第05次课 移动计算技术- Ad hoc概述 (2009 revised)
移动Ad-hoc网络由一组无线移动节点组成-Read
1.1分组无线网络发展历史简述
1983年SURAN网络 抗毁无线网络(Survivable Radio Network, SURAN)是美国 DARPA于1983年研制，目的是为了解决PRNET遗留的问题、 网络扩展性、安全、处理能力以及能量管理。 研究目标是开发网络算法，扩大节点数量至万个；对抗 安全攻击；能够采用低成本、低功耗小型电台支持复杂的分 组无线网络协议。
1.2 移动Ad Hoc网络
主要采用多跳或单跳方式进行通信。
源节点 源节点 源节点
目标节点
源节点
目标节点 多跳Ad Hoc通信的一个例子 目标节点
单跳Ad Hoc通信的一个例子
1.2 移动Ad Hoc网络
多跳比单跳的优势：
① 增强了网络的扩展性； ② 减少了干扰； ③ 提高了整个网络的吞吐量； ④ 降低了应用所关心的时延；
1.1分组无线网络发展历史简述
1994年GloMo网络 美国国防部(DoD)与1994年启动了DARPA全球移动信息 (Global Mobile, GloMo)系统计划。 研究目标：支持无线装置之间随时随地的与以太网类多 媒体连接；解决Ad Hoc网络的3M（移动（Mobile）、多 跳（Multihop）、多媒体（Multimedia））问题。
1.1分组无线网络发展历史简述
1997年提出了移动Ad Hoc网络 很强的军事背景，主要由美国国防部高级研究计划局 （Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA） 支持，其研究还在继续，成为研究新热点。
1.2 移动Ad Hoc网络
1.2 移动Ad Hoc网络
① 移动节点不仅可以相互通信，还可通过 Internet 网关 节点接受Internet服务延伸Internet的服务范围；
《移动Adhoc网络》课件
在应急场景下，通信设施可能受到损 坏或无法使用，移动Adhoc网络能够 自组织、自修复，快速构建起可靠的 通信链路。
物联网中的移动Adhoc网络
物联网中的移动Adhoc网络主要用于实现物联 网设备之间的通信和信息交互。
随着物联网技术的不断发展，越来越多的设备 需要相互连接和通信，移动Adhoc网络能够为 这些设备提供灵活、便捷的通信方式。
路由协议
动态源路由协议（DSR）
01
源节点负责发现路径，并维护路径信息。
按需距离矢量路由协议（AODV）
02
仅当需要时才查找路径，并使用反向路径进行路由错误通知。
临时顺序路由矢量协议（TORA）
03
考虑了节点的移动方向和速度，以预测未来拓扑结构。
MAC协议
01
无线MAC协议（WMMPS）：基于竞争的MAC协议，考虑了节 点的移动性和网络拓扑结构。
利用缓存技术，实现数据包的缓存与转发，降低 因节点移动导致的丢包率。
04
移动Adhoc网络的研究挑战与未来发展方 向
研究挑战
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
网络拓扑动态变化
由于节点的移动性，移 动Adhoc网络的拓扑 结构不断变化，给路由 协议的设计和实现带来 了挑战。
能量限制
移动Adhoc网络的节 点通常由电池供电，能 量限制是网络设计的一 个重要考虑因素。如何 在保证网络性能的前提 下降低能耗是一个关键
移动Adhoc网络的应用场景
军事通信
应急救援
移动Adhoc网络在军事领域中具有广泛应 用，如战场通信、情报传输等，能够满足 快速部署和抗干扰的需求。
在地震、火灾等紧急情况下，移动Adhoc 网络可以为救援人员提供临时通信支持， 保障信息传递的及时性和有效性。
AdHoc对等式网络简介以及应用实例
AdHoc对等式网络简介以及应用实例引言在文科计算机课上，唐老师已经向我们介绍了传统的WLAN无线连接方式，通常情况下我们都是通过路由器进行无线网络应用。
然而在没有路由器或者要临时快速的架设局域网的情况下，这种SEVER-CLIENT的模式就有些力不从心了。
这是我们就可以引入一种新型的网络连接方式——ADHOC，让它大显神威。
以下我会从ADHOC的介绍，WIN7搭建ADHOC临时网络图文教程，对ADHOC利弊我个人的看法和我的个人应用实例来看。
AdHoc简介“Ad hoc”一词来源于拉丁语，意思是“专用的、特定的”。
Ad Hoc网络是一种无中心自组织的多跳无线网络，它不以任何已有的固定设施为基础而能随时随地组建临时性网络。
它是具有特殊用途的对等式网络, 使用无线通信技术,网络中的节点互相作为其邻居（在其直接通信范围内的节点）的路由器,通过节点转发实现节点间的通信。
具有组网灵活、扩容方便、维护费用和运营成本低、安装快捷、系统简单、覆盖范围广等优点。
并具有很高的抗毁性能，在应急救灾、野外勘探以及军事领域有着广泛的应用前景。
