Adhoc物理层关键问题的探讨
Ad Hoc网络联合物理层MAC协议设计研究
【 中图分类号 １ Ｔ ９ Ｎ２
【 文献标识码】 Ａ
【 文章编号１ １ １ ５１０６ ０—０３０ ６ — ８（ ０ 一１ ２—６ ７９ ２ ） ０
Ｍ ｅ ｉ ｃ ｅｓｃ ｎ ｒ ｌ（ ｄａ ａ ｃ ｓ ｏ ｔｏ ＭＡＣ）ｆｒ Ｗ ｉｅｅｓＡｄ ｏ Ａ ｏ ｄ Ｈ ｅ网络引起 了人们的高度 关注 。 ｄＨ ｅ网络 是 由一组 带有 无线 收发装 置 的移 Ａ ｏ 动终端组成 的一个多跳的临时性 自治系统 。这种网 络不需要中心控制以及基础设施支持便能够快速地
布置使 用 。Ａ ｏ ｄＨ ｅ网络 最初 设计应 用 于军事 、 灾难
中。
Ｈ ｅ网络的 Ｍ Ｃ协议事实标准。 ｏ Ａ 然而 由于无线 Ａ ｄ
求 ，现 有 的 ８２１ 协 议 并 不 能 很 好 的适 用 于 无 线 ０ ．１
与传统的无线局域网或蜂窝网络不同， 无线 Ａ Ｈ ｅ网络的特殊性 以及人们 日益增长 的对带宽的要 ｄ ｏ Ｈｅ ｏ 网络是无中心控制的 自组织 、分布式的多跳网
Ｈｏ ｅ ｗｏ ｋ：ｉｓ ｅ ｎ ｐ ｒ ａ ｈ ｓ ｃ ｍ ｂ ｎ ｄ ｃｎｔ ｒ ｓｕ ｓ ａ ｄ ａ ｐ ｏ ｃ ｅ ｏ ｉｅ ｗｉｈ ｐ ｙ ｉ ａ ａ ｅ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｔ ｈ ｓｃ ｌ ｌ ｙ ｒ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ
一 一 一 一 一
议 ， Ｃ协 议对 无线 Ａ ｃ网络 的路 由 以及传 输 ＭＡ ｄ Ｈｏ
现场等紧急通信等场合，但由于其简单快速布置的
协议有 极大 的影 响ｌ 。
基 于无线 局 域 网的 ＩＥ ０ ．１ 议 以其 简 易 Ｅ Ｅ ８ ２１ 协 特性， 目 前被广泛地研究并应用于无线传感器网络 （ Ｎ 、 ＷＳ ） 个人局域 网 （ Ａ ） Ｐ Ｎ 以及常规的无线网络 性 、 壮性 得 到 了广 泛应 用 ， 进 一步 成 为 无 线 Ａ 健 并 ｄ
华中科技大学信息技术导论论文_Adhoc
《信息技术导论》论文题目:移动Ad hoc网络关键技术与问题研究专业班级：*********学号：*********姓名：Crainax联系方式：*********移动Ad hoc网络关键技术与问题研究Crainax（华中科技大学电子科学与技术系，武汉 430074）摘要：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，该网络是一种有特殊用途的对等式网络。
本文首先介绍了Ad hoc网络，以及移动Ad hoc 网络关键技术，然后对Ad hoc网络的设计进行了研究，给出了Ad hoc的两种网络结构。
最后对Ad hoc网络面临的安全问题进行了深入分析，并对这些问题的影响提出了安全策略，笔者最终引出对未来Ad hoc网络的格局假设。
关键词：Ad hoc网络，网络结构，路由协议，移动通信一、引言：随着人们对移动通信要求的增强，蜂窝移动通信系统得到了迅速普及。
i但蜂窝移动通信系统是集中式控制的（有中心的），网络的运行要基于预先架设好的网络设施。
这两个特点使得蜂窝移动通信系统对有些特殊场合来说并不适用。
例如，战场上部队快速展开和推进、发生地震或水灾后的营救。
这些场合的通信不能依赖于任何预先架设的网络设施，基于健壮性考虑也不能采取有中心的控制方式。
此时，需要一种特殊的通信系统。
这种通信系统的运行不能基于任何预先架设好的网络设施，要能实现临时快速自动组网，结点要能移动。
Ad hoc网络的出现满足了这些要求。
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1所示，一个基于Ad-Hoc结构的无线局域网便完成了组建。
图1Ad-Hoc结构的无线局域网二、Ad hoc网络介绍Ad hoc网络是一种有特殊用途的对等式网络。
Ad Hoc网络的应用及相关问题探讨
Ad Hoc网络的应用及相关问题探讨
王海涛
【期刊名称】《数字通信世界》
【年(卷),期】2005(000)006
【摘要】Ad Hoc网络是一种多跳的无线自组织网络,有着广阔的应用前景.但是由于自身的复杂性.它的应用和发展也面临着诸多问题.本文首先较为全面地归纳和说明了Ad Hoc网络的各种应用,然后介绍了Ad Hoc网络相关产品的进展情况.最后,详细分析和讨论Ad Hoc网络的发展趋势及相关的问题.
