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无线自组织网络路由协议概述

无线自组织网络路由协议概述

作者:唐敏赵贵

摘要:移动自组网由一组带有无线收发装置的移动节点组成,用来为远程操作、战场和地震或者洪水救援等紧急通信和易变的移动通信提供服务。由于移动自组网与有线网的区别,使得为移动自组网设计一个合适的分布式路由协议具有一定程度上的难度。本文主要是介绍了DSR和ADOV协议以及与有线网络中DV路由协议的区别。

关键词:无线自组网、DSR、ADOV

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。

无线自组织网络(mobile ad-hoc network)是一个由几十到上百个节点组成的、采用无线通信方式的、动态组网的多跳的移动性对等网络。其目的是通过动态路由和移动管理技术传输具有服务质量要求的多媒体信息流。通常节点具有持续的能量供给。

由于Adhoc网络具有节点节电、减少带宽消耗、拓扑快速变化、适应单向信道环境等多方面的要求,使得现有的IP路由协议,如RIP(选路信息协议)和OSPF(开放最短路径优先协议)等不能满足要求,Adhoc网络路由协议的设计具有很大难度。IETF的MANET工作组重点研究无线Adhoc中的路由协议。主要有如下几种草案:

1.AODV(AdhoconDemandDistmceVectorRouting)Adhoc网络的距离矢量路由算法。

2.TORA(TemporallyOrderedRoutingAlgorithm)临时顺序路由算法。

3.DSR(DynamicSourceRouting)动态源路由协议。

4.OLSR(OptimizedLinkStateRoutingProtocol)优化的链路状态路由协议。

5.TBRPF(TopologyBroadcastBasedonReversePathForwarding)基于拓扑广播的反向路径转发。

6.FSR(FisheyeStateRoutingProtocol)鱼眼状态路由协议。

7.IERP(theInterzoneRoutingProtocol)区域间路由协议。

8.IARP(theIntrazoneRoutingProtocol)区域内路由协议。

9.DSDV(DestinationSequencedDistanceVector)目标序列距离路由矢量算法。

下面我将重点就DSR和AODV两种协议进行介绍。

(一).DSR(DynamicSourceRouting)动态源路由协议。

DSR是基于源路由概念的按需自适应路由协议。移动节点需保留存储节点所知的源路由的路由缓冲器。当新的路由被发现时,缓冲器内的条目随之更新。

DSR路由协议有两个主要机制组成——路由寻找(Route Discovery)机制和路由维护(Route Maintenance)机制。

路由寻找机制在源节点需要给目的节点发送一个分组并且还不知道到达目的节点的路由的时候使用。

当源节点正在使用一条到达目的节点的源路由的时候,源节点使用路由维护机制可以检测出因为拓扑变化不能使用的路由,当路由维护指出一条源路由已经中断而不再起作用的时候,为了将随后的数据分组传输到目的节点,源节点能够尽力使用一条偶然获知的到达目的节点的路由,或者重新调用路由寻找机制找到一条新路由。

在DSR路由协议中,路由寻找机制和路由维护机制均是完全按需操作,不需要某个网络层次的某种周期分组,如DSR不需要任何周期性的路由广播分组、链路状态探测分组。

DSR路由协议的的所有状态都是“软状态”,因为任何状态的丢失都不会影响DSR路由协议的正确操作,因为所有状态都是按需建立,所有状态在丢失之后如果仍然需要的话则能够很容易得到迅速恢复。

DSR路由协议的路由寻找机制和路由维护机制的操作是的单向链和不对称路由很容易得到支持。

DSR路由协议的完整版本直接使用“源路由”,节点使用路由缓冲器存储节点所知的源路由,当发现新路由时,更新缓冲器内的条目。

节点所发送的每个数据分组均在其分组头中携带其将要通过的一个完整的、按序排列的路由信息。

DSR选项头格式如下:

(二). AODV(AdhoconDemandDistmceVectorRouting)Adhoc网络的距离矢量路由算法。

AODV路由协议是一种按需路由协议,实质上是DSR和DSDV的综合,它借用了DSR中路由发现和路由维护的方法,及DSDV的逐跳路由、顺序编号和路由维护阶段的周期更新机制,以DSDV为基础,结合DSR中的按需路由思想并加以改进。和DSDV保存完整的路由表不同的是,AODV通过建立基于按需路由来减少路由广播的次数,这是AODV对DSDV的重要改进。和DSR相比,AODV的好处在于源路由并不需要包括在每一个数据分组中,这样会使路由协

议的开销有所降低。AODV是一个纯粹的按需路由系统,那些不在路径内的节点不保存路由信息,也不参与路由表的交换。

AODV协议可以实现在移动终端间动态的、自发的路由,使移动终端很快获得通向所需目的的路由,同时又不用维护当前没有使用的路由信息,并且还能很快对断链的拓扑变化做出反应。AODV的操作是无环路的,在避免了无穷计数问题的同时,还提供了很快的收敛速度。

AODV有别于其他协议的最显著的特点是路由表中每个项都使用了目的序列号(Destination sequenceNumber)。目的序列号是目的节点创建,并在发给发起节点的路由信息中使用的。使用目的序列号可以避免环路的发生。