此网络与ADLS或3G网络不同的是这是一种具有特种意义且临时性组成的不一般的特性能网络.adhoc网络是有一组带有无线通信收发设备的移动节点组成，多跳，临时与无中心的自治系统。
它有以下几个主要特点：（1）自组织。
这种网络可以不需要任何预先架设的无线通信基础设施，所有节点通过分层协议体系与分布式算法，来协调每个结点各自的行为。
结点可以快速，自主和独立的组网。
（2）对等结构（3）多跳路由（4）拓扑动态变化WIN7搭建ADHOC临时网络图文教程1.确保笔记本的有线网卡和无线网卡可以正常工作，并确保本本可以正常的通过有线网络连接到互联网。
（值得注意的是，多数台式机和比较老的本本是没有无线网卡的，因此就无法进行本文的无线网络共享）2.打开网络和共享中心3. 3.在控制面板\ 网络和Internet \ 网络和共享中心中选择设置新的连接或网络4.在向导中选择设置无线临时（计算机到计算机）网络，点击下一步5.输入网络名以及安全密钥（推荐），并点击下一步完成为您的网络命名并选择安全选项向导。
移动Ad-Hoc网络与随机流分析
目 录摘 要序 言第一章 网络流1.1 网络模型1.1.1网络模型1.1.2 网络切割1.2 最大流算法1.3 最小费用流1.3.1最小费用流概念1.3.2 最小费用流负回路算法第二章随机流2.1 移动Ad Hoc的随机性2.1.1 Ad hoc简介2.1.2 Ad hoc技术的起源及其技术特征2.1.3 Ad hoc技术的OSI模型分层2.1.4无线移动Ad hoc网络的构成和应用价值2.1.5 移动Ad Hoc网络是动态的网络具有很多随机性2.2 随机流2.3 随机最大流与最小费用流2.3.1 随机最大流2.3.2 随机最小费用流2.4 随机网络的性质和随机流分析第三章移动Ad hoc与随机流的关系3.1移动Ad hoc是随机动态网络3.2 移动Ad hoc与随机流相关的问题3.3 随机最大流在Ad hoc网络带宽中的应用3.4 随机流在Ad hoc 路由问题中的应用第四章 最大流的算法第五章 总结致 谢参考文献摘 要移动Ad-Hoc网络是一种没有固定基础设施的自组织通信网络。
主要应用于战场环境的战术通信网和紧急情况下的救援通信。
专家认为：移动Ad-Hoc网络与蜂窝移动通信网的结合是下一代移动通信网发展的主流方向。
目前，国内对于这一方面的研究上处于起始阶段。
本研究通过流的概念引申出随机流的相关问题，进而研究Ad-Hoc网络与随机流的关系。
具有重要的理论价值和广泛的应用前景。
关键词：最大流 最小费用最大流 随机流 主动式路由协议 按需路由协议 AbstractThe mobile Ad-Hoc network who has no fixed base establishment is a kind of self-organized communication network. It’s mainly used for tactics communication at battlefield or for succor communication in urgency situations. The expert point out that the mobile Ad-Hoc network combined with the cell mobile communication network is the mainstream to the next mobile communication network. At present, the research for this aspect is at the beginning moment in domestic. This study transit the conception of flow to random flow,and research the relationship of the mobile Ad-Hoc network and the random flow.It has important theory value and abroadly practice significance.Keywords maximum flow \ minimum cost of maximum flow \ random flow \Proactive Protocol \ Reactive Protocol序 言Ad hoc一词来源于拉丁语，是“特别地，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”的意思。
基于能量有效的移动Ad Hoc网络路由算法
基于能量有效的移动Ad Hoc网络路由算法
郭晓曦
【期刊名称】《电脑知识与技术：学术交流》
【年(卷),期】2009(005)009
【摘要】由于移动Adhoc网络中节点通常采用电池供电，一旦电源耗尽，节点就会被迫退出网络，因此降低节点的能量消耗对保证节点间链路稳定至关重要。
