无线自组织网络概述
《基于WIFI的自组网系统设计及应用研究》范文
《基于WIFI的自组网系统设计及应用研究》篇一一、引言随着信息技术的快速发展，无线通信技术已成为现代通信领域的重要组成部分。
其中，基于WIFI的自组网系统以其灵活、便捷、可扩展等优势，在各个领域得到了广泛应用。
本文将针对基于WIFI的自组网系统设计及应用进行研究，探讨其系统架构、设计思路、应用场景及未来发展趋势。
二、自组网系统概述自组网，即Ad Hoc网络，是一种无需基础设施支持的无线网络技术。
它允许终端设备之间直接通信，形成一个临时的、自治的网络。
基于WIFI的自组网系统是利用WIFI技术实现的自组网系统，具有自组织、自管理和自修复等特点。
三、系统设计1. 硬件设计基于WIFI的自组网系统硬件主要包括无线网卡、路由器等设备。
设计时需考虑设备的兼容性、功耗、传输速率等因素，确保设备能够满足系统的需求。
此外，还需考虑设备的部署方式和布局，以便更好地实现网络的覆盖和通信。
2. 软件设计软件设计是自组网系统的核心部分。
它包括操作系统、网络协议、通信算法等。
设计时需考虑系统的可扩展性、可维护性及安全性等因素。
同时，还需根据具体应用场景，设计合适的网络协议和通信算法，以满足系统的需求。
四、系统架构基于WIFI的自组网系统架构主要包括以下几个部分：终端设备、无线网卡、路由器、网络层和应用层。
终端设备通过无线网卡与路由器进行通信，路由器负责数据的转发和路由。
网络层负责数据的传输和交换，应用层则负责为用户提供各种应用服务。
五、应用场景基于WIFI的自组网系统具有广泛的应用场景。
例如，在灾害救援中，自组网系统可以快速构建一个临时的通信网络，为救援人员提供实时的信息支持；在智能城市建设中，自组网系统可以实现设备间的无线通信，提高城市管理的效率和智能化水平；在工业自动化领域，自组网系统可以实现设备的互联互通，提高生产效率和质量。
六、应用研究基于WIFI的自组网系统在各个领域的应用研究正在不断深入。
一方面，研究人员正在探索更高效的通信算法和网络协议，以提高系统的传输速率和稳定性；另一方面，研究人员也在关注系统的安全性和隐私保护，以确保用户数据的安全和隐私。
自组织无线网络技术的研究现状与前景
自组织无线网络技术的研究现状与前景自组织无线网络技术是一种新兴的网络通信技术，其基本特点是网络节点通过自动协调与组织实现互联互通，无须中央控制节点，具有很强的抗故障、抗干扰和扩展性能，可以发挥优异的实时性和灵活性。
自组织无线网络技术发展历史自组织无线网络技术最初来源于军事领域，用于解决战场实时通讯的焦点问题。
自组织无线网络技术逐渐应用于民用领域，如城市道路监控、灾害现场管理、大型活动管理等领域。
2002年，自组织无线网络技术才正式被提出并得到广泛的关注和研究。
2010年，美国国家科学基金会提出“未来网络”的概念，自组织无线网络技术成为未来网络的重要组成部分。
自组织无线网络技术系统架构自组织无线网络技术的系统架构分为三层：物理层（PHY）、介质访问控制层（MAC）和网络层（NETWORK）。
物理层主要处理无线信号的传输，介质访问控制层负责网络节点之间的互连和数据传输，网络层则全面管理网络节点、控制网络连接。
自组织无线网络技术优点1、具有良好的扩展性和灵活性，可以根据实际应用需求灵活搭配组网节点。
2、大大降低了组网的成本，因为无需使用中央控制设备，将其通信与控制分散到所有的网络节点上。
3、抗干扰能力强，可以实现复杂环境下的高速和高效传输。
4、可靠性高，即使出现部分故障，网络依然能够正常通讯和运行。
5、适合对实时性要求高的领域，如智能交通、智慧城市等。
自组织无线网络技术研究进展在自组织无线网络技术的研究领域，学术界和产业界都有很多重要突破。
自组织无线网络技术的关键问题包括网络拓扑控制、路由协议设计、传输质量保障等等。
1、网络拓扑控制网络拓扑控制是自组织无线网络技术研究的核心问题之一。
拓扑控制决定了网络性能的整体特性，如网络的连通性、网络节点的交换信息方式以及数据传输的路径。
在自组织无线网络技术中，通过最小生成树、最小维护树、最小叶子覆盖等算法来实现网络拓扑控制，保证网络的连通性和高效性。
2、路由协议设计在自组织无线网络中，路由协议设计对网络通讯质量有着至关重要的作用。
无线自组织网络
摘要Ad Hoc网络是近年来发展起来的一种无线移动分组网络，它具有动态变化的拓扑结构，网络中的节点可以任意移动，也可以动态的加入或退出网络。
Ad Hoc网络无任何中心和固定基础设施，网络中各个节点的地位平等，每个节点都具有主机与路由器的双重功能，形成了一个以中间主机节点为中继的多跳的分布式网络结构。
路由技术是Ad Hoc网络的关键技术，也是影响网络整体性能最重要的因素之一。
与单跳的无线网络不同，移动Ad Hoc网络中节点之间是通过多跳数据转发机制进行数据交换，需要路由协议进行分组转发决策。
无线信道变化的不规则性，节点的移动、加入、退出等都会引起网络拓扑结构的动态变化。
路由协议的作用就是在这种环境中，监控网络拓扑结构变化，交换路由信息，定位目的节点位置，产生、维护和选择路由，并根据选择的路由转发数据，提供网络的连通性。
本文首先介绍移动Ad Hoc网络的概念、产生、定义，详细总结了移动Ad Hoc 网络的特点、应用场合和研究热点。
然后对Ad Hoc网络体系结构和信道接入协议进行了介绍。
第三章对Ad Hoc网络的路由协议进行了研究分析，并对DSDV、DSR和AODV协议进行了详细的分析研究。
最后，介绍了Ad Hoc网络的分簇算法，详细说明了AOW算法。
关键词：Ad Hoc，自组织网络，AODV，分簇算法ABSTRACTAd hoc network is a kind of wireless and mobile network developed in recent years. It has a dynamic and variable topology, each node not only can move but can join or exit the network freely. It has no center and fix e d infrastructure distributed multi-hop structure，all nodes have an equal status and act as two roles-router and node itself.Routing technique is the key technique of the Ad Hoc network, but also one of