【总页数】5页(P43-47)
【作者】王海涛
【作者单位】解放军理工大学通信工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN91
【相关文献】
1.认知Ad hoc网络与传统Ad hoc网络的研究 [J], 乔瑞娟;张雅男;刘廷廷;李珊珊
2.Ad Hoc网络中的带宽计算问题探讨 [J], 王海涛;李桂伦
3.Ad hoc网络技术讲座第2讲 Ad hoc网络中的路由选择问题 [J], 米志超;郑少仁
4.Ad hoc网络技术讲座第3讲Ad hoc网络采用QoS信令机制的研究 [J], 王海涛;郑少仁
5.Ad Hoc网络相关技术在战术互联网中的应用 [J], 杜燕飞;张日飞;钟联炯
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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。
无线Ad Hoc网络关键技术的研究
无线Ad Hoc网络关键技术的研究无线Ad Hoc网络关键技术的研究无线Ad Hoc网络是一种临时性的无线网络，不依赖于任何基础设施，由一组相互连接的设备组成。
由于其自组织、动态性和免于布线等特点，无线Ad Hoc网络在军事、应急救援、普及通信等领域有着广泛的应用。
然而，由于网络中各个节点的移动性和信道的不稳定性，无线Ad Hoc网络面临着许多技术挑战。
本文将探讨无线Ad Hoc网络的关键技术，包括路由、拓扑控制、数据传输和安全等方面。
首先，路由是无线Ad Hoc网络中最重要的技术之一。
由于网络中的节点是动态移动的，节点之间的链路状态会随时发生变化。
因此，在选择数据传输的路径时，需要一种有效的路由选择算法。
目前，常用的路由协议包括基于距离向量的路由协议、基于链路状态的路由协议和混合型路由协议。
基于距离向量的路由协议如传统的DSDV（Destination-Sequenced Distance Vector）协议，将每个节点周围的邻居节点的距离作为选择路径的依据；基于链路状态的路由协议如OSPF （Open Shortest Path First）协议，根据链路状态信息选择路径；而混合型路由协议如AODV（Ad Hoc On-Demand Distance Vector）协议，则结合了这两种路由协议的优点。
在实际应用中，根据网络规模、节点密度和网络负载等因素进行合理选择。
其次，拓扑控制是保持网络稳定和可靠性的重要手段。
在一个无线Ad Hoc网络中，由于节点的移动性，网络的拓扑结构会不断变化。
为了保证网络的稳定性，需要及时发现节点的变化，并对网络进行动态的调整。
拓扑控制算法主要包括节点发现、链路维护和拓扑更新等方面。
节点发现是指通过广播或其他方式发现新的节点，并将其加入到网络中。
链路维护是指当链路质量下降或链路中断时，及时选择新的链路以保证通信的顺畅。
拓扑更新则是指根据实际情况，自动调整网络的拓扑结构，以适应节点的移动。
Ad hoc综述及VANET物理层安全问题研究
ＶＡＮＥ 中的 物 理 层 和 其 它无 线 网 络 一 样 ， 要 负 责 Ｔ 主
主 要 体 现 在 以 下 几 个 方 面 ： 无 控 制 中心 ： ｏ ① Ａｄｈ ｃ网络 没
有 控 制 中 心 ， 为它 上 面 所 有 结 点 的地 位 都 是 平 等 的 ； 因 ② 动 态 拓扑 ： ｏ Ａｄｈ ｃ网 络 是 一 个 动 态 变 化 的 网 络 。 网络 结
性较低等特点 。
１ ２ Ａ ｏ ． ｄ ｈ ｃ网 络 的 安 全 问 题
（ ） 假 信 息 攻 击 （ ｏ ｕ ｎｏｍａｉｎ Ａｔａ ｋ １虚 Ｂ ｇ ｓＩ ｆｒ ｔ ｔｃ ） ｏ 车载 移 动 自组 织 网 络 的 所 有节 点 均 共 享 无 线 信 道 ， 都 使 用 ２４ ． ＧＨｚ和 ５ ９ ． ＧＨｚ频 段 ， 要 捕 捉 到 正 确 频 率 ， 只 就
３ 兰州大 学 信 息科 学与 工程 学院 ， 肃 兰 州 ７００ ） ． 甘 ３ ０ ０
摘 要 ： 主要 就 Ａ ｏ ｄｈ ｃ网络 的相 关知 识 及 ＶＡＮＥ 物 理 层 安 全 问题 进 行 了探 讨 。 Ｔ 关键词 ： ＶＡＮＥ 主 动攻 击 ； 动 攻 击 ； 频 技 术 Ｔ； 被 扩
点 可 以 随 处 移 动 ； 带 宽 和 终 端 能 量 是 有 限 的 ： 为 Ａｄ ③ 因
频 率 选 择 、 波 产 生 、 据 的发 送 接 收 等 ， 能受 到 的攻 击 载 数 可
可 以分 成 两类 ： 主动 攻 击 和 被 动 攻 击 。主动 攻 击 主 要 是 指 节 点必 须 要 消耗 能 量 来 破 坏 网 络 ， 被动 攻 击 则 主 要 是 窃 而 取 用 户 的信 息 ， 因此 用 户 对 这 种 活 动 是难 以觉 察 的 。下 面 就 主 动攻 击 和被 动 攻 击 分 别 进 行 描 述 。
无线Adhoc网络及其研究难点
射或转发分组 。这种网络既可以单独运行 , 又可以通过网关接 入到有线骨干网络 (如因特网) 。
Ad hoc 网络的起源可以追溯到 1968 年的 ALOHA 网络和 1973 年 DARPA 开始研究的分组无线电网络 。IEEE 在开发 IEEE 802. 11 标准时 , 将分组无线电网络改称为 Ad hoc 网络 。Ad hoc 来源于拉丁语 ,字面上的意思是“为特定目的或场合的”或“仅为 这种情况的”。当时分组无线电网络已经用于大规模的军事和 救援行动中 , 采用新的名字 , IEEE 希望 Ad hoc 网络成为为特定 目的而临时组建并短期存在的网络 。需要指出的是 , IEEE 802. 11 标准定义的 Ad hoc 网络为仅由那些通过无线媒质能够 互相进行直接通信的站点组成的网络 , 即独立的基本服务集 ( IBSS) 。IBSS 没有接入点 ,为单跳 Ad hoc 网络 ,但是目前研究的 Ad hoc 网络通常是多跳的 。1997 年 IETF 成立了移动 Ad hoc 网络