给出了节点剩余能量的计算公式，基于节点剩余能量提出了一种能量有效的移动AdHoc网络路由算法MTMR，该算法能够延长网络的生命周期，并给出了该路由算法的寻径示例。
【总页数】0页(P7122-7124)
【作者】郭晓曦
【作者单位】集美大学计算机工程学院,福建厦门361021
【正文语种】中文
【中图分类】TP311
【相关文献】
1.基于粒子滤波步行长度预测的移动ad hoc网络路由算法 [J], 张玲;聂少华
2.基于稳定链路的移动Ad Hoc网络路由算法 [J], 黄波;张小华
3.基于能量有效的移动Ad Hoc网络路由算法 [J], 郭晓曦
4.基于能量有效的Ad Hoc网络路由协议研究 [J], 范立耘;
5.基于能量有效的Ad Hoc网络路由协议研究 [J], 范立耘
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《移动计算概述》课件
移动计算的应用场景
移动办公
利用移动设备进行办公，如邮件、文档处理 等。
移动支付
利用移动设备进行支付，如支付宝、微信支 付等。
移动社交
利用移动设备进行社交活动，如微信、微博 等。
移动娱乐
利用移动设备进行娱乐活动，如音乐、视频 等。
02
移动计算技术
移动设备技术
移动设备硬件
包括智能手机、平板电脑、可穿戴设备等，其性能和功能不断提升，为用户提 供更加丰富的使用体验。
移动应用开发技术
移动应用开发语言
如Java、Objective-C、Swift等，它们是用于开发移动应用 程序的主要编程语言。
移动应用开发框架
如React Native、Flutter等，它们提供了丰富的组件和工具 ，使得开发者可以更加高效地开发移动应用程序。
云计算与移动计算的结合
云存储服务
用户可以将数据存储在云端，随时随 地访问和共享数据。
未来移动计算的应用场景展望
未来移动计算将进一步拓展应用场景，例如虚拟现实、增强 现实、智能驾驶等领域，将为用户带来更加丰富和新颖的使 用体验。
未来移动计算的发展将更加注重个性化、智能化和隐私保护 等方面，以满足用户多样化的需求并保障用户权益。
05
总结与展望
总结移动计算的发展历程与现状
移动计算的发展历程
机遇
随着5G、物联网、人工智能等新技术的不断发展，移动计算在智慧城市、智能制造、智慧医疗等领域 的应用前景广阔，将为人们的生活和工作带来更多便利和创新。
对未来移动计算的发展趋势进行展望
未来移动计算将更加注重个性化 和智能化，通过人工智能和大数 据技术为用户提供更加精准和个
性化的服务。
移动计算概述
移动透明与 隐私保护
➢ 移动性应该对用户透 明
➢ 这需要软件系统对用 户的位置等情况完全 掌握
➢ 而这些信息涉及到个 人隐私
移动透明与 带来的问题 隐私保护
➢ 两种要求的相互制 约
➢ 鱼与熊掌不可兼得 ➢ 利与权的平衡
移动透明与 隐私保护
问题解决
➢ 应用相关 ➢ 合理的策略 ➢ 法律的规定
便携式引发的问题与挑战
➢ 服务质量(QoS)无 法保证
➢ 限制了服务类型 （如VoIP、移动电 视）
解决带宽波动的问题
➢ 降低带宽波动对应 用的影响
➢ 使用自适应QoS等 技术手段
无线通信引发的问题与挑战
异构网络
➢ GSM/CDMA, WiFi, IrDA, Bluetooth
➢ LAN
异构网络带来的问题
➢ 网络服务的选择 ➢ 网络切换 ➢ 网络连接的中断
➢ 公司老板随时批阅文件
GPS
➢ 警力定位与合理调度
应用前景
移动电子商务
➢ 手机支付 ➢ 手机测量 ➢ 手机门票
应用前景
移动教育
➢ 移动学习 ➢ 移动课堂 ➢ 移动(匿名) 提问
应用前景
移动休闲与娱乐 ➢ 移动手机电视 ➢ 移动图书馆 ➢ 移动在线游戏
应用前景
军事应用 ➢ 数字士兵 ➢ 移动战术网络 ➢ 协同攻击系统
解决用户接口受限问题
➢ 合理的程序设计 ➢ 更高级的人机交互
方式 ➢ 更高级的显示方式
便携式引发的问题与挑战
计算及存储能力
➢ CPU
➢ 存储器
带来的问题
➢ 算法上的限制（时 间复杂度与空间 复杂度）
➢ 数据存储上的限制 ➢ 软件自身大小的限
第7章移动Adhoc网络(new)PPT课件
❖ 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。
.
35
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
.
14
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。
.
15
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
.
11
(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
.