the most important factors affect the performance of the whole network. It is different from single hop wireless network，mobile Ad hoc network nodes intercommunicate according to multi-hops data store-forward，which need the support of routing protocol packet forwarding decisions. The regular change of bandwidth and node motivation，pass in and out will lead to the dynamic changes of network topology. The routing protocols will monitor the changing topology，exchange routing information，locate the position of destination nodes，product, select and maintain routing, According to the selected routing and forwarding data to provide network connectivity.In this paper, first of all, introduces the concept, produce, definition of the MANET, summarizes the characteristics, applications, and research focus of the MANET. And then the Ad Hoc network architecture and the channel access protocol is introduced. In chapter 3, we researches and analysis routing protocol of the Ad Hoc network, and carried out a detailed analysis of the DSDV, DSR and AODV protocol. At last, introduces clustering algorithm of the Ad Hoc network, and detailed description of the AOW algorithm.KEY WORDS：Ad Hoc network, self-organizing network, AODV, clustering algorithm目录第一章绪论 (4)1.1A D H OC网络概述 (4)1.1.1 Ad Hoc网络的产生 (5)1.1.2 Ad Hoc网络的定义 (5)1.1.3 Ad Hoc网络的特点 (6)1.1.4 Ad Hoc网络的应用场合 (8)1.2A D H OC网络研究的主要问题 (9)1.3论文的主要研究内容 (10)第二章体系结构与信道接入 (10)2.1节点结构 (10)2.2网络结构 (11)2.3A D H OC协议栈 (13)2.4A D H OC网络体系结构的跨层设计 (13)2.4.1 设计策略 (13)2.4.2 设计方法 (14)2.4.3 跨层设计的优势与挑战 (15)2.5信道接入协议 (15)2.5.1简介 (15)2.5.2面临的问题 (15)2.5.3协议的分类 (18)第三章路由协议的设计 (19)3.1A D H OC网络路由协议的分类 (20)3.1.1平面式路由协议和分级式路由协议 (20)3.1.2表驱动路由协议和按需路由协议 (20)3.1.3 评价路由协议的标准 (21)3.1.4 各类路由协议之间的性能比较 (21)3.2几种典型的A D H OC网络路由协议 (23)3.2.1 DSDV路由协议 (23)3.2.2 DSR路由协议 (24)3.2.3 AODV路由协议 (27)第四章AD HOC网络的分簇算法 (30)4.1概述 (30)4.2基本概念和目标 (31)4.3A D H OC网络中分簇算法的分类和比较 (32)4.3.1 基于节点ID的分簇算法 (32)4.3.2 最高节点度分簇算法 (33)4.3.3 最低节点移动性分簇算法 (33)4.4自适应按需加权分簇算法（AOW） (33)4.4.1一般介绍 (33)4.4.2 AOW算法的特点和目标 (34)4.4.3算法描述 (35)4.4.4网络初始化和簇维护策略 (36)4.5基于分簇结构的A D H OC网络路由协议 (36)4.5.1 CBRP (37)4.5.2 CEDAR (37)4.5.3 ZHLS (37)总结 (38)致谢 (39)参考文献 (40)第一章绪论1.1 Ad Hoc网络概述Ad Hoc网络是一种特殊的无线移动通信网络。
无限自组网技术综述与设计
无线自组网技术综述和设计摘要无线自组织网络即MANET（Mobile Ad Hoc Network)是一种不同于传统无线通信网络的新型网络，具有自组织、多跳路由和动态拓扑等特点，在军事上和商业应用中有着很大的前景。
无线自组织网络可以不必依托于基础设备，组网拥有了动态性。
从现状看，自组织网络可被用作商业及军事，注重了网络本体的移动属性。
在各个领域内，无线架构的自组织网络获取了明显进步。
然而，受到自身约束，这类网络仍存有若干疑难有待于化解，例如隐暴终端、路由是否拥有最优的适应特性、系统配备的单向链路。
