ad hoc网络多跳共享广播信道带来的直接影响就是存在隐藏终端、暴露终端和入侵终端等问题。

这些问题的存在使得传统的无线资源管理与空中接口不再适用于ad hoc网络中。

人们也正在根据移动ad hoc的新特性致力于将其与现有通信技术融合,充分采用已有的通信理论和方法为其服务。

下面我们将介绍ad hoc 网络物理层所涉及的关键技术和新技术。

超宽带(UWB)调制技术采用上升和下降时间都非常快的基带脉冲成形,这样脉冲占用的带宽高达几GHz,因此最大数据传输速率可达几百Mbit/s。

这样避免了传统的窄带调制技术所需的上变频过程。

另外由于发射机的脉冲成形不经过上变频直接用于天线,UWB技术可以利用低成本的宽带发射设备。

UWB应用于ad hoc网络能更好的发挥其特殊优势。

UWB能支持很高的数据速率,UWB可以通过对一些参数进行调整实现对数据速率的重新配置,以更好的满足数据流的需求;由于不需要复杂的同步设备和采用了极其简单的接收结构,UWB无线没备比采用传统技术的终端设备轻便;由于UWB技术具有距离、速度和功率的互换性,采用UWB的ad hoc网的路由选择要综合考虑发射功率、跳数和传输速率因素,使整个网络的无线资源利用率以及网络吞吐量达到最优。

一、UWB技术背景对超宽带(UWB,ULTRA-Wideband)无线技术(简称UWB技术)的起源众说纷纭,从目前的学者研究工作来看大约可以追溯到20世纪50年代末和60年代初。

那时,研究工作在于通过冲击响应特性来描述某一些微波网络的瞬态行为。

其实概念很简单,就是使用所谓的冲击响应h(t)——冲击激励来表征一个线性时变系统,以取代传统的频率响应(幅值与相位值相对与频率值)方法。

特别是,对于一个系统的任意输入信号x(t),其输出信号y(t)可以唯一地由输入信号与冲击激励的卷积来确定。

然而,实际上直到采样示波器和亚纳秒(基带)脉冲发生技术出现之后才为这样的冲击激励提供了近似方法、观测和测量方法。

移动adhoc网络和对等网络的比较

移动adhoc网络和对等网络的比较

序图。

图6相机CameraL i nk接口数据信号时序图4.2PCI接口程序设计PCI接口编程稍复杂,总体可应用状态机实现写命令和写数据的要求。

单周期写操作时序图如图7所示。

图7PCI9054在C模式下的单周期写数据时序图PCI模组工作过程为,先由计算机主机通过PCI总线向系统发出命令字,要求上传数据。

PCI9054将数据或命令,通过FPGA的逻辑控制,对Cam eraL i nk接口数据进行采集,接收的数据通过FPGA内部fifo缓存,等待数据上传,同时向PCI9054发出中断,通知计算机接收数据,在驱动程序的控制下将数据存储。

PCI9054工作在DMA模式下,突发速率可以达到132M B/ s。

在本地总线上,D M A通道编程使用l6位线宽,对应的局部总线是16位。

通过编程设置PC I9054内部D M A通道的状态寄存器DMA CSR和模式寄存器DM AMODE,实现了对两个DM A通道的操作,包括:使能通道数据突发传输,设置DAM传输结束标志,设置PC I中断INTA或者本地中断L INT的使能;此外,DMA DPR、DMA ADR、DM ALADR和DM AS IZ这四个寄存器分别用来确定DM A传输的方向,DMA的PC I总线的地址、DMA的本地总线地址和DAM传输的字节数。

PCI9054与PCI总线上的设备仲裁使用总线占用请求信号R E Q和占用允许信号GNT。

在DM A传输过程中,REQ信号有效,表明驱动它的设备要求使用PCI总线。

GNT信号向PC I9054表示其请求已获得批准。

这两个信号都是点到点,任何主设备都有该信号。

当本地总线向PCI总线传输数据时,PCI总线卸载F IFO 存储器,一旦F IFO存储器空,则PCI9054向PC I总线发出中断,PCI9054释放PC I总线,总线撤消请求应答信号GNT,继而停止卸载数据。