12
(4) 设备限制
AdHoc无线移动网络路由技术及其发展
协议 进 行 了比较 分 析 ，并展 望 了
Ａ ｄ Ｈ ｏ ｃ无 线 移 动 网络 路 由协 议 技 术的未来发展 。
３ ． ２依 据 结构 划 分
【 关键词 】Ａ ｄ Ｈ ｏ ｃ 无线移 动 网络 路 由技 术
路 由协 议
Ａｄ Ｈｏ ｃ无线 移动 网络用户 终端 ，如 ：笔 记本终端 、智能手 持终端 、车载计算机 终端等 ， 有 明显 的灵巧 、便携特 点，但 作为 “ 路由”来 工作 的要求相对 高了一 些，为保证所有终端 都 能发挥路 由作用 ， 就要求路由协 议设计要科学 况 下，传统 无线 收发 装置 的信 号
传 输范 围较小 ，Ａｄ Ｈｏ ｃ无线 移动 网络则支 持 更大范 围的信 号传输 ， 源于其支持多跳 式通信 但 多跳式通信 也给 Ａｄ Ｈｏ ｃ 无 线移动 网络 带来 了终端 隐藏 、 终端暴露和终端使用公平性 问题。
较 小 ， 如 Ｄｓ Ｒ、ＡＯ ＤＶ、Ｔ Ｏ ＲＡ。
本 文在 总结阐释 Ａ ｄ Ｈ ｏ ｃ 无线 移 动 网络 及其 特 点的基 础 上 ，对
不同的 Ａ ｄ Ｈ ｏ ｃ无 线 移 动 网络 路 由
２ ． ２有 限传输 带宽
Ａｄ Ｈｏ ｃ 无 线移动 网络通信手 段主要 基于 无线传 输技术，相对于有线信道而言，无线通 信 信道 的带宽更低 ，传输速度有 限。
高效 。
２ ． ４ 分 布 式控 制
Ａｄ Ｈｏ ｃ无线移动 网络 ，与 常规无线 移动 通信不 同，它不存在 “中心控制点 ”，所有终 端地位平等，主要采用分布式控制方式控制与 管理路 由；该结构网络的鲁棒性、抗毁性相对
要低一些。
４ Ａ ｄ Ｈ ｏ ｃ 无线移动网络路 由协议未来发展
Ad Hoc和移动IP无线移动网络技术分析
种特 殊 的对 等式 网 络 ， 使用 无 线通 信 技术 ， 它 由一组 带 有无 线
收发 装置 的移 动 节点 组成 ， 网络 中所 有 节点 的地 位 平等 ， 需 无
设 置 任何 的 中心 控制 节点 ， 网络 中主 机 同时 还 是路 由器 ， 负 担 着 寻找 路 由和转 发报文 的工 作 。在 Ａｄ Ｈｏ 网络 中， 个主 机 ｃ 每 的通信 范 围有 限 ， 因此 路 由一 般都 由多跳 组成 ， 据通 过 多个 数
此 外 ， 移动 Ｉ 在 Ｐ网络 中移动 主机 不具备 路 由功 能 ， 是一 个普 只 通 的 通信 终端 。当移 动 主机 从 一个 区移 动 到另 一 个 区时 并不 改 变 网 络拓 扑 结 构 ， Ａｄ Ｈｏ 而 ｃ网络 中移 动主 机 的 移动 将 会 导 致拓 扑结 构的 改变 。
Ａ ｅ ｔ 和外地 代理 （ ｏ ｅ ｎ Ａ ｅ ｔ 。移动主机 是一个 能在子 ｇｎ） Ｆ ｒ ｇ ｇｎ ） ｉ 网间移动 的主机 ， Ｉｔｍｅ 上的通 信主机 向移动 主机发送 Ｉ 当 ｎｅ ｔ Ｐ
助 ， 后 ， 在 １８ 其 又 ９ ３年 和 １９ ９ ４年 进 行 了 抗 毁 可 适 应 网 络 ｓ Ａ Ｓ ｒｉａｌ Ａ ａ ｔ ｅ Ｎ ｔ ｒ ） ｕＲ Ｎ（ｕ ｖｖ ｂｅ ｄ ｐｉ ｅｗｏｋ 和全 球移 动信 息 系 ｖ
统 Ｇ ｏ （ ｌｂ ｌＩｆ ｒ ｔ ｎ Ｓ ｓｅ 项 目的研究 。由于无 ｌＭｏＧ ｏ ａ ｎｏ ｍａｉ ｙ ｔ ｏ ｍ） 线通 信和 终端技 术 的不断 发展 ， ｄ Ｈｏ Ａ ｃ网络在 民用 环境 下也
主机 的转 发才 能到达 目的地 ， 称 为多 跳无 线 网 （ ｌ ｈ ｐ 也被 Ｍｕｔ ｏ ｉ
Ｗｉ ｌ ｓ Ｎ ｔ ｒ ）无 固 定 设 施 的 网 络 （ ｆ ｓｒｃｕｅ ｓ ｒｅ ｅ ｅｓ ｗｏｋ 、 Ｉ ｒ ｔ ｔｒｌ ｓ ｎａ ｕ ｅ
研究生信息通信：AdHoc网络概述与MAC协议PPT
03
在智能家居、智能交通等领域，Adhoc网络能够实现设备间的
通信和控制。
02
Adhoc网络技术基础
无线通信基础
无线电波传播
无线电波在空间中传播时会受到多种因素的影响，如障碍物、距 离、环境等，导致信号衰减和失真。
无线信道特性
无线信道具有时变、衰减、多径传播等特点，这些特性对无线通信 系统的性能产生重要影响。
THANKS
感谢观看
现有MAC协议的优缺点分析
ALOHA协议
优点是简单易实现，缺点是信道利用率低，存在大量 冲突。
CSMA协议
优点是避免了冲突，提高了信道利用率，缺点是节点 需要监听信道状态，增加了开销。
CSMA/CA协议
结合了CSMA和冲突避免机制，提高了信道利用率和 稳定性，但实现复杂度较高。
MAC协议的实现细节与流程
05
Adhoc网络的性能评估
性能评估指标
覆盖率
衡量网络覆盖范围和 节点分布的指标，表 示网络覆盖的全面性 和广泛性。
连通性
评估网络中任意两个 节点之间通信能力的 指标，反映网络的通 信质量和可靠性。
传输成功率
衡量网络数据传输成 功率的指标，反映网 络的稳定性和可靠性。
传输时延
评估网络数据传输延 迟的指标，反映网络 的实时性和响应速度。
能耗
衡量网络节点能耗水 平的指标，反映网络 的节能和环保性能。
仿真实验与分析
建立仿真模型