关键词：无线自组织网络；关键技术；应用现状AbstractWireless ad hoc networks, which are different from traditional wireless communication networks, have many characteristics, such as self-organization, multi hop routing and dynamic topology, which have great prospects in military and commercial applications. Wireless ad hoc networks do not have to rely on the infrastructure, the network has a dynamic. From the current situation, the self-organizing network can be used as the commercial and military, and it has a focus on the mobile property of the network ontology. In all areas, the wireless architecture of the self-organizing network has made significant progress. However, subject to its own constraints, there are still some problems to be resolved in this kind of network, such as the hidden storm terminal, routing has the best adaptive characteristics, the system is equipped with a one-way link.Keyword: MANET; key technology; Application status前言随着社会的发展和科技的进步，人们对信息的需求日益高涨，而随时随地获取所需信息的渴望更使无线网络得到飞速的发展，在过去的十年里，无线自组网已经成为移动通信技术研究的热点之一，正得到越来越广泛的应用，并将在未来的通信技术中占据重要地位。
无线自组织网络概述
无线自组织网络概述无线自组织网络（Wireless Ad Hoc Network）是指一种无需基础设施的网络通信模式，节点之间通过无线信号直接通信，形成一个分布式的网络系统。
与传统的无线网络不同，无线自组织网络中的节点不依赖于中心节点或者基础设施节点来完成通信，而是通过互相协作的方式建立和维护网络连接。
1.分布式结构：无线自组织网络中的节点分布在空间上不同的地方，相互之间没有固定的物理连接。
每个节点在网络中具有相同的地位，没有中心节点或者主节点。
2.自组织性：无线自组织网络是一种自组织的网络结构，节点可以自主地加入或离开网络。
当新节点加入网络时，它会与周围的节点相互协调，建立连接。
同样地，当一些节点离开网络时，网络中的其他节点会自动调整来保持网络的连通性。
3.自适应性：无线自组织网络可以根据环境变化自动调整网络结构和路由路径。
当网络中有节点故障或者节点出现移动时，其他节点会自动调整自己的路由路径，保证网络的鲁棒性和可用性。
4.低成本：无线自组织网络不需要额外的基础设施节点或者网络设备，节点之间通过无线信号进行通信。
这样可以大大降低网络的成本，并且提高了网络的灵活性和可扩展性。
5.安全性：无线自组织网络通常部署在无信任环境中，因此对网络安全要求较高。
无线自组织网络采用了一些安全机制来保护网络的数据通信，如身份验证、加密和密钥管理等。
在无线自组织网络中，通信主要分为两种方式：单跳通信和多跳通信。
在单跳通信中，两个节点直接通过无线信号进行通信；而在多跳通信中，数据需要通过中间节点进行转发才能到达目的节点。
为了实现无线自组织网络中的数据传输，需要设计有效的路由协议和拓扑控制算法来管理网络连接和路由选择。
目前，最常用的无线自组织网络协议是Ad Hoc On-Demand Distance Vector（AODV）协议和Dynamic Source Routing（DSR）协议。
AODV协议是一种基于距离向量的路由协议，它通过节点之间的路由请求和应答来构建和维护路由路径。
自组织网络
自组织网络自组织网络是一种相对较新的概念，它是指一种由许多节点相互连接而形成的网络结构。
这些节点可以是计算机、传感器、移动设备或其他类型的物理实体。
与传统的集中式网络相比，自组织网络具有更大的灵活性和鲁棒性。
在自组织网络中，每个节点都可以自主地进行决策和协作，而不需要中央调度。
在这篇文章中，我们将探讨自组织网络的概念、特点和应用。
自组织网络的基本理念是实现去中心化的网络结构。
它的发展受到了生物学上自组织现象的启发，比如蚁群和鸟群的行为。
在这些生物群体中，每个个体都遵循一定的规则，并与周围的个体进行相互作用，从而形成一种整体的智能。
自组织网络的目标就是将这种思想应用到计算机网络中，实现分布式的智能系统。
自组织网络中的节点可以自主地进行决策和协作。
每个节点都可以根据自身的状态和所接收到的信息来选择合适的行为。
这种自主性使得自组织网络具有较强的鲁棒性，即使其中的某些节点失效或离线，整个网络仍能够正常运行。
此外，自组织网络还具有较好的可扩展性，可以方便地增加或减少节点数量。
自组织网络的应用领域非常广泛。
一方面，它可以用于无线传感器网络，实现传感器节点之间的自主协作。
传感器节点可以根据环境中的数据调整自身的运行状态，从而高效地收集和处理信息。
另一方面，自组织网络还可以用于智能交通系统。
车辆和红绿灯可以通过自组织网络进行实时通信，优化交通流量和减少交通堵塞。
自组织网络还可以应用于军事领域。
军事作战中，通信是非常重要的一环。
传统的中心化通信系统往往比较容易被敌方干扰或破坏。
而自组织网络则可以通过节点之间的相互通信，实现去中心化的战场通信。
这样一来，即使部分节点被毁坏或被敌方干扰，其他节点仍然可以保持通信连接，确保战场指挥的正常进行。
虽然自组织网络具有很多优点，但也存在一些挑战和限制。
首先，自组织网络的节点通信是基于无线传输的，受到信号衰减和干扰的影响较大。
这会导致通信质量下降，影响整个网络的性能。
其次，自组织网络的安全性问题也需要引起重视。
无线自组织网络的名词解释
无线自组织网络的名词解释无线自组织网络（Wireless Ad hoc Network）是一种无线通信技术，通过节点之间的自主连接和协作，构建网络拓扑结构，实现无中心化的网络传输。
相比传统的基础设施网络，无线自组织网络更加灵活、可扩展和自适应，适用于各种场景和应用，如灾难救援、军事作战、物联网等。
一、无线自组织网络的基本原理无线自组织网络基于无线通信技术，利用无线信号传输数据。
其核心思想是节点间相互协作，实现彼此之间的数据传输。
在无线自组织网络中，每个节点都是具有通信能力的设备，可以自主地选择与其它节点进行直接通信，也可以通过中间节点进行中继传输。
二、无线自组织网络的特点1. 无需基础设施：无线自组织网络不依赖于固定的基础设施，节点之间通过无线信号建立直接连接，实现网络通信。