MANET(Mobile Ad hoc NETwork ) 工作组 , 专门负责具有数百个 节点的移动 Ad hoc 网络的路由算法的研究和开发 , 并制定相应 的标准 。MANET工作组的工作成绩斐然 , 已经制定了十几个 Internet 草案标准 。
无线Ad Hoc网络接入和路由关键技术研究
无线Ad Hoc网络接入和路由关键技术研究无线Ad Hoc网络接入和路由关键技术研究随着无线通信技术的发展，无线Ad Hoc网络成为科研和工程领域的研究热点之一。
Ad Hoc网络是指一种无线网络体系结构，由一组相互连通的移动设备组成，这些设备在没有任何预先安装的基础设施的情况下进行自组织和自适应的通信。
无线Ad Hoc网络的接入和路由是其中最为关键的技术之一。
首先，无线Ad Hoc网络的接入技术是保证网络设备之间能够有效地通信的基础。
接入技术主要包括网络设备的发现和链路建立。
网络设备的发现是指在无线网络环境中，节点之间如何找到彼此并建立连接。
传统的无线网络中，设备通常依靠基础设施来完成这一过程，而Ad Hoc网络中没有基础设施，因此需要研究新的发现方法。
链路建立是指在设备发现之后，如何通过有效的方法建立可靠和高效的通信链路。
在无线Ad Hoc网络中，由于节点之间移动频繁，链路建立需要考虑动态性和实时性，以保证通信的稳定性。
其次，无线Ad Hoc网络的路由技术是保证数据在网络中能够正确传送的关键。
Ad Hoc网络中的路由有两个主要挑战：节点的移动性和网络的动态性。
节点的移动性意味着无线节点可能会周期性地改变连接对等体。
这就需要动态地更新路由信息，以确保数据可以正确地路由到目标节点。
网络的动态性指的是Ad Hoc网络拓扑结构可能因为链路质量变化、节点故障、节点加入等情况而发生动态改变。
路由算法需要能够适应网络动态性，快速找到可靠的传输路径。
针对接入和路由的关键技术，在无线Ad Hoc网络中有许多研究方向。
首先，节点的发现可以使用邻居发现机制，通过接收到的广播消息来发现附近的节点。
其次，链路建立可以通过信标广播和接收响应的方式来完成。
节点可以周期性地发出信标广播消息，其他节点通过响应建立起链路。
针对路由问题，目前的研究主要集中在距离向量路由算法、链路状态路由算法和基于源的路由算法。
这些算法各有优势，可以根据网络环境和需求进行选择。
AdHoc网络
AdHoc网络AdHoc网络是一个没有有线基础设施支持的移动网络。
在AdHoc网络中，所有的节点都是由移动主机构成的。
最初是应用于军事领域，是为了在战场环境下分组无线网络数据的通信。
AdHoc是一个拉丁词汇，在拉丁语中他的意思是“为了这个目的（forthispurpose）”。
Adhoc网络是一种独具特色的网络，作为一种新型的无线、多跳、无中心分布式控制网络，它无需网络基础设施，具有很强的自组织性、鲁棒性、抗毁性和容易构建的特点，其关键技术一直是研究的热点和难点。
文章主要对Adhoc网络的路由协议、服务质量、功率控制、安全问题和互联问题进行分析和探讨，最后展望了Adhoc网络的发展前景。
1、Adhoc网络特点随着移动通信技术的飞速发展和普及，人们对移动通信的需求越来越强烈，涌现出了众多的移动通信技术，Adhoc就是其中之一。
Adhoc网络是一种无线多跳网络，与传统的无线网络相比，它不依赖于任何固定的基础设施和管理中心，而是由一组自主的移动节点临时组成，通过移动节点间的相互协作和自我组织，保持网络连接和实现数据的传递，主要应用于军事战场、医疗抢险以及抗洪救灾等特殊紧急环境。
Adhoc网络组网灵活、快速，使用非常方便，但必须为Adhoc设计专门的协议和技术，因为传统固定网络和移动蜂窝网络中的技术和协议无法直接复制到Adhoc网络，这是由Adhoc网络自身特性决定的。
因此有必要对Adhoc网络的路由协议、服务质量和功率控制等关键技术进行探讨。
2、关键技术探讨2.1路由协议路由协议是Adhoc网络的重要组成部分，开发良好的路由协议是建立Adhoc网络的首要问题。
与传统网络的协议相比，Adhoc网络路由协议的开发更具挑战性，这是因为传统网络的路由方案都假设网络的拓扑结构是相对稳定的，而Adhoc网络的网络拓扑结构是不断变化的。
另外，传统网络的路由方案主要依靠大量的分布式数据库，这些数据库保存在某些网络节点和特定的管理节点中，而Adhoc网络中的节点不会长期存储路由信息，并且这些存储的路由信息也不总是可靠的。
信息通信专业资料Adhoc调研报告(word版)
Ad hoc 调研报告一.传输功率的控制对Ad hoc无线网络的影响简介:Ad hoc无线网络是由一组相互之间直接或间接无线连接的节点所组成的自由无线网络.其中,网络吞吐量是ad hoc网络的一个基本特性.,它由很多因素决定,如节点的密度和分布,节点的机动性,传输模式,网络的规模,传输功率和带宽约束,还有无线电波的传输方向性等等.最近的一项研究表明,当固定区域内的节点增加n倍,则网络吞吐量下降为原来的同时,为了达到最大的网络吞吐量.一般的模型都默认使用TDMA的AC协议.本文整理主要通过建立一个线性规划的模型,讨论了在不同的传输功率等级下的不同节点数的Ad hoc网络的吞吐量.假定有这样一个Ad hoc网络,它有n个节点,m对源-目的传输对,采用TDMA的介质访问控制协议.给定节点传播功率等级向量组定义传输对吞吐量向量组为当采用时域和空域联合路由配置时, 是可以达到的.定义S(P)为P功率等级下可以达到的所有传输对吞吐量向量的集合.