根据实际网络环境和需求，建立相应的仿真模型， 模拟网络运行状态和行为。
仿真实验执行
运行仿真实验，模拟网络在不同场景下的性能表 现，收集相关数据。
ABCD
设定仿真参数
根据实际需求和网络特性，设定合理的仿真参数， 包括节点数量、分布密度、通信半径等。
Ad Hoc 移动无线网络第一章-引论
Ad Hoc 移动通信网络田洪现hxtian@北京交通大学现代通信研究所Hxtian@ Ad Hoc移动通信网络第一章Ad Hoc 网络引论第二章Ad Hoc 网络物理层技术第三章Ad Hoc MAC接入技术第四章Ad Hoc 单播路由协议第五章Ad Hoc 组播路由协议第六章Ad Hoc 网络管理协议第七章Ad Hoc 网络的安全第1章Ad Hoc网络引论第1章Ad Hoc网络引论主要内容 1.1 Ad Hoc网络概述1.2 Ad Hoc网络的体系结构1.3 Ad Hoc网络的关键技术1.1 Ad Hoc 网络概述 1.1.1 Ad Hoc 网络的产生背景1.1.2 Ad Hoc 网络的发展历史1.1.3 Ad Hoc 网络的定义1.1.4 Ad Hoc 网络的特点1.1.5 Ad Hoc 网络的应用1.1.1 Ad Hoc 网络的产生背景无线通信网络按照组网控制方式分为2类：1.具有预先部署的网络基础设施的移动网络:例如：蜂窝移动通信系统，无线局域网1.1.1 Ad Hoc 网络的产生背景（续） 无线局域网(WLAN)结构图1.1.1 Ad Hoc 网络的产生背景（续）2.无基础设施的移动网络对于某些特殊场合，如：战场上部队的协同通信，地震或水灾后的营救，野外科学考察、临时会议等。
在这种情况下，就需要一种能够临时快速自动组网的移动通信技术，这就形成了另一类移动通信技术，即Ad Hoc网络通信技术。
1.1.1 Ad Hoc 网络的产生背景（续）1.1.2 Ad Hoc 网络的历史发展自组网最初是应用于军事领域的，1972年DARPA(美国国防部高级研究计划署)资助研究了分组无线网PRnet（Packet Radio Network）；其后，又由DARPA资助，于1993和1994年进行了高残存性自适应网络SURAN (Survivable Adaptive Network)和全球移动信息系统GlOMo(Globle Mobile Information Systems)的研究;Ad Hoc就是吸取了上述三个项目的组网思想，从而产生的一种新型的网络构架技术;IEEE802.11委员会称之为“Ad Hoc网络”，而IETF称之为MANET。
AD HOC综述
综合评论电ｌ对荸娃簟ｉ｝玲Ａｄｈｏｃ综述张蕾（北京邮电大学信息工程学院，北京１００８７６）摘要：Ａｄｈｏｃ作为一种自创造、自组织和自管理的网络，由于其组网的快速灵活性，节点的分布性等诸多的优点，在战争、救灾等特殊领域有着不可替代的作用。
文中介绍了Ａｄｈｏｃ的概念、特点、发展历史及国内外的研究现状，并指出了其中需要研究的一些关键技术。
关键词：Ａａｄｈｏｃ；无线网络；动态路由算法；自组织中图分类号：ＴＮ９１５文献标识码：Ａ１引言近年来，无线通信网络无论在技术上、还是在商业上都获得了飞速的发展，并且已经在世界范围内被广泛地应用。
无线通信网络由于能快速、灵活、方便地支持用户的移动性而使它成为个人通信和Ｉｎ—ｔｅｒｎｅｔ发展的方向，而且也只有通过无线通信网络才能实现“任何人在任何时间、任何地点与任何人进行任何种类的信息交换”的理想的通信目标。
我们经常提及的无线通信网络一般都是有中心的，要基于预设的基础设施才能运行。
例如，ＧＳＭ（ＧｌｏｂａｌＳｙｓｔｅｍＭｏｂｉｌｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）‘１｜、ＣＤＭＡ（ＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）【２ｊ等蜂窝移动通信系统要有基站的支持；无线局域网一般也工作在有ＡＰ接入点和有线骨干网的模式下。
但对于有些特殊场合来说，有中心的移动网络并不能胜任。
比如，战场上部队快速展开和推进，地震或水灾后的营救等。
这些场合的通信不能依赖于任何预设的基础设施，而需要一种能够临时快速自动组网的移动网络。
无线Ａｄｈｏｃ网络可以满足这样的需求。
２Ａｄｈｏｃ网络的概念及特点Ａｄｈｏｃ一词来源于拉丁语，是“特别或专门”的收稿日期：２００５—０３—０３修订日期：２００５—０９—２０意思。
这里提出的“Ａｄｈｏｃ网络”所指的就是一种特定的无线网络结构，强调的是多跳、自组织、无中心的概念，比较正规的表述为：无线Ａｄｈｏｃ网络是指一组无线移动节点组成的多跳的临时性的无基础设施支持的无中心网络旧，４Ｊ。
Ad hoc
装置 的移动 节点 间都 可以通 过 无线信 道连 接形成 一 个任 意 网状 的拓 扑 结构 。 点可 以 任意 移 动 ， 节 可能 导致 络
拓扑 结构 也 随 之发 生 变化 。 这种 环境 中 ，由于终 端 的 在
无线 通信 覆 盖 范 围的有 限性 ， 个无 法 直接 通信 的 用 户 两 终 端 可以 借 助 其他终 端 的分 组 转 发进 行 数据 通 信 。 它可 以没有 或不 便利用 现有 的 网络 基 础设施 的情 况下提 供一