2. 自适应性和自组织性：无线自组织网络中的节点具有自主决策和自动配置的能力，能够根据网络拓扑的变化自适应地调整通信方式，实现网络自组织和自恢复。
3. 灵活性和可扩展性：由于无线自组织网络的无中心化特点，节点可以随时加入和离开网络，网络的规模可以根据需求进行动态扩展。
4. 抗干扰和鲁棒性：无线自组织网络中的节点具有多路径传输的能力，当某些节点受到干扰或故障时，网络可以通过其他路径实现数据传输，保持网络的可靠性和稳定性。
三、无线自组织网络的应用领域1. 灾难救援：在灾难发生时，传统的通信设施可能受损或无法使用，无线自组织网络可以迅速建立起临时通信网络，协助救援人员进行沟通和救援工作。
2. 军事作战：无线自组织网络可以在战场环境中快速部署，提供实时的通信和情报传输，为作战指挥和决策提供支持。
3. 物联网：物联网是将各种物体通过互联网连接起来的网络，无线自组织网络可以作为物联网的基础组网技术，实现物体之间的数据传输和智能交互。
四、无线自组织网络的挑战和未来发展无线自组织网络在实际应用中面临一些挑战。
首先，网络拓扑的不稳定性和动态变化给网络的路由和流量控制带来了困难。
《2024年车载无线自组织网MAC层协议分析》范文
《车载无线自组织网MAC层协议分析》篇一一、引言随着智能交通系统的快速发展，车载无线自组织网络（Vehicular Ad-hoc Networks，简称VANETs）在提高道路安全、交通效率以及信息共享等方面发挥着越来越重要的作用。
作为无线通信网络的关键组成部分，MAC（Media Access Control）层协议在VANETs中扮演着至关重要的角色。
本文将对车载无线自组织网MAC层协议进行深入分析，探讨其工作原理、关键特性及其对VANETs性能的影响。
二、车载无线自组织网络概述VANETs是一种特殊类型的移动自组织网络，由装备有无线通信设备的车辆组成。
这些车辆通过相互之间的通信，实现信息共享和协同驾驶。
VANETs的主要目标是提高道路安全性、减少交通拥堵和提升驾驶体验。
三、MAC层协议在VANETs中的作用MAC层协议是无线通信网络中的关键部分，它负责管理无线信道的使用，控制无线信号的传输和接收。
在VANETs中，MAC 层协议不仅要处理车辆间的通信，还要考虑车辆的高速移动性、信道的不稳定性和节点的高动态性等特点。
因此，一个高效的MAC层协议对于VANETs的性能至关重要。
四、车载无线自组织网MAC层协议分析4.1 协议工作原理车载无线自组织网的MAC层协议通常采用基于竞争的访问方式和无竞争的分配方式相结合的混合模式。
在竞争模式下，车辆通过竞争信道使用权来发送数据。
而在无竞争模式下，节点被分配到固定的信道使用权。
这种混合模式可以在保障实时性需求的同时，有效地避免信道资源的浪费。
4.2 关键特性分析（1）时隙划分：在VANETs的MAC层协议中，时隙划分是一种常用的资源分配策略。
通过将时间划分为多个时隙，可以有效地管理信道资源，减少碰撞并提高信道利用率。
（2）支持QoS：MAC层协议应能够提供对不同类型数据的QoS支持，以满足VANETs中不同应用的需求。
例如，紧急消息的传输需要更高的优先级和可靠性。
无线自组织网络
2.为什么要发展无线自组织网络？
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。
无线自组织网络即MANET(Mobile Ad Hoc Network)， 是一种不同于传统无线通信网络的技术。 传统的无线蜂窝通信网络，需要固定的网络设备如基地站 的支持，进行数据的转发和用户服务控制。而无线自组织 网络不需要固定设备支持，各节点即用户终端自行组网， 通信时，由其他用户节点进行数据的转发。这种网络形式 突破了传统无线蜂窝网络的地理局限性，能够更加快速、 便捷、高效地部署，适合于一些紧急场合的通信需要，如 战场的单兵通信系统。但无线自组织网络也存在网络带宽 受限、对实时性业务支持较差、安全性不高的弊端。目前， 国内外有大量研究人员进行此项目研究。
交换机
终端
基站
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与通常网络相比，无线自组织网络具有以下特点：
1.网络的自组织性：在任何时刻，任何地点不需要硬件基础 网络设施的支持，能快速构建起一个移动通信网络 2.动态的网络拓扑结构 3.多跳的通信路由 4.有限的无线通信宽带 5.有限的主机能源 6.网络的分布式特点 7.生存周期短 8.安全性较差 9.移动节点的局限性
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无线自组织网络
指导老师：蒋阳 讲解人：孟普
课程大纲
无线自组织网络概述
1.无线自组织网络的概念及特点 2.无线自组织网络的发展历程 3无线自组织网络的应用领域
无线自组织网络3篇
无线自组织网络一、无线自组织网络综述无线自组织网络（Wireless Ad hoc Network，简称WANET）是指在没有任何设备已预先部署的情况下，通过不需要任何网络设备（如路由器、交换机）的辅助，以节点之间的自主协调和通信，在物理范围内建立临时网络。
它是一种分布式、去中心化的通信网络，由多个具有连接、路由和数据转发能力的节点组成，可在不可信任的环境下实现有效的通信。
WANET网络的主要特点是节点随时加入、离开，网络拓扑结构动态变化，同时网络中的节点还要完成路由转发等网络协议功能，网络资源有限，且信息传输会受到信道的干扰影响。
WANET应用广泛，比如：灾难野外通信、军事战场通信、车联网、物流配送、智能家居等领域。
因此，以WANET为研究对象，综述WANET的技术特点和研究进展，对于提高WANET应用的数据传输质量、提升网络安全性、优化网络拓扑结构等方面具有很大的意义。
二、WANET技术特点1. 网络自主建立WANET不需要中央控制，节点可以根据需要自主地建立和拆除连接，构建出网络拓扑结构。
它们之间可以通过广播或目标使命令将信息传递给其他节点，从而有效进行自治通信。
2. 网络动态调整WANET的拓扑结构和节点数量在运行过程中会发生变化，一些节点可能会离开网络并重新加入。
此时，整个网络需要进行调整，以适应网络的变化和节点之间实时连通的需求。
3. 路由机制自动选择WANET中，每个节点都有一定的路由功能。
当数据流动时，它们会动态选择路由以完成数据传输。
通过自动选择最短路径的路由，网络的吞吐量和数据传输效率可以得到极大的提升。
4. 资源有限WANET网络中的节点的资源是非常有限的，主要指存储空间、计算资源和电力。
在资源有限的情况下，如何有效利用每个节点的资源以支持可靠的数据传输是WANET设计的主要难点。