定义一个函数式代表在功率等级P下, 传输对吞吐量向量组所能达到的最大联合吞吐量.在这里,我们假设通过选择特定的时域和空域联合路由配置,在有限的操作周期T内,极大值总可以达到.定义的极大值为,此时的功率向量组被称为最佳功率向量组.可得以下关于的函数表达式通过证明, 独立于节点分布,传输模式,传输净荷.而只随着功率等级P的增大而达到极大值,也就是说,总存在P=Pmax,使得达到最大值.假设Pmax任意大时.可以证明全连通的拓扑网结构是最佳的.实际运用中,还可以给不同的加上不同的权重Ci,用于实现优先级吞吐量运算的实现.在下面的具体模型分析前,有以下几点假设:1.所有节点的传输功率都是统一的(但也可调节).2.所有节点随机均匀的分布在区域内.3.每个节点都是一个特定的单播传输流的源端.4.每个单播传输流的目的端是均匀随机分布的.5.采用物理冲突模型来衡量传输是否被成功接受.6. 被定义为最小传输对吞吐量.7.在操作周期中,所有源端无限的向目的端发送数据包.8.只允许单播存在..系统模型:考虑这样一个系统模型,n个节点随机分布在特定区域内.在操作周期内,所有节点的位置是固定的.当每一个节点按预定顺序接入通信频道后,以Wbit每秒的速率发送数据.变更传输功率仅仅对传播距离造成影响.在同一时间段内,一个节点只能最多接受一个节点发来的数据.每个时间槽的长度被定义为传送一个数据包的时间加上最大传播延迟时间.定义目的集合表示从源端节点s发送往特定的目的集合r的节点集合,可以很容易的得出传输对的总数为.其中, 代表集合A的势.定义为任意的功率向量组, 为与P(M)关联的最大功率向量组,它们之间满足其中, .定义节点I和J之间的连接必须满足连接信噪比大于.代表最小功率等级下接受时的信噪比.可以得出对于节点ik发送给节点集合J,则要满足以下的关系式:我们将在此条件式上能成功接受数据的模型称为SINR干扰模型.数据分析采用线性规划模型来证实以上结论.假定区域选择为500m*500m.,路径损耗指数为4.噪音功率为-90dBm.最小SINR为10dB.最小SNR则设为13dB.所有节点的传输速率均为12Mbps.Pmin定义为保证网络连通性的最小传输功率.(随节点分布变化而变化).最大传输功率Pmax设为5W.用以保证全连通拓扑网络.通过模型,可以得到下图可以看到,随着节点数的增多,网络吞吐量随着功率变化越明显,在节点数为2时,Pmin即可达到最大网络吞吐量,而从节点6开始,Pmin时的网络吞吐量仅仅为Pmax时的67%.接下来再来看跳数统计可以看到,在Pmin情况下,网络传输不得不通过多跳数来达到连通性的要求,因为在功率限制下,远目的端的节点无法通过单跳来实现,而在最大功率下,平均传输跳数为1.1,可以得出绝大多数传输都属于单跳传输.Ad hoc网络中通过能量效率比较来选取最佳邻居节点基本思想:定义P(I,J)为节点I向节点j传输数据所需要的传输功率,并且节点I拥有一张邻居节点表单,上面按传输功率大小排定I的所有邻居J1,J2…假定I要发送数据给Jl,它并不急于选择直接向Jl发送数据,而是先在它的邻居表单里寻找是否有满足以下关系的节点存在.如果存在这样的节点jq,则I将jl从他的邻居节点表单里删除,并且发送数据给jq,通过jq转发给jl.算法设计如图,该算法通过5步实现,即节点启动,位置广播,功率分配表广播,最佳邻居选择,平衡过程,最后进入普通操作.该网络具有以下假设.1.网络的拓扑结构应为准静态的.2.每一个节点都能够对自己的相关位置进行评估.3.每个节点都可以调整他的传输功率,用以到达不同的邻居节点.位置广播.在位置广播阶段,每一个节点以他的全输出功率将自己的位置信息广播出去.由于假设2的存在,通过相互的位置信息的交换,最终每一个节点都形成一张如下图的表单Pat广播阶段在PAT广播阶段,每一个节点将他之前形成的表单再次广播出去,这样,在经过新一轮的广播后,每一个节点将之前的表单加以修改,变成如下的表单SON阶段在这个阶段,我们将采用下面的模型来进行最佳邻居选择这里,我们不仅考虑了接受节点的功率消耗,同时,传播时所影响到的其他节点也要消耗相同的接受功率.因此,节点G向节点O所发送数据一共消耗的总能量E为其中IN(G,O)代表传输中所影响到的其他节点.假设现在存在节点B,使得再通过下图可以看到,通过GtoB BtoO的路径所影响的节点数要远远少于GtoO的节点数也就是说是可能实现的,当这个不等式成立时,节点O就被G从其PAT表中剔除,任何从G发往B的数据都将以Gtob BtoO的形式传输.下面介绍SON的两种分支 SCON和SEEON,对SCON来说,只要离他最远的邻居节点满足上面的不等式,则离他较近的不满足不等式的邻居节点继续保留在Pat表中,而SEEON则对其PAT 表中的所有节点进行检查,剔除所有不满足上面不等式的邻居节点.平衡阶段由于网络拓扑结构的随机性和不均匀性,有可能造成A将B当作自己的邻居节点,但是B的确PAT表中却没有A,因此,在平衡阶段,每一个节点都以全功率广播自己的邻居节点列表,当A接受到B的邻居列表并且发现自己不在其中时,A将把B从邻居列表中剔除.传输功率调节的必要性为了达到功率的最优化使用,如果只使用SON是不够的,节点必须按照发送距离的远近调整自己的发送功率,才能最终实现能量的最优化使用.仿真模拟分析利用Ns-2网络模拟器,我们设立了一个100节点,区域为500m*500M的ad hoc网络.其相关参数如下表下图是没有进行Son之前的网络拓扑结构.经过SCON和SEEON后,可以发现网络结构大大简化在没有进行SON之前,平均每个节点拥有13.52个邻居,在SCON之后,每个节点拥有7.98个邻居,而SEEON更是减少到5.78个邻居.通过排除远端邻居节点,节点的平均通信功率也发生了显著的下降,如下图当采用SEEON时,平均通信功率仅为802.11标准的17.1%当然,使用SCON和SEEON后,其路由表的形成需要节点之间交换更多的信息,当采用DSDV路由协议,我们可以得到,普通的802.11协议总共需要交换6369条信息,而SCOn需要7435,SEEON则需要8205条,但是,由于节点和节点之间的通信功率被大大降低了,所以路由表形成所消耗的总功率仍然要低于普通的802.11协议.最后,我们选取了5对源-目的传输对,固定的发送100组数据,以此来显性的观察最终的能量节省,结果如下图可以看到正如我们之前的推断一样,如果只使用Son而不进行传输能量的动态调整,SON协议之比普通的802.11协议节省不到2.9%的能量,而使用了动态能量调整的SCON和SEEOn则比原来的802.11协议节省了27.9%和38.3%的能量.。
