水声通信组网技术第一讲水下信息网络概论
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• 可通过卫星进行连接
结论： 水声通信网络多采用Ad hoc Network
3.水声通信网络的特点及应用前景
水声通信网络的应用前 景 水声通信网络由军事应用提出，其研究成果可 用于军事和民事。 军事应用：海、陆、空三军调配；
侦查系统与指挥部之间的通信； 指挥部与作战前沿的联系； 作战单元之间的联络和配合。
ad hoc:for the specific purpose only
1.无线通信网络概述
举例2：移动Ad hoc网络
转发结点
转发结点
转发结点 B
C
D
自组网络
A F
源结点
目的结点 E
1.无线通信网络概述
举例2：移动Ad hoc网络——特点
具备移动通信网络和计算机网络的特点 • 无中心网络的自组性 • 网络拓扑动态变化 • 自动最佳路由选择的多跳组网方式 • 可扩展性好 • 有限的无线传输带宽 • 移动终端的自主性 • 安全性差 • 存在单向的无线信道 • 生存时间短
协议的所有层
基站和有线骨干网
无线节点和无线骨干 网
基站有多部收发信机，无线节点通常只有一
全双工方式通信，有 部收发信机，半双工
专用硬件，易于实现 方式工作，不易实现
全网同步
全网同步
有基站集中负责，无 由无线节点本身负责， 线节点必须先与基站 通常采用分布式方式 通信，再通过基站与 目的节点通信
2.水下信息的传输
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
1.无线通信网络概述
Ad Hoc网络与现有无线网络的区别
网络类型 比较的内容 无线网络结构 拓扑结构 有无基础设施支持 安全性和服务质量 配置速度 生存时间 路由选择和维护 网络健壮性
举例1：蜂窝移动通信系统
– 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，基站充当 接入有线网络的网 关
1.无线通信网络概述
举例1：蜂窝移动通信系统 ----WLAN
•Байду номын сангаасWLAN
– 移动节点配备无线网网卡 – 移动节点通过接入点与固定网络连接 – WLAN工作在链路层，对网络层透明
• 对网络层来说WLAN是一个单跳网络
1.无线通信网络概述
举例2：移动Ad hoc网络
• 移动Ad hoc网络/多跳无线网络 • 由一组带有无线通信收发装置的移动终端
节点组成 • 网络中每个终端可以自由移动、地位相等 • 是一个多跳、临时、无中心网络 • 不需要现有信息基础网络设施的支持 • 可以在任何时候、任何地点快速构建
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
1.无线通信网络概述
举例2：移动Ad hoc网络——特点 自动最佳路由选择
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
有线回传 最佳路由 备选替换路由
Wi-Fi Wi-Fi
水面舰艇与潜艇通信
2.水下信息的传输
潜艇之间通信
2.水下信息的传输
水面舰艇及潜艇与UUV通信
2.水下信息的传输
UUV与UUV的通信
2.水下信息的传输
蛙人之间的通信
2.水下信息的传输
水雷网络
2.水下信息的传输
UUV网络
3.水声通信网络的特点及应用前景
水声通信网络的特点
• 水下无预先布设的基础网络设施 • 紧急情况 • 科学考察/探险/军事战场
现有无线网络
有中心，单跳 固定 有 较好 慢 长 容易 低
Ad Hoc网络
无中心，多跳 动态建立，灵活变化 无 较差 快 短 困难 高
1.无线通信网络概述
Ad Hoc网络与现有无线网络的区别
网络类型 比较的内容 研究重点 中继设备 中继节点的特点
无线节点的控制管理
现有无线网络
Ad Hoc网络
物理层和链路层
Wi-Fi Wi-Fi
1.无线通信网络概述
举例2：移动Ad hoc网络——特点 支持移动IP功能
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
有线回传 最佳路由 备选替换路由
Wi-Fi Wi-Fi
Wi-Fi Wi-Fi
1.无线通信网络概述
举例2：移动Ad hoc网络——特点 方便扩展
1.无线通信网络概述