5. 通信受到信道质量的影响WANET中的数据传输主要依赖于无线信道，在移动节点速度和位置变化的情况下，通信质量也会随之改变。
第6章 无线自组织网络要点
●物理层，根据实际应用需要设计MANET物理层 ●数据链路层，分为MAC子层和LLC子层 ●网络层，主要进行邻居发现、分组路由、拥塞 控制、网络互联等 ●传输层，为应用层提供可靠的端到端服务 ●应用层，提供面向用户的各种应用服务
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MANET的路由协议
MANET的路由协议通常分为两大类：表驱动路 由协议、按需路由协议 ☆表驱动路由协议又称先验式，每个节点维护一 张包含到达其它节点路由信息的路由表，代表性 的有：WRP、DSDV、FSR、OLSR等 ☆按需路由协议也称反应式，需发送数据时才查 找路由，代表性的有：AODV、TORA、DSRP、 SSR等
☆节点作为主机，可运行相关应用程序，以获取
或处理数据；
☆节点作为路由器，需运行相关路由协议，进行
路由发现、路由维护等常见操作，对收到的并非 发给自身的分组予以转发。
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A
B
C
一个简单的MANET网络
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MANET的特点
☆拓扑结构动态变化 无固定通信设施，网络节点随机移动 ☆资源有限 节点的能量和网络带宽有限 ☆多跳通信 实现不同覆盖网络间的源与目标主机间的通信 ☆安全性较低 无线信道易受窃听、篡改、伪造等攻击的威胁
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移动Ad Hoc网络的定义 ☆Ad Hoc网络是由若干个无线终端构成一个临时
性的、无中心的网络，网络中亦不需要任何基础 设施。
☆移动Ad Hoc网络(又称移动多跳网或移动对等
网)是一种特殊的在不借助任何中间网络设备的情 况下，可在有限范围内实现多个移动终端临时互 联互通的网络。
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移动Ad Hoc网络中，每个节点既可作为主机，也 可作为中间路由设备。
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DSDV路由协议
无线自组织网络
⽆线⾃组织⽹络⽆线路由协议1、⽆线路由协议的常⽤场景：多数都使⽤在⽆线⾃组织⽹络2、⽆线路由协议的分类按照请求⽅式：主动路由协议（OLSR）按需路由协议(AODV)按照层次性划分：⼆层路由（bable、HWMP/batman-aodv：⼆层转发协议）三层路由协议（batman）按照路由来源：动态源路由协议DSR:优化⽹络的通信量链路状态路由协议（OLSR）:也可以实现⽹络的优化功能3、 AODV：按需平⾯距离⽮量路由协议，主要应⽤于⽆线⽹状⽹络（⽆线ad-hoc）中进⾏路由选择的路由协议，在数据传输中可以实现单播和多播传输的路由协议，该协议是ad-hoc⽹络中按需⽣成路由⽅式的典型协议；aodv协议还是反应式路由协议4、按照⽆线⽹络的覆盖范围划分：thread zigbee ble meshBle mesh（蓝⽛）⽹络：适合于中⼩规模——⼩数据处理的⽹络Thread zigbee⽹络：适⽤于⼤型⽆线⽹络和⼤数据处理5、距离向量路由协议：每个节点保持⼀张含有距离或者耗费的表来进⾏操作，通过相邻节点的宣告的路由信息确定到达⽬的节点的路由，相邻节点相当于下⼀跳节点，这张表中包含⽬的节点路由信息（包含了最佳路由），到达⽬的节点的完整的信道表信息，⽤于计算最佳路由的算法就是向量的算法：dv路由算法DSDV路由协议：是典型的距离向量的路由协议（⽬的序列距离向量路由协议），在dsdv中，每⼀个移动节点都需要维护⼀个路由表，路由表包含：⽬的节点、跳数、⽬的地序号6、临时按序路由算法（TORA）7、 ZRP（区域路由）：基于区域概念，将整个⽹络划分成若⼲个以节点为中⼼，以⼀定跳数为半径的虚拟区域，每个节点区域是以跳数作为区域半径根据区域划分：区内路由协议(IARP）区间路由协议（IERP）AD-HOC⽹络：临时性、多跳的、⽆中⼼的、⾃组织⽆线⽹络，⼜称为多跳⽹、⽆基础设施的⾃组织⽹1、 ad-hoc的特点1）⽆固定的基础设备2）每个节点具有移动性，可随时保持动态⽅式与其他节点相连3） Ad-hoc中的节点既可⾔是终端（运⾏应⽤程序）；⼜可⾔充当路由器（路由发现、路由转发功能）4）⽹络的独⽴性：⽆需⽹络设备⽀持，只需可⾔接收⽆线信号的设备就可快速建⽴起ad-hoc⽹络，应⽤于突发性的灾难救助、偏远地区通信等5）动态变化的⽹络拓扑结构6）有限的⽆线带宽（通信传输速度低于有限⽹络很多）7）⽹络的分布式特点：⽹络中的部分节点出现问题后，其他节点会⾃动形成新的⽹络进⾏数据传输，不影响原⽹络的正常通信2、 ad-hoc缺点1）⽆线终端的取值范围的有限性2）有限的主机能源3）⽣存周期短4）有限的物理安全：易受窃听、欺骗、数据窃取等⽹络安全因素MANET简介：定义为移动⾃组织⽹络的⼯作组，特指节点具有移动性的ad-hoc⽹络Ad-hoc的应⽤1、么有有限通信设施的地⽅，例如偏远⼭村2、需要突发性的事件中的⽹络传输的地⽅3、适⽤于军事的情报收集（来源于军事部门）4、主要应⽤于各⼤临时性场所的⽹络需求5、传感器⽹络的应⽤6、个⼈通信简述什么是ad-hoc⽹络和MANET⽹络？具有哪些特点？答：1. Ad Hoc⽹络是⼀种没有有线基础设施⽀持的移动⽹络，⽹络中的节点均由移动主机构成。
无线通信中的自组织网络技术
无线通信中的自组织网络技术无线通信自组织网络技术的崛起随着科技的不断进步和无线通信技术的广泛应用，自组织网络技术自然而然地成为无线通信领域的焦点之一。
自组织网络技术是通过节点之间的自主协作和相互通信来构建网络，消除了传统的集中式网络管理架构，有效解决了传统网络的局限性和复杂性。
自组织网络技术具有较强的适应性和灵活性。
传统的无线通信网络通常由网络管理员或提供商配置和管理，而自组织网络技术则不同，它完全依靠节点之间的相互协作来动态地构建和管理通信网络。
这种自适应性使得自组织网络能够应对网络拓扑的变化，例如节点的加入和离开，网络的分割和重组等，实现了更加灵活的网络部署和优化。
自组织网络技术也带来了更高的可靠性和容错性。
传统网络架构中，网络节点的故障或服务中断会导致网络的不稳定和瘫痪。