支持Adhoc网络优化服务的关键技术的研究
本文正是在Ａｄｈｏｅ网络研究和发展过程中，结合了Ａｄｈｏｅ网络的最新研究情况，就其中一些关键问题进行了深入的研究和探讨。
１．２无线Ａｄｈｏｃ网络
从技术上讲，Ａｄｈｏｅ网络是一种移动通信技术和计算机网络技术相结合的网络。
Ａｄｈｏｃ网络是一组移动终端（以下称节点或主机），为了完成一项任务而临时组建的一个自治系统，又称自组网。
它不需任何已有的固定设施作为基础，网络无管理控制中心，采用分布式管理。
一方面，它采用无线信道进行通信，由于无线通信功率的限制，源主机发出的信息，通常通过其相邻的节点的多次转发，才能达到目的节点，是一种多跳模式的通信方式，是一种多跳网络：另一方面，各节点的信息交换，采用了计算机网络中的分组交换机制，网络中的每一节点是自主的，节点可自由加入或离开，且这些节点在网络通信中都是对等的，所有的节点既是通信主体（主机），又承担转发报文的功能（路由器），是对等自组织网络。
这种网络既可以单独组网运行，又可以通过网关与其他网络（如因特网）相连，图１．１是一个Ａｄｈｏｅ网络与固定网络和普通移动网络构成的混合网络的结构图。
图１．１Ａｄｈｏｅ网络示意图
Ｆｉｇ．１．１ＴｈｅｃｈａｎｏｆＡｄｈｏｅｎｅｔｗｏｒｋｓ
一句话，无线Ａｄｈｏｃ网络（也称移动Ａｄｈｏｅ网络）是由一组带有无线收发
一ｊ一。
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。
AdHoc网络的安全威胁及对策
Ad Hoc网络的安全威胁及对策安全性是决定Ad Hoc网络潜能能否得到充分施展的一个关键所在，特别是Ad Hoc网络在军事上和商业上的应用。
由于不依赖固定基础设施，Ad Hoc网络为其使用的安全体系结构提出了新的挑战。
相比于传统的网络，Ad Hoc网络更易受到各种安全威胁和攻击，包括被动窃听、数据篡改和重发、伪造身份和拒绝服务等。
用于传统网络的安全解决方案不能直接应用于Ad Hoc网络，现存的用于Ad Hoc网络的大多协议和提案也没有很好解决安全问题，特别是没有考虑特定的环境。
Ad Hoc网络的安全及目标在传统网络中，网络采用层次化体系结构，主机之间的连接是准静态的，具有较为稳定的拓扑，可以提供多种服务来充分利用网络的现有资源，包括路由器服务、命名服务、目录服务等。
目前已经提出了一系列针对这类环境的安全机制和策略，如加密、认证、访问控制和权限管理、防火墙等。
Ad Hoc网络不依赖固定基础设施，具有灵活的自组织性和较强的健壮性。
Ad Hoc网络中没有基站或中心节点，所有节点都可以移动、节点间通过无线信道建立临时松散的连接，网络的拓扑结构动态变化。
Ad Hoc网络由节点自身充当路由器，也不存在命名服务器和目录服务器等网络设施。
根据应用领域的不同，Ad Hoc网络在体系结构、设计目标、采用的协议和网络规模上都有很大差别。
尽管基本的安全要求，如机密性和真实性，在Ad Hoc网络中仍然适用。
但是Ad Hoc网络不能牺牲大量功率用于复杂的计算，并要考虑无线传输的能耗和稀少无线频谱资源。
另外，节点的内存和CPU功率很小，强安全保护机制难以实现。
这些约束在很大程度上限制了能够用于Ad Hoc网络的安全机制，因为安全级别和网络性能是相关的。
因此，传统网络中的许多安全策略和机制不能直接用于Ad Hoc网络，需要对现有的安全方法加以改进，并采用新的安全策略和方法。
Ad Hoc网络的安全目标与传统网络中的安全目标基本上是一致的，包括:数据可用性、机密性、完整性、安全认证和抗抵赖性。
移动Ad Hoc网络安全路由协议关键技术研究的开题报告
移动Ad Hoc网络安全路由协议关键技术研究的开题报告1. 研究背景与意义移动Ad Hoc网络是一种去中心化的、自组织的移动网络，由无线节点组成的自组织网络。
与传统的有线和固定网络相比，移动Ad Hoc网络具有节点自主性、高度灵活性、快速部署、不需要设施建设等优点，因此在应急通信和军事作战等领域得到了广泛的应用。
然而，由于其网络拓扑结构动态变化，以及缺乏固定的中心节点，使得移动Ad Hoc网络的安全性问题备受关注。
安全路由是保证移动Ad Hoc网络安全性的重要手段，因此对移动Ad Hoc网络安全路由协议的研究显得十分重要。
2. 研究内容和目标本次研究的内容主要是移动Ad Hoc网络安全路由协议关键技术研究，包括以下方面：（1）移动Ad Hoc网络的安全问题分析。
分析移动Ad Hoc网络的安全特点和现有安全问题，分析攻击手段和威胁，为后续安全路由协议的设计提供基础。
（2）安全路由协议关键技术研究。
研究当前常用的安全路由协议，并对比分析其优缺点，提出更加适合移动Ad Hoc网络特点的安全路由协议设计方案。
（3）协议性能评估。
使用对比试验的方法对设计的安全路由协议进行性能评估，评估其安全性、稳定性、效率等方面的表现，并提出优化建议。