无基础设施网
无基础设施网也称为自组织网（自组网），由多个 移动节点组成的多跳无线网络。
与有基础设施网的区别：
•不需要预设的基础设施（BS、AP）； •网络的组织是临时的、按需的、自动的； •必须采用分布式的控制方式。
1.无线通信网络概述
举例1：蜂窝移动通信系统
1.无线通信网络概述
传输信道包括：FDMA（某个频隙）、TDMA （某个时 隙） 、CDMA （某个码道）
1.无线通信网络概述
有基础设施网
市长 用户 内 途
交交 换换 设设 备备
基
移
站
动
交
基 站
换 设 备
地 球 站 数 字微 多波 路设 设备 备 光 传 输 终 端 设 备
本地 网
通信 卫星
光再 生中继设 备 ( 光 放大器 )
长途 网 移动 网
地 球 站数 微字 波多 设路 备设
备 光 传 输 终 端 设 备
长市 途内 交交 换换 设设 备备
移
基
动
站
交
换 设 备
基 站
本地 网
图 通信网构成示意图
1.无线通信网络概述
有基础设施网
1.无线通信网络概述
有基础设施网
1.无线通信网络概述
有基础设施网
1.无线通信网络概述
有基础设施网
1.无线通信网络概述
举例2：移动Ad hoc网络——特点 无中心网络的自组性
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
1.无线通信网络概述
举例2：移动Ad hoc网络——特点 网络拓扑动态变化
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi Wi-Fi
民事应用：潜水、和分布式水下工作等——常用；
水声通信组网技术第一讲水下信 息网络概论
1.无线通信网络概述
有基础设施网
有基础设施网是对有线通信网的一种扩展，有线网 被用作骨干网，连接到特殊的有线/无线转接点BS(Base Stataion),或接入点AP(Access Point)，统称为BS。
BS与有线骨干网相连并覆盖一个区域，负责协调覆 盖区内的移动节点通过一个或多个传输信道接入网络。
结论： 水声通信网络多采用Ad hoc Network
3.水声通信网络的特点及应用前景
水声通信网络的应用前 景 水声通信网络由军事应用提出，其研究成果可 用于军事和民事。 军事应用：海、陆、空三军调配；
侦查系统与指挥部之间的通信； 指挥部与作战前沿的联系； 作战单元之间的联络和配合。
ad hoc:for the specific purpose only
1.无线通信网络概述
举例2：移动Ad hoc网络
转发结点
转发结点
转发结点 B
C
D
自组网络
A F
源结点
目的结点 E
1.无线通信网络概述
举例2：移动Ad hoc网络——特点
具备移动通信网络和计算机网络的特点 • 无中心网络的自组性 • 网络拓扑动态变化 • 自动最佳路由选择的多跳组网方式 • 可扩展性好 • 有限的无线传输带宽 • 移动终端的自主性 • 安全性差 • 存在单向的无线信道 • 生存时间短
协议的所有层
基站和有线骨干网
无线节点和无线骨干 网
基站有多部收发信机，无线节点通常只有一
全双工方式通信，有 部收发信机，半双工
专用硬件，易于实现 方式工作，不易实现
全网同步
全网同步
有基站集中负责，无 由无线节点本身负责， 线节点必须先与基站 通常采用分布式方式 通信，再通过基站与 目的节点通信
2.水下信息的传输
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
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Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
1.无线通信网络概述
Ad Hoc网络与现有无线网络的区别
网络类型 比较的内容 无线网络结构 拓扑结构 有无基础设施支持 安全性和服务质量 配置速度 生存时间 路由选择和维护 网络健壮性
举例1：蜂窝移动通信系统
– 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，基站充当 接入有线网络的网 关
1.无线通信网络概述
举例1：蜂窝移动通信系统 ----WLAN
•Байду номын сангаасWLAN
– 移动节点配备无线网网卡 – 移动节点通过接入点与固定网络连接 – WLAN工作在链路层，对网络层透明