而在自组织网络中，每个节点都具有相同的功能和能力，节点之间通过相互通信来发现和修复网络中的故障，实现了分布式的网络管理和容错机制。
这种去中心化的特点使得自组织网络能够更好地应对网络中的各种故障和攻击，保证了通信的稳定性和可靠性。
另外，自组织网络技术还具有一些其他的优点。
首先，它可以减少网络部署和维护的成本。
传统网络需要依靠专业人员进行配置和管理，而自组织网络可以自动完成网络拓扑的构建和优化，减少了人力和物力资源的浪费。
其次，自组织网络可以提供更好的网络覆盖和扩展性。
传统网络往往在网络覆盖和容量上存在限制，而自组织网络可以通过节点之间的相互协作扩展网络的范围和容量，提供更好的无线通信服务。
尽管自组织网络技术具有许多优点，但也存在一些挑战和问题需要解决。
首先，自组织网络面临着安全性和隐私保护的挑战。
由于节点之间的相互通信和协作，网络中的信息容易受到未经授权的访问和攻击。
其次，自组织网络需要解决节点之间的合作和竞争问题。
节点之间需要相互合作来构建网络，但同时也存在资源竞争和冲突的情况。
这些问题需要进一步的研究和解决，以确保自组织网络的正常运行和安全性。
无线移动自组织网络
无线移动自组织网络【摘要】本文介绍了无线移动自组织网络的特点、关键技术和应用。
近年来,无线移动自组织网络已引起了人们的广泛注意，并成为一个新的研究热点。
【关键词】无线移动自组织（Ad Hoc）网络；应用无线移动自组织(以下简称Ad Hoc)网络是由一组移动或固定的无线节点组成的，不依赖于任何基础设施（如基站、接入点）的自组织的网络，网络中每个节点可以和其发射范围内的其他节点直接通信，同时利用其他节点作为中继而与发射范围外的节点进行通信。
与传统的带固定设备(如基站)的无线网络相比，其显著特点是网络中没有固定的通信设施，网络中所有通信节点都是移动的，每个移动节点既是终端又是路由器，能够提供包的存储转发功能。
由于无须固定通信设施的支持，因此，无线自组织网络具有很高的灵活性，可广泛应用于敌对和不易建设固定通信设施的环境中，如野战通信、紧急搜救、临时会议等。
近年来，无线自组织网络已引起了人们的广泛注意，并成为一个新的研究热点。
1.网络的特点Ad Hoc网络是一种无中心的网络，它与传统的有线网络以及蜂窝移动网络不同，具有如下特点：1.1独立组网Ad Hoc网络具有独立组网能力，即网络的布设无需依赖于任何预先架设的网络设施。
节点开机后就可以快速、自动地组成一个独立的网络。
1.2无中心Ad Hoc网络采用无中心结构，所有节点的地位平等，组成一个对等式网络，节点可以随时加入或离开网络，任意节点的故障不会影响整个网络的运行。
与有中心网络相比，Ad Hoc网络具有很强的抗毁性。
1.3自组织Ad Hoc网络没有严格的控制中心，所有节点通过分层的网络协议和分布式算法协调各自的行为。
无中心和自组织特点使得Ad Hoc网络可以实现快速自动组网。
1.4多跳路由与普通网络中的多跳不同，Ad Hoc网络中的多跳路由是由普通节点共同协作完成的，而不是由专用的路由设备（如路由器）完成的。
反过来，如果可以使用多跳路由，节点的发送功率可以很低，从而达到节省电能、延长电池工作时间的目的。
无线自组织网MAC协议的改进与优化的开题报告
无线自组织网MAC协议的改进与优化的开题报告一、选题背景随着无线通信技术不断发展，无线自组织网络（Wireless Ad Hoc Network，以下简称WANET）也随之兴起。
WANET是由一组互相通信的移动节点组成的网络，它们通过无线信道进行通信，相互之间没有固定的基础设施支持。
无线自组织网络的特点是具有自动组网、自主配置、可靠传输、即插即用等优点，因此在军事、紧急救援等领域得到了广泛应用。
在WANET中，MAC协议是一个重要的研究方向，它涉及到网络性能、传输速率、能耗等问题。
目前，WANET中主要采用的MAC协议有无线分簇协议（Wireless Cluster Protocol，以下简称WCP）、动态时间分配协议（Dynamic Time Allocation Protocol，以下简称DTAP）等。
但是，这些协议在实际应用中仍然存在一些问题，例如在低能耗、高可靠、高吞吐率等方面需要进一步改进和优化。
二、研究内容本研究将针对WANET中的MAC协议进行改进与优化。
首先，通过对现有MAC协议的分析，挖掘其中存在的问题和不足。
其次，设计一种新的MAC协议，从能耗、可靠性和吞吐率等方面进行优化。
最后，通过仿真实验验证新的MAC协议的性能和效果，与现有协议进行比较和分析。
三、预期结果本研究的预期结果包括：1. 基于剖析现有MAC协议，发现其中存在的问题和不足。
2. 设计一种新的MAC协议，能够在能耗、可靠性和吞吐率等方面进行优化，提高网络性能。
3. 通过仿真实验验证新的MAC协议的性能和效果，对比分析现有协议与新协议的优缺点。
四、研究方法本研究采用以下方法进行：1. 阅读相关文献，学习WANET和MAC协议的基础知识；2. 剖析现有MAC协议的问题和不足；3. 设计新的MAC协议，从能耗、可靠性和吞吐率等方面进行优化；4. 通过仿真实验验证新的MAC协议的性能和效果，对比分析现有协议与新协议的优缺点；5. 分析实验数据，得出结论，并撰写论文。
无线自组织网络
无线自组织网络无线自组织网络（MANET）是指一类不需任何预先部署的基础设施支持，由移动设备通过无线链路自主组织而成的一个临时性网络。
在MANET中，参与网络的设备不受地理位置和网络服务商的限制，可以灵活地进行自主连接与拆除，形成任意拓扑结构。
这种无线网络可适用于军事作战、应急救援、智慧城市等应用场景。
传统的有线网络需要许多设备、电缆等基础设施，而且要先设计好网络的拓扑结构，才能正常工作。
这种网络的组建需要初始构建成本较高。
而随着无线网络技术的不断发展，人们通过技术手段实现基于无线电波的通信，不用电缆即可完成网络拓扑的形成，从而形成了无线自组织网络。
在MANET技术中，节点的移动性是一大难题。
因为节点可能随时在网络中移动位置或者离开网络，这就导致网络的拓扑结构随之变化但却不得不保持信息传输的稳定性和准确性。
此外，由于MANET是一类自组织的网络，它的节点可能会随时进入或退出网络，而这些节点的进退又往往会引发拓扑结构的变化，为数据传输带来不小的挑战。
为了应对这些问题，MANET在基于节点距离的路由协议、建立抗干扰稳定性多径编码方案和多目标优化信道分配方案上进行了不断的研究和优化。
同时，节点的位置信息和拓扑信息的维护和管理也成了MANET研究的热点。
在节点移动性大的情况下，MANET需要使用一些特殊的路由协议来解决节点接入、移动、离开等问题。