组播 路 由问题 、 电能 管理 问题 、Ｑ Ｓ问题 、安 全 问题 、 ｏ
传输 层 问题 等 方面 发 布 了相 关的 研 究成 果 。 众 多的难 在
题 中， ｏ Ａｄ ｈ ｃ网络 的 路 由问题尤 其 关 键 ，Ｉ Ｔ Ｅ Ｆ已经成 立 了 ＭＡＮＥ Ｔ工 作组 集 中从 事 Ａｄ ｈ ｃ ｏ 网络 单播 路 由协
标 称 的是 自组 识 ．多跳 的一 个临 时分 布式 系统 ，是 一种 网络 构 架技 术 。它 要面 临 多项 难题 。本文
就 是 从 ＯＳ 模型 的 角度把 Ａｄ ｈ ｃ技术 分 层介绍 ，最后 给 出 了一种 ＷＭＡＮＥ Ｉ ｏ Ｔ应 用 方案 。
关 键 词 Ａｄ ｈ ｃ 无 线 移 动 Ａｄ ｈ ｃ网 ｏ ｏ 自组 网 多 跳 无 线 局 域 网
维普资讯
电信工
， 一
Ａ ｏ 技 ｄ ｈｃ
曹 常义 日 巾＾
（ 南京 邮 电学 院通 信工 程 系， 南京 ２ ０ ５ １ ０） ０
摘 要 Ａｄ ｈ ｃ 术 是从 无线 移 动 Ａｄ ｈ ｃ ｏ技 ｏ 网络 （ ＭＡＮＥ Ｗ Ｔ）抽象 出来 的 一个 一股 性概 念 ，该项 技 术所
第四章__Ad_Hoc网络的路由技术PPT课件
•洪泛技术（Flooding）在自组网路由中具有广泛应用
工作原理： （1）源节点向所有的邻居节点广播分组。 （2）中间节点判断自己是否是目的节点，如果不是，而且
是第一次收到该分组，则继续广播；否则，直接丢弃 （3）目的节点接收分组，不广播。
C
Next C B B
Metric 0 2 5
DV算法无穷计算问题
DV算法无穷计算问题（续）
DV算法不能直接用于Ad Hoc网络
计数到无穷问题
无法发现路由循环
部分解决方法
– 选择一个相对较少的数作为无穷大
限制了网络的可扩展性
– 水平分割 (split horizon)：当一个节点把路由 更新发送给相邻节点时，它并不把从各个相 邻节点处学到的路由再回送给该节点
12 Hops <D,0,D-102>
D
11 Hops
3. A收到来自Q的路由更新消 息<D, 13, D-102>
更新路由表中到D的表项 立即进行路由公告
<D,0,D-102>
由于D或者任何一个节点的路由更新消息到 达节点A时存在着时间差,就会导致不必要的
路由公告路由表波动
DSDV协议操作：减缓路由波 动
路由信息不完整
– 移动和分区很难将信息分发到一个没有固定成员网络 的所有节点
路由信息可能过期
– 不可能连续地或者立即交换信息 – 节点随时移动 – 无线传播变化很大
常规路由协议是否可用？
常规路由协议不是为高移动性和低带宽网络设计 的
DV算法存在“无穷计算”问题和慢收敛 采用洪泛技术的（链路状态）协议造成额外的通
Ad Hoc介绍的资料汇总
Ad Hoc介绍通常移动通信网络一般都是有中心的，要基于预设的网络设施才能运行。
例如，蜂窝移动通信系统要有基站的支持；无线局域网一般也工作在有AP接入点和有线骨干网的模式下。
但对于有些特殊场合来说，有中心的移动网络并不能胜任。
比如，战场上部队快速展开和推进，地震或水灾后的营救等。
这些场合的通信不能依赖于任何预设的网络设施，而需要一种能够临时快速自动组网的移动网络。
Ad Hoc网络可以满足这样的要求。
Ad Hoc网络是一种不需要依赖已有基础设施便可实现网络内任意节点间通信的临时自治系统，每个节点兼有主机和路由器的功能，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，对接收到的信宿不是自己的分组进行转发。
由于无线Ad Hoc网络具有自组性、抗毁性和无需固定基础设施等特点，在军事和民用领域都得到了广泛的应用，越来越受到人们的关注。
由于网络的动态变化及分布式控制等特点，设计适用于移动自组网的分布式MAC 层协议，成为移动自组网的研究热点之一。
Ad Hoc网络的无线信道不同于普通网络的共享广播信道、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，它是多跳共享的多点信道。
由于Ad Hoc网络的特殊性，基于固定的或有中心的网络协议不能满足Ad Hoc网络的需要。
蜂窝移动通信系统中使用的有中心的信道接入技术和传统的基于共享广播信道的信道接入技术无法直接应用到Ad Hoc网络中。
在有中心的信道接入技术中，终端在基站的控制下接入信道，而Ad Hoc网络中没有类似基站的控制实体。
传统的基于共享广播信道的接入技术（ALOHA，CSMA 系列）只能在一跳共享的信道（一个站点发送，所有站点都可以听到）上使用，并不能直接适用于多跳共享（一个站点发送, 并非所有站点都可以听到）信道的Ad Hoc网络。
从目前的无线自组网MAC协议研究结果来看，控制信道与业务信道的分离已经成为共识。
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方便扩展
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自组网的应用