本次研究的目标是提出一个基于移动Ad Hoc网络特点的安全路由协议设计方案，并验证其实现的可行性和优越性。
3. 研究方法和技术路线本次研究将采用文献调研、分析比较、仿真实验等方法，并结合自身实践经验进行技术路线的设计。
具体步骤如下：（1）文献调研。
通过查阅现有文献、标准、期刊和技术报告等途径，综合分析当前安全路由协议的研究现状。
（2）移动Ad Hoc网络安全特性分析。
分析移动Ad Hoc网络的特点，包括节点之间的信任、链路的稳定性、网络拓扑的动态变化等，分析其产生的安全问题。
（3）现有安全路由协议分析。
对现有安全路由协议进行分析和比较，包括DSR、AODV、DS-AODV、ZRP等。
军用AdHoc网络分层体系架构及安全协议
军用AdHoc网络分层体系架构及安全协议随着信息技术的快速发展，军用通信网络无疑扮演着保障作战能力的关键角色。
AdHoc网络作为一种特殊的无线网络技术，正在成为军队中通信系统的重要组成部分。
它的特点在于能够自组织、自配置，无需基础设施即可建立网络。
本文将介绍军用AdHoc网络的分层体系架构，以及相应的安全协议。
一、军用AdHoc网络分层架构军用AdHoc网络通常采用分层架构，以便有效地管理和组织网络中的各个功能模块。
以下是典型的军用AdHoc网络分层架构：1. 物理层：物理层是AdHoc网络中最底层的一层，负责无线信号的传输和接收。
在军用场景下，物理层需要具备抗干扰、抗干扰和抗干扰的能力，以确保网络的可靠性和稳定性。
2. 数据链路层：数据链路层负责将数据包分割成较小的数据帧，并向上层提供可靠的传输机制。
在军用AdHoc网络中，数据链路层需要实现高效的链路管理和错误检测、纠正的功能，以应对复杂的战场环境。
3. 网络层：网络层是AdHoc网络的核心层，负责路由和转发数据包。
在军用AdHoc网络中，网络层需要实现高效的路由算法和动态路由的能力，以便在无线环境下寻找最佳的数据传输路径。
4. 传输层：传输层的主要功能是提供端到端的可靠数据传输。
在军用场景中，传输层需要支持可靠的数据传输机制，以确保消息的完整性和准确性。
5. 应用层：应用层是军用AdHoc网络最高层的一层，负责上层应用的数据处理和协调。
在军用场景中，应用层需要提供特定的应用功能，如数据采集、声音通信等，以满足作战需求。
二、军用AdHoc网络安全协议在军事环境中，网络安全至关重要。
军用AdHoc网络的安全协议主要包括以下几个方面：1. 认证协议：认证协议用于验证网络中的节点身份，以防止未授权的节点进入网络。
常见的认证协议包括基于公钥基础设施（PKI）的证书认证和基于预共享密钥的认证。
2. 密钥管理协议：密钥管理协议用于在AdHoc网络中动态地生成和分发加密密钥。
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。
基于TD-SCDMA的Ad Hoc网络物理层关键技术研究的开题报告
基于TD-SCDMA的Ad Hoc网络物理层关键技术研究的开题报告一、研究背景和意义：随着无线通信技术的不断发展，Ad Hoc网络已成为一种重要的无线网络形式。
其中，基于TD-SCDMA的Ad Hoc网络可以充分利用TD-SCDMA技术在功率控制、载波干扰消除、信道质量反馈等方面的优势，在无线传输中实现高效的信号传输和数据传递，已成为当前研究的热点之一。
TD-SCDMA的Ad Hoc网络存在着许多技术难点，例如网络拓扑管理、信道质量反馈、群组通信、路由协议等方面的问题，这些问题在Ad Hoc网络的实际应用中都需要得到解决，因此在此基础上开展物理层关键技术研究显得尤为重要和必要。
二、研究内容：本次开题报告拟从以下几个方面进行研究：1. Ad Hoc网络拓扑管理技术：该部分主要研究Ad Hoc网络拓扑结构的构建与管理、信道分配等关键问题。
2. TD-SCDMA信道质量反馈技术：该部分主要研究TD-SCDMA系统中的信道质量反馈技术，以及如何将其应用于Ad Hoc网络中实现有效的信号传输。
3. TD-SCDMA Ad Hoc网络群组通信技术：该部分主要研究如何实现TD-SCDMA Ad Hoc网络中的群组通信，包括群组管理、路由协议等关键问题。
4. TD-SCDMA Ad Hoc网络路由协议：该部分主要研究TD-SCDMA Ad Hoc网络中的路由协议，探讨其应用和优化。
三、研究方法和技术路线：1. 研究方法：本研究采用实验研究和理论研究相结合的方法，首先通过仿真和实验验证所提出的TD-SCDMA Ad Hoc网络物理层关键技术的有效性和可行性，同时结合网络拓扑理论、信道质量反馈技术、群组通信和路由协议等方面的理论知识进行分析。
2. 技术路线：（1）研究TD-SCDMA Ad Hoc网络的组网架构和拓扑管理技术，建立TD-SCDMA Ad Hoc网络拓扑结构的构建与管理模型。
（2）研究TD-SCDMA信道质量反馈技术，探讨其在Ad Hoc网络中的应用和优化方案。
Adhoc综述及VANET物理层安全问题研究
０２－０１３９－０２作者简介：刘建英（１９８４－），女，甘肃兰州人，兰州石化公司通信网络中心技术发展部助理工程师，兰州大学信息科学与工程学院硕士研究生，研究方向为计算机安全；王云霞（１９８６－），女，天津人，兰州市质量技术监督局七里河分局技术员，兰州大学信息科学与工程学院硕士研究生，研究方向为计算机安全。
１ Ａｄ ｈｏｃ网络Ａｄ ｈｏｃ网络是由分组无线网（Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔ－ｗｏｒｋ）发展而来的。
早在１９７２年，美国国防部高级研究计划局ＤＡＲＰＡ就启动了分组无线网项目ＰＲＮＥＴ，研究在战场环境下利用分组无线网进行数据通信。
在此之后，ＤＡＲＰＡ于１９８３年启动了高残存性自适应网络项目ＳＵ－ＲＡＮ，研究如何将ＰＲＮＥＴ的研究成果加以扩展。