目前针对MANET的路由协议有很多种，其中比较常见的有 AODV、DSDV、OLSR、DSR 等协议。
由于MANET中节点数量较大，而且不同节点之间的距离关系动态变化，所以其网络质量必然大大低于传统有线网络。
在MANET中，无线网络带宽及调制方式的限制带来了大量的干扰和噪声，而且通信距离也受到限制，这些都是导致网络性能低下的主要原因。
为此，可以通过多径通信技术、组网技术和多目标优化信道分配方案等技术手段解决这些问题。
在维护节点位置信息和拓扑信息的过程中，MANET也需要用到一些特殊技术。
5G技术的自组织网络
5G技术的自组织网络随着科技的不断进步与发展，5G技术正逐渐成为全球通信领域的热门话题。
作为下一代移动通信网络，5G技术不仅拥有更高的网速和更低的延迟，还具备了自组织网络的特性。
本文将重点探讨5G技术的自组织网络，包括其定义、优势、应用场景及实现方式等方面。
一、自组织网络的定义自组织网络是指网络中的节点通过协同工作和相互适应性来动态地配置、优化和管理网络的一种方式。
相对于传统的手动配置和管理网络的方法，自组织网络能够更加智能地完成各种任务，如网络规划、资源分配、故障恢复等。
在5G技术中，自组织网络被广泛应用于网络规划、部署和优化等任务。
其核心思想是通过自动化和智能化的方式，实现网络的自主管理和优化，提高网络性能和用户体验。
二、自组织网络的优势1. 强大的适应性：自组织网络能够根据网络环境的变化，及时作出调整和优化。
它可以通过感知网络状态、分析数据和学习算法等方式，快速响应并适应不同的网络需求。
2. 高效的资源管理：5G技术的自组织网络能够有效地管理网络资源，包括无线频谱、带宽等。
它可以根据不同的网络负载和需求，合理分配资源，提高网络的利用率和性能。
3. 快速的故障恢复：自组织网络具备自愈能力，当网络中出现故障或异常时，它能够自动检测并采取相应的措施进行恢复。
这可以极大地减少网络维护和故障排除的时间和成本。
三、自组织网络的应用场景5G技术的自组织网络在各种应用场景中都具有广泛的适用性，以下是几个典型的应用场景：1. 工业互联网：在工业领域，自组织网络可以实现对传感器、设备和机器等物联网设备的自动配置和管理，实现智能制造、远程监控等功能。
2. 智慧城市：自组织网络可以应用于城市中的交通、能源、环境等方面。
例如，在交通管理中，可以通过自组织网络实现智能交通信号控制、公交调度等功能。
3. 医疗卫生：自组织网络在医疗领域中也有广泛的应用。
它可以用于医疗设备的远程监控、移动医疗、紧急救援等场景，提高医疗服务的效率和质量。
车载无线自组织网络概述
车载无线自组织网络概述2.1 VANET网络体系结构概述近年来，VANET的研究已成为横跨智能交通系统领域、计算机网络领域以及无线通信领域的一个交叉学科研究热点。
本节调研了网络体系结构设计领域的各种设计思想，介绍了VANET网络体系结构的集模块化、层次化及跨层设计于一体的特点。
2.1.1 体系结构设计思想网络协议体系结构中广泛采用了层次化设计思想，其中最为著名的就是Internet协议栈[28]及OSI七层参考模型[29]，它们证明了将网络的管理、控制和服务功能分散到各个协议层次中去，各层之间保持一定的耦合度，能够在降低系统复杂度的同时达到极高的效率。
因此，VANET也被认为应该采用层次化设计，体系结构应该是自上而下包括应用层、传输层、网络层、逻辑链路层、MAC层和物理层，相邻层次之间保持信息交互和适度耦合。
然而，这种严格的层次化设计思想并非正确到没有任何争议。
文献[30]认为现在越来越多的跨层设计和中间件就是对层次化结构缺陷的体现，而且只是些效率低下的补救措施，例如系统防火墙就需要横跨多个协议层次，再例如在路由层就可以监测到网络拥塞情况，但却因为Internet网络的拥塞功能设置在传输层而不得不进行跨层设计。
文献[31]质疑了在无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）中采用类似Internet协议栈的网络体系结构的可行性和必要性，并提出了专门针对WSN网络的耦合程度和能量效率更高的协议体系结构。
文献[32]则提出了动态协议栈的概念，指出应用程序可以对协议栈进行裁剪重构，以取得最高的效率。
可以认为，与其在VANET网络体系结构确定之后再进行跨层设计，不如在确定之前就根据应用和功能对协议设计进行一些修改，因此，对VANET网络体系结构仍然需要进行研究，而不仅仅是完全套用比较完善的层次化设计。
由于VANET网络的网络体系结构仍在发展中，本章后续章节将列举各种不同的提法并进行分析比较，并试图给出一个更为合理的针对VANET网络的体系结构设计。
自组织无线网络技术简介
Existing MANET protocols
discover routes Source routing on-demand (re-active) Variation of distant vector? 按需路由
MANET routing protocols Table driven
DSR AODV, ABR, TORA DSDV、CGSR
adhoc网络结构每个簇由一个簇头和多个簇成员组成使用多频的两级结构uavadhoc优点节点覆盖范围较小缺点流量管理节点数目多移动性强的环境下维持网络最新拓扑的控制开销大抗毁性好缺点closter头是瓶颈减少路由协议开销路由不一定最短adhocadhoc节点移动要发现新路由多跳通信adhoc由于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采用泛洪技术的链路状态协议造成额外的通信和控制开销常规路由协议周期性地路由更新消耗大量的网络带宽和节点能源无线终端功率的差异以及无线信道的干扰导致单向信道的存在adhoc网络三个不断变化的基本特征网络的使用模式adhoc利用地理信息进行路由选择ondemand反应式reactive路由dsraodvtabledriven先应式proactive路由这些cluster或者zone可组成较大的supercluster或者superzonecluster内所有节点都与clusterhead直接通信cluster内节点间的通信一般是两跳
移动ad hoc网络基础知识
WLAN
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
的依 现赖 有于 网类 络似 基基 础站 设或 施接 。入 点
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移动Ad Hoc网络的定义
