10-自组织网络课件

传统蜂窝网络 固定的轨道 一跳无线连接 保证带宽 集中式路由
无缝连接
自组织通信网络 无基础设施 多条无线连接 共享广播频道 分布式路由
因为流动性，经常有路径中断
高成本、高时间调度 易于实现时间同步
快且高效的时间调度 复杂、消耗带宽
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传统蜂窝网络 用于民用、商业部门
无线网络 一般不适合做中间承载网络
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Ad Hoc网络的特点
独立组网 无中心 自组织 多跳路由 动态拓扑 特殊的无线信道特征 移动终端资源受限 安全性差
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Ad Hoc网络与其他网络的区别
Ad hoc networks 与无线移动网络
MANET Autoconfiguration
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Wireless Mesh Network
19
Wireless Sensor Network
Sink
Stimulus
Source
Sink
20
Ad Hoc网络关键技术
信道接入技术 路由协议 网络体系结构 QoS技术 多播与广播 安全问题 传输层服务 能耗问题 网络互联技术
WWAN
传 WMAN 输 范
WLAN
围
WPAN
0.01
0. 1
1
10
数据传输率（Mbps）
100 1000
无线网络分类
有基础设施的网络
Cellular Network (3GPP or 3GPP2)
Wireless LAN (IEEE 802.11)
无基础设施的网络
Ad Hoc Network
最小路由获取时延 最小控制开销 耗电量 迅速的路由重配置 无环回路由
分布式路由 可扩充性 QoS保障 支持时间敏感业务量 安全与隐私
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Ad Hoc网络的组播路由协议
固定网络的组播路由技术
建立一个树状的转发结构：转发树 源节点树与共享树
簇的尺寸问题
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典型分簇算法
基于节点ID的分簇算法 最高节点度分簇算法 最低节点移动性分簇算法 考虑簇头负载和稳定度的分簇算法 考虑节点能耗的分簇算法 无簇头分簇算法 调节簇尺寸的分簇算法 基于地理位置的分簇算法 基于信道接入的被动分簇算法
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14
紧急救援
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15
紧急救援
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Ad Hoc网络的种类
Ad hoc networks
Mobile ad hoc networks (MANETs)
Wirelss Mesh Networks (WMN)
现代通信网络
张冬梅 ()
2021/3/17
1
主要内容
Ad hoc网络的概念 Ad hoc网络体系结构 Ad hoc的信道接入技术 Ad hoc网络的路由技术 Ad hoc网络的分簇算法 Ad hoc网络的节能问题
2021/3/17 本课件仅供北邮学生授课使用，禁止传播
2
2
无线传输技术
网络维护费用高 信息处理系统：不复杂 路由的主要目标: 最大的call acceptance, 最小的call drop
广泛地部署
自组织通信网络
用于战场、紧急行动、
自组织并且维护是建立在网络里 面的 更智能 找到路径和最小开销,快速重新 配置路径
为了商业部署，几个部分都要被 强调，广泛用于防御
8ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ad Hoc网络与其他网络的区别
Ad hoc networks 与P2P网络
P2P设备使用现有的网络结构，如Internet P2P 是一种服务模式，而ad hoc是一种组网
方式
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主要应用
军事应用 应急通信 商业与居民环境 家庭与企业网络 教育 WSN 通信区域的扩展
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Ad Hoc网络的路由协议
与其他网络路由的区别
与传统移动通信系统的路由问题的区别 与无线局域网的区别
Ad hoc网络的路由协议分类
基于表驱动的路由协议
DSDV,WRP，CGSR
按需路由协议
AODV，DSR,LMR，ABR
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路由协议的需求
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能耗管理
发射功率管理
MAC: 睡眠模式 路由: 负载均衡技术 传输: 减少发送与接收 应用
电池能量管理
利用特殊材料延长电池生命周期，可充电
处理器功耗管理 设备功率管理
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30
谢 谢！
2021/3/17
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Ad Hoc网络体系结构
平面网络结构
网络简单且健壮 所有节点在网络控制、路由选择和流
量管理上都是平等的 可扩充性差，只适合中小规模的Ad
hoc网络
分级结构（分簇结构）
网络被划分为多个簇：簇头节点和成 员节点
簇成员节点功能简单，只与簇头节点 通信
Beacon机制 Heartbeat机制
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Ad Hoc网络的分簇结构与算法
适用于规模大、节点多的网络中 分簇算法
根据系统要求按照某种规则将网络划分成可以相互 连通并覆盖所有节点的多个簇
在网络结构发生变化时更新簇结构以维护网络的正 常功能
在拓扑探测的同时完成分簇形成和分簇连接的工作
Issues in MANET
Ad Hoc Unicast Routing
Ad Hoc Multicast/Broadcast Routing
Power Saving
Global Connectivity for MANET
Addressing & DNS Service
Automatic Support of Networking in MANET
10
军事应用
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军事应用
CGS：通用地面 站 ML RS：多管火 箭发射系统 MTI：移动目标指 示器 SAR：合成孔径 雷达 UAV：无人机
E8-JSTARS战场网络
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12
紧急救援
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13
紧急救援
Internet
WLAN
Cellular
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Ad Hoc网络的定义
Ad hoc 一词源自拉丁语，中文含义是“临时的 、特别的”
Ad hoc网络是由一组带有无线收发装置的移动 终端组成的一个多跳的临时的网络
Ad hoc网络的终端具有路由和报文转发功能 可以通过无线连接构成任意的网络拓扑 网络可以独立工作，也可以接入Internet或者蜂窝
Ad hoc网络组播路由算法需要考虑的问题
建立和维护路由状态的效率 算法和协议对网络拓扑变化的敏感度和主动的
适应能力 数据转发的效率与可靠率
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典型Ad hoc网络组播路由策略
路由状态的维护策略
表驱动 按需驱动
转发结构
树状 网状
周期性消息机制
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簇头节点要维护达到其他簇头的路由 信息
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Ad Hoc网络的信道接入
分布式操作 同步 隐藏终端问题 暴露终端问题 吞吐量 接入延时 公平性: 特别是转发节点 对实时业务量的支持 资源可用性的测量 功率控制 有向天线 节点移动的影响等
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Wireless sensor networks
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MANET
MANET特点
No infrastructure Self organizing networks Communications via
mobile nodes Dynamic topology Heterogeneity
bandwidth-constrained variable-capacity links Limited physical security Nodes with limited battery life and storage capabilities