１９９４年，ＤＡＲＰＡ又启动了全球移动信息系统，这一研究一直延续至今。
ＩＥＥＥ８０２．１１标准委员会于１９９１年成立，该会采用了“Ａｄ ｈｏｃ网络”一词来描述这种特殊的自组织对等式多跳移动通信网络。
１．１ Ａｄ ｈｏｃ网络的特点Ａｄ ｈｏｃ网络是一种特殊的无线移动网络，它的特点主要体现在以下几个方面：①无控制中心：Ａｄ ｈｏｃ网络没有控制中心，因为它上面所有结点的地位都是平等的；②动态拓扑：Ａｄ ｈｏｃ网络是一个动态变化的网络。
网络结点可以随处移动；③带宽和终端能量是有限的：因为Ａｄｈｏｃ网络底层采用无线传输技术进行通信，所以它所能提供的带宽是非常有限的；④路由是多跳的：Ａｄ ｈｏｃ网络中的多跳路由是由网络结点完成的。
另外，Ａｄ ｈｏｃ网络还具有安全性较低、节点之间合作性较低等特点。
１．２ Ａｄ ｈｏｃ网络的安全问题移动Ａｄ ｈｏｃ网络有很多特性使得它易受到攻击，主要包括以下几个不同方面：①移动Ａｄ ｈｏｃ网络容易各种各样的攻击，缺乏一个完整的传输链路对各种各样的网络攻击做出防护；②移动Ａｄ ｈｏｃ节点可以独立漫游，所以很容易被捕获；③移动Ａｄ ｈｏｃ节点很容易丢失；④服务、设备都是动态变化的；⑤因为采用分散决策，所以缺乏集中授权。
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Ad hoc物理层关键问题的探讨吴昊, 李承恕(北京交通大学现代通信研究所,北京100044) 摘要:Ad hoc网络一般都是基于无线通信的,同样需要解决衰落、多径干扰、功率控制等无线通信经常遇到的问题。
本文针对Ad hoc网络中物理层的若干关键问题进行了探讨,包括选择和参考的标准,M IM O、O FDM、UW B、软件无线电等与物理层有关的新技术以及物理层模型对其他层的影响。
关键词:Ad hoc;物理层;M IMO;O FDM;UW B;软件无线电 中图分类号:TN929.5 文献标识码:A 文章编号:1003-8329(2006)03-0016-04 Discussions about Ad Hoc Ph ysical Layer Key ProblemsW U H ao, LI Cheng-shu(M odern Telecommunicatio n Institute,Beij ing J ia oto ng Univ ersity,Beij ing100044,China)Abstract:Ad hoc netw orks g enerally are based on wireless com munica tion,so they also need to solv e tho se pro blem s that a re o ften meet in wireless comm unicatio n,such as fading,mul-tipath interference,and pow er co ntrol.This paper will mainly discuss so me key pro blem s of the physical lay er in ad hoc netwo rks,including standard,M IM O,O FDM,UW B,softwa re radios and o ther new techniques related to physical layer.The im pact of phy sical m odel to other layers is also described in this paper.Key words:Ad hoc;phy sical layer;M IMO;OFDM;UW B;softw are radios1 前 言 Ad hoc网络是一种特殊的多跳移动无线网络,不依赖于任何固定基础设施,这种临时性的网络具有广泛的应用场合,而物理层技术的确定是决定Ad hoc网络潜能能否得到充分施展的一个关键所在。
本文针对ad hoc网络中物理层的若干关键问题进行了探讨,包括选择和参考的标准,M IM O、O FDM等新技术以及物理层模型对其他层的影响。
2 Ad hoc物理层可选择和参考的标准 到目前为止,ad hoc物理层可以选择和参考的标准主要来自构建无线局域网的各种标准,其中包括IEEE802.11系列、蓝牙(Bluetooth)、HiperLAN 等标准所定义的物理层。
2.1 IEEE802.11系列物理层标准 在802.11最初定义的三个物理层包括了两个扩展频谱技术和一个红外技术规范,无线传输的频基金项目:国家自然科学基金(No.60372093)和北京交通大学校基金项目(No.2004SM003)。
作者简介:吴昊,女,1973年出生,北京交通大学现代通信研究所,副教授/博士。
主要研究方向为移动通信,移动ad hoc网络和宽带无线通信。
道定义在2.4GHz 的ISM 波段内,可以使用跳频扩频FHSS (frequency hopping spread spectrum )和直接序列扩频DSSS (direct sequence spreadspectrum )技术,扩展频谱技术保证了802.11的设备在这个频段上的可用性和可靠的吞吐量,这项技术还可以降低同其他使用同一段的设备之间的相互干扰。
802.11无线标准定义的传输速率是1Mbit /s 和2Mbit /s 。
802.11规定了infrastructure 和ad hoc 两种工作模式,在ad ho c 模式中(见图1),至少需要包含两个无线终端,每两个无线终端之间直接相连实现资源共享,不需要无线接入点AP 和分布式系统,由此构成的无线局域网也称为独立基本服务集合IBSS (Independent Basic Service Set)网络。