1、城域无线通信（无线宽带接入、小区覆盖等） 、城域无线通信（无线宽带接入、小区覆盖等） 2、企业局域网：展览中心、体育场、旅游区、大型仓库、 、企业局域网：展览中心、体育场、旅游区、大型仓库、 港口、建筑、煤矿、石油/化工 环保、 化工、 港口、建筑、煤矿、石油 化工、环保、…. 3、应急 救援通信系统 、应急/救援通信系统 4、工业自动化控制 、 5、智能交通 、 6、传感器监测网络 、 7、家庭安全监测系统 、 8、战场侦察网络、战地监测网络、信息中继 、战场侦察网络、战地监测网络、 9、各种远程监测 监控系统（如环保、水文、地质、资源 保 监控系统（ 、各种远程监测/监控系统 如环保、水文、地质、 研究等） 护、研究等） 10、公安/交警 消防 、公安 交警/消防 交警 11、………. 、
基于WLAN的 AD HOC自组织无线网络
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基于WLAN的自组织无线网络架构
3G/HSDPA/WiMAX
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Internet
基于WLAN的移动自组网 基于WLAN的移动自组网
IEEE802.11b/g（2.4GHz）、 （ ）、IEEE802.11（5GHz） （ ） ）、 每个节点200—2000m覆盖范围 每个节点 覆盖范围 64/128位WEP加密（或WAPI）（可根据需要 增加不同 加密（ ）（可根据需要 位 加密 ）（ 层次的加密功能） 层次的加密功能） 高带宽， 或更高（ 高带宽，11--54M /s或更高（IEEE802.11n） 或更高 ） 面向数据业务(Data service oriented )的网络 面向数据业务 的网络 支持VoWi-Fi 支持 网络可靠性高 组网非常方便 通用性和兼容性强 成本优势 丰富的终端支持
• 逻辑上移动终端到达固定网络的路由器只有一跳 的距离 • 固定互联网要解决移动中接入所需要的定位和地 址管理问题
移动路由式
• 移动路由器和移动终端组成一个独立的无线互联 网 • 移动终端永久性或临时性地 与移动路由器相连
移动自组网——MANETs
移动互联网的研究主要两个分支
联合战术无线网络系统JTRS（Joint Tactical System）
一种新的组网技术，可以和其他许多平台结合使用！ 一种新的组网技术，可以和其他许多平台结合使用！
自组网的基本概念
ad hoc
特殊的，与众不同的 最初在802.11规范中提出， 本意主要指缺少 基础通讯构件（lack of infrastructure ），而 不具有多跳自组网络的含义 随着对ad hoc 网络技术的不断研究与发展， ad hoc 的含义也逐渐发生变化， 由最初的 “特殊”转变成“多跳无线通讯网络” （multi-hop wireless networks）含义
移动计算技术 —— MANETs专题：Ad hoc综述 专题： 专题 综述
授课教师： 授课教师：赵蕴龙
Email：zhaoyunlong@
通信发展趋势
两大发展趋势 无线/ 无线/移动 IP
IP
Fixed Infrastructure 现有无线通信网络（有固定基础设施支持） 现有无线通信网络（有固定基础设施支持）
异构性（Heterogeneity）
自组织功能
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动态变化的网络拓扑
Wi-Fi
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Wi-Fi
France Telecom's MESH Wi-Fi Network
France Telecom's researchers are undertaking a life-size trial of mesh WiFi technology on the Supélec campus in the Paris region. As a real alternative to bring wireless broadband to public mobile or home access, mesh WiFi represents a major stake for temporary events. This technology is also especially suitable for the coverage of airports, shopping centres, parks and limited but dense urban zones (metropolitan networks), since it is a solution that can be rolled out faster and at a lower cost. The trial should draw to a close at the end of December 2006.