☆移动Ad Hoc网络(MANET)(又称移动多跳网或移
动对等网)是一种特殊的在不借助任何中间网络设 备的情况下，可在有限范围内实现多个移动终端 临时互联互通的网络。 可看做是一组带有无线收 发装置的移动终端所组成的一个临时性多跳自治 系统。
MANET中，每个节点既可作为主机，也可作为 中间路由设备。
Ad Hoc网络的研究成果包含以下几个方面：
☆新的路由协议。主要以广播或组播方式建立网络路由，
基本原则是尽量避免广播风暴。例如自组织按需距离向量 协议AODV、目标序列距离向量协议DSDV、区域路由协 议ZRP等路由协议。
☆介质访问控制(MAC)协议，主要解决隐藏和暴露节点
问题，包括RTS/CTS方案、控制信道和数据信道分裂的双 信道方案、基于定向天线的MAC协议等
☆节点作为主机，可运行相关应用程序，以获取
或处理数据；
☆节点作为路由器，需运行相关路由协议，进行
路由发现、路由维护等常见操作，对收到的并非 发给自身的分组根据其目标地址予以转发。
A
B
C
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一个简单的MANET网络
MANET的特点
☆拓扑结构动态变化
无固定通信设施和中央管理设备，网络节点随机 移动，拓扑中的各节点位置时时变化；无线发射 装置发送功率的变化、环境影响、信号间的互相 干扰等，都会造成网络拓扑结构的动态变化。
☆资源有限
一方面是节点的能量有限，而移动会消耗更多能 量，降低网络性能；另一方面，网络带宽相对有 限，信号间的冲突和干扰使得带宽远低于理论值。
MANET的特点
☆多跳通信 实现不同覆盖网络间的源与目标主机间的通信。 两个节点的通信可以是点对点的方式；如果二者 距离超出无线信号覆盖范围，则需中间节点进行 分组的转发，称之为多跳路由。 ☆安全性较低 无线信道易受窃听、篡改、伪造等攻击的威胁， 如果路由协议或无线信道遭受恶意攻击或干扰， 整个网络可能中断正常工作。
11
MANET体系结构和协议原理
MANET的结构
由于MANET具有的特殊性，实际组建网络时， 必须充分考虑网络的应用规模，扩展性和可靠性、 实时性等要求，再选择合适的网络拓扑结构。
通常MANET的拓扑结构可分两种：对等式结 构和分级结构
对等式结构
☆所有节点完全对等，源节点与目标节点通信时 存在多条路径，健壮性好，相对比较安全 ☆缺点是可扩充性略差，因为每个节点都需要知 道到达其他节点的路由。
☆单频分级中所有节点使用同一频率通信，需要 网关节点支持 ☆多频分级网络中，不同级采用不同通信频率。 低级网络的通信范围一般低于高级节点。
MANET的单频分级结构
簇
内部节点
簇头
网关节点
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分级网络结构的优势与缺点
➢ 分级结构中，簇成员的功能较简单，有效减少了 路由控制信息的数量，使资源开销相对较小，从 而获得了较好的扩充性。
➢ 缺点：维护分级结构需要节点执行簇头选举算法， 而簇头节点可能会成为网络瓶颈。
☆从对等式结构和分级结构的比对中可以看出， 当网络规模较小时，可采用简单的对等式结构； 网络规模较大时，应采用分级结构。
16
MANET的协议层次
MANET协议层次 上层引用协议
传输层
网络层 数据链路层
物理层
ISO/OSI层次结构 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层
3
Ad Hoc网络概述
Ad Hoc网络的背景
☆Ad Hoc网络源于军事通信的需要，其前身是分 组无线网(Packet Radio Network) ☆1972年美国国防部高级研究计划署（DARPA） 启动分组无线网项目，主要研究分组无线网的应 用 ☆1993年，DAPRA启动可存活性自适应网络项目 ☆20世纪90年代开始，Ad Hoc网络的研究得到长 足进展
第6章 无线自组织网络
,
本章内容简介
☆Ad Hoc网络概述 ☆MANET体系结构和协议原理 ☆MANET的其它技术 ☆Ad Hoc网络的应用 ☆MANET的仿真
Ad Hoc网络概述
Ad Hoc网络
☆无线自组织（Ad Hoc）网络又称无线对等 网，是由若干个无线终端构成的一个临时 的、无中心的网络，网络中也不需要任何 基础设施。这种特殊的网络具有其独特的 优点和用途，可便捷地实现相互连接和资 源共享。
●数据链路层，分为MAC子层和LLC子层。 MAC子层决定了链路层的绝大部分功能。多跳 无线网络基于共享访问传输介质，需要MAC层 利用CSMA/CA和RTS/CTS机制解决隐藏节点和 暴露节点问题。 LLC子层负责向网络提供统一服务，以屏蔽底 层不同的MAC方法。
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MANET各协议层次具体功能
Ad Hoc网络的研究成果包含以下几个方面：
☆Ad Hoc网络与蜂窝网络相结合，拓展其应用范围，提
高系统吞吐量
☆其他相关技术，多播或组播协议、地址分配、TCP协议、
节能控制、安全性、分布式算法、QoS等
☆用蓝牙节点组建Ad Hoc网络。应用蓝牙技术可组成微
微网（Piconet），再通过桥（Bridge）节点互联，即可形 成多跳Ad Hoc网络，可称为蓝牙散射网（Scatternet）。
●网络层，主要进行邻居发现、分组路由、拥 塞控制、网络互联等。 一个好的网络层路由协议应该满足以下要求： 分布式运行方式；提供无环回路由；按需进行 协议操作；可靠的安全性；提供休眠操作和单 向链路的支持。
MANET各协议层次具体功能
数据链路层
物理层
MANET各协议层次具体功能
●物理层，根据实际应用需要设计MANET物理 层。首先是通信频段的选择，目前通常采用 2.4GHz的ISM免许可的频段。其次，物理层必 须选择相应的无线通信机制，以实现良好的收、 发信功能。 物理层设备可使用多频段、多模式的无线传输 方式。
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MANET各协议层次具体功能
MANET的对等式结构
分级结构网络
☆分级结构中，网络通常会被分为多个簇。每个 簇由一个簇头和多个簇成员组成。各个簇的簇头 形成高一级的网络，高一级网络可以再分簇，以 形成更高一级的网络，直至最高级。
☆簇头节点负责簇内节点间数据的转发，簇头可 由算法自动生成，也可以预先指定。
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分级结构网络分单频分级和多频分级