图1 802.11ad hoc 工作模式 802.11b 的增强物理层增加了两个新的速率:5.5M bit /s 和11Mbit /s 。
为了实现这个目标,采用了补码序列CCK(Com plementary Code Keying )与直接序列扩频技术,采用了动态速率调节技术,允许用户在不同的环境下自动使用不同的连接速度来补偿环境的不利影响。
在理想状态下,用户以11Mbit /s 的全速运行。
802.11g 其实是一种混合标准,采用了802.11a 中的正交频分复用(O FDM )技术,可提供相对短距离的高达54M bit /s 的速率,同时能适应传统的802.11b 标准,在2.4GHz 频率下提供每秒11M bit /s 数据传输率。
2.2 蓝牙物理层标准 蓝牙更适用于近距离的无线传输,发射距离一般可达10m ,增加功率情况下可达100m ,其工作频段也在ISM 2.4GHz,数据速率为1M bit /s,低功耗是蓝牙设备的一个显著特点,美国要求功耗小于0dBm (1mW ),其他国家可扩展为l 00dBm ,蓝牙采用跳频通信,跳频频率数为79个频点/M Hz,跳频速率1600跳/秒,数据连接方式支持面向连接业务和无连接业务。
蓝牙标准化团体美国蓝牙兴趣小组(Bluetooth Special Interest Group ,Bluetoo th SIG )已宣布下一代高速蓝牙决定采用超宽带(UW B )技术,以获得更高速率。
2.3 HIPERLAN 物理层标准 HIPERLAN 标准是欧洲电信标准化协会(ET-SI)的宽带无线电接入网络(BRAN )小组制定的HIPER(H ig h Performa nce Radio )接入泛欧标准,已经推出HIPERLAN 1和HIPERLAN 2。
Hiper-LAN1对应IEEE802.11b;HiperLAN 2与IEEE802.11a 具有相同的物理层,强调与3G 整合,是目前较完整的W LAN 协议。
HIPERLAN 工作频段为5.15～ 5.30GHz 和17.1～17.2G Hz,数据率可达23.529M bit /s 。
它支持多跳选路(m ultihop routing )、实时业务和节电特性,使用一种类似于CSM A /CD 的接入方式来共享频带。
HIPERLAN 主要集中在ad hoc 连网应用和支持更高的数据率。
3 Ad hoc 网络物理层关键技术 Ad ho c 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。
3.1 正交频分复用 正交频分复用(OFDM )是多载波传输的特例,是以多个副载频并发来传输高速数字信息,每个副载频留取足够长的时间和码元宽度来“躲避”多径衰落信道带来的码间干扰的影响。
目前,O FDM 技术也成为了商用高速宽带无线通信技术的主要候选。
例如,新的无线局域网标准,包括IEEE 802.11a 和IEEE 802.11g ,都采用了OFDM 技术,它能在5GHz 范围提供高达54Mbit /s 的速率。
在高性能局域网如HIPERLAN /2和ETSI -BRAN 中也有采用。
为了提高ad hoc 网络传输效率与带宽,ad hoc 网络一样可以采用O FDM 技术。
但这种采用是吸收其思想,而无法完全照搬,因为它们在ad hoc 环境下还存在下面一些问题:由于各个节点都是在运动的,在高速移动环境下(一般指速度大于150km /h )多普勒频移产生的时间选择性衰落,目前除了交织码外尚无有效的解决办法。
3.2 M IM O (多入多出)技术 M IMO (Multiple-Input Multiple-Output,多入多出)是指在发射端和接收端,分别使用多个发射天线和接收天线。
利用M IM O 技术可以提高信道的容量,同时也可以提高信道的可靠性,降低误码率。
目前,M IMO 技术领域的另一个研究热点就是空时编码。
空时码的主要思想是,利用空间和时间上的编码,实现一定的空间分集和时间分集,从而降低信道误码率。
M IM O 天线阵列,是一种开环的M IM O 技术,M 个发送天线,使用编码重用技术,将同样码集的每个码重复使用M 次,每个码用来调制不同的数据子流,这样在不增加码资源的基础上,提高了原始数据的传输速率。
为了分辨M 个数据子流,在接收端,需要使用多天线和空间信号处理。
3.3 M IM O +O FDM 技术 M IM O+OFDM 技术通过在OFDM 传输系统中,采用阵列天线实现空间分集,以提高信号质量,是OFDM 与M IMO 相结合而产生的一种新技术。
它采用了时间、频率和空间三种分集技术,使无线系统对噪声、干扰、多径的容限大大增加。
图2为M IM O 和O FDM 系统的接收方案框图。
图2 M IM O 和O FDM 系统的接收方案框图 从图中可以看出,M IM O +O FDM 系统,有N t个发送天线和N r 个接收天线,提供多个空间信道,不会全部同时遭受到衰落的影响。
M IMO 和OFDM 技术在各自的领域,都发挥了巨大的作用,将二者相结合并应用到ad hoc 网络的物理层中,正在成为无线通信的一个研究热点。
可以采用波束成形和不同的空时编码算法对链路质量作自适应的调整。
因此,对每一对可能的收发信机装置(i ,j )存在一个矩阵信道H i ,j (t )。
另外在几何距离上更接近发信机的非视线距离内(N LS)终端可能比视线距离内的远端终端具有更坏的链路。
这就促使了采用更复杂的物理层和跨层研究。
3.4 超宽带(UW B) 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 。