交换机
终端
基站
No existing Infrastructure 新型无线通信网络（无预先的基础设施支持） 新型无线通信网络（无预先的基础设施支持）
Ad Hoc自组织无线网络技术意义深远
随着我国电信市场竞争的加剧，找准和开拓新 的业务增长点成了电信运营商和设备提供商在 市场中掌握先机的关键。 采用移动Ad Hoc网络技术的MESH无线区域网 等业务被认为是未来的业务热点之一。 甚至有人称：就象IP网络改造传统电信网络一 样，移动Ad Hoc网络技术可能对现有移动通信 网络的结构和运营模式带来划时代的影响。
移动自组网——MANETs
在某些特殊环境下或紧急请况下，如何应用网络
自然灾害时，现有的网络设施不可用 进行科学考察、探险、没有可用的网络 战场上，如何实现动态过程的协同通信
共同的要求
动态的、快速部署 不依赖或很少依赖现有的有线网络
移动互联网
移动自组网——MANETs
移动互联网的组成方式
移动终端式
History of ad hoc network
The earliest mobile ad-hoc networks (MANETs) were called “packet radio" networks, and were sponsored by DARPA(美國國防部高等研究計劃局 )in the early 1970s. SURAN〈Survivable Adaptive Network〉was proposed by DARPA in 1983 to support a larger scale network. Ad-hoc was used to describe that kind of network by IEEE802.11 standard committee(委員會). Mobile ad-hoc network was also be named as MANET by IETF.
• 美国国防部，1996年 • 主要研究用于构建战术移动互联网
移动专网工作组MANET（Mobile ad hoc Networks ）
• 互联网工程任务组（IFTF），1997年 • 利用多跳无线网构造一个基于IP的移动互联网，并 通过实现IP与固定互联网的无线连接
自组网的基本概念
一组带有无线收发装置的移动终端 移动终端组成的 移动终端 一个多跳的 多跳的、临时性 自创建（Self多跳的 Creating)、自组织(Self-Organizing)、自管 理（Self-Administering)系统。 不依赖预设的基础设施而临时组建。 移动终端具有路由功能，可以通过无线连 接构成任意的网络拓扑。可独立工作，也 可与Internet或蜂窝无线网络连接。
Wi-Fi Wi-Fi
Wi-Fi
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无缝漫游----支持移动IP功能 无缝漫游----支持移动IP功能
Wi-Fi Wi-Fi
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Wi-Fi
Wi-Fi
有线回传 最佳路由 备选替换路由
自组网的基本概念
自组网中，终端的功能
作为主机，用户终端需要运行面向用户的应用
• 编辑器、浏览器等
作为路由器 ， 用户终端需要运行相应的路由 协议 ，根据路由测略和路由表参与数据分组 转发工作和路由维护工作
自组网的特点
不需要基础设施的支持（Infrastructure） 自组织性和自管理性（Self-organizing and Self-managing） 移动性（Mobility） 网络拓扑结构的动态变化（Network topology changes ）
和其它宽带网络的集成
3G/HSDPA/WiMAX
Internet
Wi-Fi
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Wi-Fi
Wi-Fi
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方便的宽带无线接入方案
Internet
光纤骨干网
MESH Wi-Fi 接入网 Wi-
有线或 WiMAX
在城域中的运用
与其他移动通信技术的结合
ห้องสมุดไป่ตู้
移动现场办案
AP和终端都可移动 AP和终端都可移动 “网格化布警” 网格化布警”