• 对网络层来说WLAN是一个单跳网络
1.无线通信网络概述
举例2：移动Ad hoc网络
• 移动Ad hoc网络/多跳无线网络 • 由一组带有无线通信收发装置的移动终端
节点组成 • 网络中每个终端可以自由移动、地位相等 • 是一个多跳、临时、无中心网络 • 不需要现有信息基础网络设施的支持 • 可以在任何时候、任何地点快速构建
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
1.无线通信网络概述
举例2：移动Ad hoc网络——特点 自动最佳路由选择
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
有线回传 最佳路由 备选替换路由
Wi-Fi Wi-Fi
水面舰艇与潜艇通信
2.水下信息的传输
潜艇之间通信
2.水下信息的传输
水面舰艇及潜艇与UUV通信
2.水下信息的传输
UUV与UUV的通信
2.水下信息的传输
蛙人之间的通信
2.水下信息的传输
水雷网络
2.水下信息的传输
UUV网络
3.水声通信网络的特点及应用前景
水声通信网络的特点
• 水下无预先布设的基础网络设施 • 紧急情况 • 科学考察/探险/军事战场
现有无线网络
有中心，单跳 固定 有 较好 慢 长 容易 低
Ad Hoc网络
无中心，多跳 动态建立，灵活变化 无 较差 快 短 困难 高
1.无线通信网络概述
Ad Hoc网络与现有无线网络的区别
网络类型 比较的内容 研究重点 中继设备 中继节点的特点
无线节点的控制管理
现有无线网络
Ad Hoc网络
物理层和链路层
Wi-Fi Wi-Fi
1.无线通信网络概述
举例2：移动Ad hoc网络——特点 支持移动IP功能
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi Wi-Fi
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
Wi-Fi Wi-Fi
Wi-Fi Wi-Fi
1.无线通信网络概述
举例2：移动Ad hoc网络——特点 方便扩展
1.无线通信网络概述
无基础设施网
无基础设施网也称为自组织网（自组网），由多个 移动节点组成的多跳无线网络。
与有基础设施网的区别：
•不需要预设的基础设施（BS、AP）； •网络的组织是临时的、按需的、自动的； •必须采用分布式的控制方式。
1.无线通信网络概述
举例1：蜂窝移动通信系统
1.无线通信网络概述
传输信道包括：FDMA（某个频隙）、TDMA （某个时 隙） 、CDMA （某个码道）
1.无线通信网络概述
有基础设施网
市长 用户 内 途
交交 换换 设设 备备
基
移
站
动
交
基 站
换 设 备
地 球 站 数 字微 多波 路设 设备 备 光 传 输 终 端 设 备
本地 网
通信 卫星
光再 生中继设 备 ( 光 放大器 )
长途 网 移动 网
地 球 站数 微字 波多 设路 备设
备 光 传 输 终 端 设 备
长市 途内 交交 换换 设设 备备
移
基
动
站
交
换 设 备
基 站
本地 网
图 通信网构成示意图
1.无线通信网络概述
有基础设施网
1.无线通信网络概述
有基础设施网
1.无线通信网络概述
有基础设施网
1.无线通信网络概述
有基础设施网
1.无线通信网络概述
举例2：移动Ad hoc网络——特点 无中心网络的自组性
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
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1.无线通信网络概述
举例2：移动Ad hoc网络——特点 网络拓扑动态变化
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi Wi-Fi
民事应用：潜水、和分布式水下工作等——常用；
水声通信组网技术第一讲水下信 息网络概论
1.无线通信网络概述
有基础设施网
有基础设施网是对有线通信网的一种扩展，有线网 被用作骨干网，连接到特殊的有线/无线转接点BS(Base Stataion),或接入点AP(Access Point)，统称为BS。
BS与有线骨干网相连并覆盖一个区域，负责协调覆 盖区内的移动节点通过一个或多个传输信道接入网络。