一旦F I FO存储器满时,PCI9054向FPGA发出中断,要求停止向fif o装载数据。

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{kuhn, wattenhofer, zollinger}@inf .ethz.ch
ABSTRACT
In this paper we study a model for ad-hoc networks close enough to reality as to represent existing networks, being at the same time concise enough to promote strong theoretical results. The Quasi Unit Disk Graph model contains all edges shorter than a parameter d between 0 and 1 and no edges longer than 1. We show that—in comparison to the cost known on Unit Disk Graphs—the complexity results in this model contain the additional factor 1/d2 . We prove that in Quasi Unit Disk Graphs flooding is an asymptotically message-optimal routing technique, provide a geometric routing algorithm being more efficient above all in dense networks, and show that classic geometric routing is possible with the same √ performance guarantees as for Unit Disk Graphs if d ≥ 1/ 2.
1. INTRODUCTION
Ad-hoc networks are formed by mobile devices communicating via radio. If two ad-hoc nodes are too far apart to communicate directly, intermediate nodes can relay their messages. A widely employed model for the study of ad-hoc networks is the so-called Unit Disk Graph model: Nodes are located in the Euclidean plane and are assumed to have identical (unit) transmission radii. Consequently an edge between two nodes u and v —representing that u and v are in mutual transmission range—exists iff |uv |, their Euclidean distance, is not greater than one. On the one hand, clearly, this is a glaring simplification of reality, since, even if all network nodes are homogeneous, this model does not account for the presence of obstacles, such as walls, buildings, mountains— or also weather conditions—, which might obstruct signal propagation. On the other hand, Unit Disk Graphs are simple enough to promote strong theoretical results (such as the cost for routing [20, 21] or topology control [1, 11, 30]). In this paper we study a graph model which is considerably closer to reality [4]. We maintain the assumption that all mobile nodes are placed in the plane (that is, they have coordinates in Ê2 ). In a Quasi Unit Disk Graph, two nodes are connected by an edge if their distance is less than or equal to d, d being a parameter between 0 and 1. Furthermore, if the distance between two nodes is greater than 1, there is no edge between them. In the range between d and 1 the existence of an edge is not specified. In this paper we first establish a constructive lower bound for Quasi Unit Disk Graphs showing that basically any c al¡ gorithm without routing tables requires sending of Ω ( d )2 messages to route from a source s to a destination t, where c is the length of the shortest path between s and t. We show that, with the aid of a topology control graph structure, a restricted flooding algorithm is guaranteed not to perform worse and that this technique is consequently asymptotically message-optimal. If we attribute the network nodes with information about their own and their neighbors’ positions and assume that the message source knows the position of the destination—the basic assumptions of geometric routing —, a more subtle approach than flooding of the network is possible. We present a combination of greedy routing and restricted flooding. This yields a routing algorithm that is still asymptotically optimal in the worst case, but also efficient in the average case, as previous work on average-case efficiency of geometric adhoc routing algorithms √ suggests [6, 22]. Finally, if we assume d to be at least 1/ 2, we show that it is possible to locally
Categories and Subject Descriptors
F.2.2 [Analysis of Algorithms and Problem Complexity]: Nonnumerical Algorithms and Problems—geometrical problems and computations, routing and layout ; G.2.2 [Discrete Mathematics]: Graph Theory—network problems ; C.2.2 [Computer-Communication Networks]: Network Protocols—routing protocols
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introduce virtual edges and perform the classic variations of geometric routing while preserving performance guarantees known from Unit Disk Graphs. After discussing related work in the following section, we state the model and provide definitions in Section 3. In Section 4 we establish a lower bound for the message complexity of so-called volatile memory routing algorithms. Section 5 contains the description of the topology control structure forming the basis for the subsequent algorithms. Section 6 provides the analysis of flooding algorithms with respect to message and time complexity. Section 7 discusses the combination of flooding with a greedy approach for geometric routing, whereas Section 8 shows that for large enough d, classic geometric routing can be employed. Section 9 draws the conclusions of the paper.
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