无线网络技术大作业1

无线网络技术

题目：无线移动自组织网络

学院：信息工程与自动化学院专业：通信工程

班级：092

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摘要

无线移动自组织网络(Adhoc)是～种无线的多跳网络，具有自组织、多跳路由和动态拓扑等特点，可应用于抗洪抢险的地区，地形勘测、移动办公、大型户外活动和机场大厅等不适合建立基站活接入点的场所。它可以与现有的网络结合形成多多跳网络满足不同的特殊需要，同时支持各种多媒体业务，具有极大的灵活性和扩展性。主要研究这种无线移动自组织网络中的组网技术和用于支持多媒体业务的QoS技术。

本文所作的研究主要内容：组网技术。研究组网技术的目的在予使得移动节点能够更快速、更有效地在无中心的控制节点的情况下通过自组织的方式构成一个网络。

关键词：无线移动自组织网络组网协议路由算法

一、无线自组织网的发展背景

移动计算与通信装置的迅速增长正在推动信息社会的变革。人们正在从个人计算机的时代过渡到随遇计算时代。在随遇的计算时代，一个用户能够随时随地的根据需要同时使用多个电子平台访问需要的全部信息。随着装置不仅体积越来越小、价格越来越便宜、使用越来越方便、功能越来越强大，而而且运行的应用和网络服务越来越多，从而推动移动及孙设备市场的把爆炸性增长。互联网和便携式计算机的用户的暴涨又进一步推动了移动装置的增长。

在移动装置的所有应用和服务中，网络连接和相应的数据服务毫无疑问是移动用户最迫切需要的服务。当前，这些无线装置之间的多数连接通过固定基础设备服提供或者专用网络来实现。但是现实中有许多情况下是没有了服务方的提供或者专用网络的提供、还有各种环境因素的影响迫使我们不能进行服务方的提供，在这些问题中第一涉及到了移动问题；第二涉及到不需要基础设施支持的问题；第三涉及带动态自组织网络的问题；第四涉及到网络必须能够快速的展开德尔问题，为此，研究人员提出了不需要基础设施支持的移动Ad Hoc网络。即通过自动配置使移动装置相互连接，建立既灵活功能又强的移动Ad Hoc网络。这样，移动节点不急能够相互通信，而且还能够通过internet 网关节点接受Interet服务，有效地将Inernet服务延伸到没有基础设施的区域。

移动Ad Hoc网络是复杂的分布式网络系统，是自组织、自愈网络，有无线

移动节点组成；无线移动节点可以自由而动态地自组织成任意临时性Ad Hoc网络拓扑，从而允许人们和装置在么有预先存在的通信设备基础设施的环境中进行无缝的互连互通。移动Ad Hoc网络汇总的每个节点具有足够的智能连续侦听和寻找其他临近节点，动态地确定数据分组的最佳传输路径而把分组逐条地转发到网络中的任何其他节点，避免自动愈合网络节点的移动、RF传播条件变化、节点被毁等原因造成的网络结构上的任何损伤。

二、无线移动自组织网特点

无线移动自组织网（WirelessMobileAdHocNetwork:WMANET)是有一组带有无线收发信装置的移动节点组成的一个无线移动通信网络它不依赖于预设的基础设施而临时组建，网络的移动节点利用自身的无线收发设备交换信息，当相互之间不在通信范围内时，可以借助其他中间节点中继来实现通信。中间节点帮助其他节点中继时，先接收前一个节点发送的分组，然后再向下一个节点转发以实现中继，所以也称为分组无线网或多跳网。典型的移动自组织网网络构成如图1-1所示。自组网具有如下特征：

多跳性（由于无线通信距离受限）；

分布式自组管理与控制；

物理通信链路是带宽受约束的无线链路；

物理拓扑动态变化；

对等性（节点与节点之间可以直接互通）；

临时性；

功耗是重要的约束条件（由于无线移动）；

物理安全性有限（无线信道的开放性造成）。

三、与蜂窝无线移动网比较

作为移动通信的一种基本组网模式，移动自组织网络与传统的蜂窝技术的根本区别在于移动节点之间的通信是在没有固定基础设施(例如基站或路由器)支持的条件下进行的。系统支持动态配置和动态流控，所有网络协议也都是分布式的。由于这类网络的组织和控制并不依赖于某些重要的节点，所以它们允许节点发生故障、离开网络或加入网络。也就是说每一个移动节点可以根据自己的需要在整个网络内随意移动，而无须考虑如何维护与其他实体的通信连接。因此具备动态搜索、定位和恢复连接能力是这类网络得以实现的基本要求。也正是由于这些原因，自组织网络的设计实现十分困难。现在用于固网的很多通信机制都无法用于移动自组织网络中。

四、无线移动自组织网的关键技术

1．移动自组织网网络的协议栈结构

无线通信的协议栈尽管包括IrDA和WAP，但是我们这里只讨论经典的OSI参考模型。移动自组织网网络节点的参考模型如图所示。应用与服务层位于顶部，物理层位于底部，中间层包括（从高到低）操作系统与中间件、传输层、网络层、数据链路层（含LLC子层和MAC子层）。

物理层：物理层包括射频（RF）电路、调制、信道编码系统。

数据链路层：数据链路层负责在不可靠的无线链路上建立可靠和安全的逻辑链路。数据链路层的功能因此包括无线链路差错控制、安全（加密/解密）、将网络层的分组组帧以及分组重发等。数据链路层的子层MAC协议层负责在一个区域的共享无线信道的移动节点之间分配时间－频率或者编码空间。

网络层：网络层负责分组的路由，建立网络服务类型（无连接和面向连接）以及在传输与链路层之间传输分组。在移动环境中，此层还额外负责分组的重新路由和移动管理。

传输层：传输层负责在网络终结点（endpoints）之间提供有效可靠的数据传输服务，而独立于所使用的物理网络。

操作系统/中间件层：操作系统与中间件层处理连接断开（disconnection）、适配支持以及无线设备中的功耗和服务质量（QoS）管理。这些都是在传统的进程调度和文件系统管理等任务基础上增加的部分。

应用层：应用和服务层处理固定和移动主机的任务分割、源编码、数字信号处理和移动环境下的场景适应（contextadaptation）。此层上提供的服务是多变的并且与应用相关。

2．自组网的MAC协议

（1）自组网的MAC协议须解决的问题