AODV协议主要包括两个阶段:路由发现阶段和路由维护阶段。路由发现阶段的主要任务是建立与期望目的节点之间的可靠路由,这个路由可能是以前有的,也可能是通过算法新建立的;路由维护阶段的主要任务是维护和更新节点路由表中保存的路由表项。

AODV协议中有五类控制消息:路由查询消息(RREQ)、路由回复消息(RREP)、路由错误消息(RERR)、RREP应答消息(RREP.ACK),HELLO消息。

当源节点需要和目的节点通信时,如果在路由表中已经存在了对应的路由,AODV不会进行任何操作。当源节点需要和新的目的通信时,它就会发起路由发现过程,通过广播刚姬Q信息来查找相应路由。当这个RREQ到达目

的节点本身,或者是一个拥有足够新的到目的节点路由的中间节点时,路由就可以确定了。所谓“足够新”就是通过目的序列号来判断的。目的节点或中间节点通过原路返回一个RREP信息来向源节点确定路由的可用性。

AODV使用了分布式的、基于路由表的路由方式,所以建立路由表后,在路由中的每个节点都要执行路由维持、管理路由表的任务,在路由表中都需要保持一个相应目的地址的路由表,实现逐跳转发,这就与DSR所采用的源路由方式有很大的不同。后者在路由时,只有源节点知道到目的节点的完整路由,而中间节点都不知道有关的路由信息。

在维护路由表的过程中,当路由不再被使用时,节点就会从路由表中删

除相应的项。同时,节点会监视一个活动路由(activeroute,有限跳的,可用于数据转发的路由表)中下一跳节点的状况。当发现有链路断开的情况时,上游的节点就会使用RERR通知更上游的节点。在RERR消息中,指明了由于断链而导致无法达到目的节点。每个节点都保留了一个“前驱列表”(precursor list)来帮助完成错误报告的功能,这个列表中保存了把自己作为到当前不可达节点的下一跳的相邻节点(可以通过记录RERR获得)。RREP —ACK由源节点应目的节点的要求发出,主要用于应答目的节点的RREP消息;HELLO消息是一类特殊的一跳RREP消息,该消息用于节点保持和邻居节点之间的有效链路。

AODV协议中规定节点保存的数据结构主要有:路由表、先驱表、单向链路黑名单(black list)。路由表中保存节点到每一个目的节点的路由。先驱表用来保存使用相对应的路由的所有邻居节点,使得一旦出现链路失效,本节点能够快速的通知到相关的邻居节点。单向链路黑名单主要用于记录于本节点间存在单向链路的上游节点。

在路由表中,针对每一个表项,需要记录如下的内容:目的IP地址(DestinationIp Address);目的序列号(Destination Sequence No);接口(Interface);跳数计数(Hop Count);上一次的跳数(Last Hop Count);下

一跳(NextHop);前驱列表(List ofprecursors);生存时间(Life Time);路由标记(RoutingFlags)。其中,对序列号进行管理是防止路由环路的关键所在。当发生断链时,通过增加序列号和度量值(跳数)来使路由表项无效。(三).Adhoc与有线网络中DV路由的区别

Adhoc是由一组带有无线通信收发装置的(移动)终端节点组成的一个多跳临时性自治系统;每个(移动)终端同时具有路由器和主机两种功能:作为主机,终端需要运行面向用户的应用程序;作为路由器,终端需要运行相应的路由协议;节点间路由通常由多跳(Hop)组成;不需要网络基础设施,可以在任何地方、任何地点快速构建.其特点是1.独立组网,不需要任何预先网络基础设施;2.动态拓扑,节点移动,节点无线发送功率变化、无线信道干扰或者地形等因素影响;3.自组织,无控制中心,节点故障不会影响到整个网络。4. 多跳路由,接收端和发送端可使用比两者直接通信小得多的功率进行通信,因此节省了能量消耗,通过中间节点参与分组转发,能够有效降低对无线传输设备的设计难度和成本,同时扩大了自组织网络的覆盖范围5.特殊的无线信道特征,无线信道提供的网络

带宽比有线信道低得多,竞争无线共享信道产生碰撞,信号衰落、噪声干扰以及信道之间的干扰等;6.终端的局限性,能量、存储、计算等资源受限;7.安全性差,无线链路的开放性,移动性导致节点之间信任关系的变化;8.可扩展性不强,节点之间的相互干扰造成网络容量下降,各节点吞吐量随网络节点总数的增加而下降;9.存在单向无线信道,终端发射功率的不同及地形环境的影响.

而DV协议的通用属性则是:

定期更新(Priodic Updates):DV协议每经过特定时间就发送更新信息,周期为10秒(AppleTalk的RTMP)到90秒(Cisco的IGRP);更新信息发送间隔过短会造成拥塞,而过长又会失去意义;

邻居(Neighbour):即共享相同数据链路的一组路由器;DV协议在信息上是依赖于邻居的逐跳更新方式;

广播更新(Broadcast Updates):向广播地址(IP网为255.255.255.255)发送更新信息;相同路由协议的邻接路由器收包后回应,不同路由协议的邻接路由器丢弃;更新信息包含整个路由表,邻居会搜集自己需要的信息(跳数+1),丢弃不需要的;网络矢量算法只给出了网络上的路标也就是方向和直线距离,但是没有给出沿路径行走的细节,就像叉路口的路标一样,它很容易受到意外或故意的破坏;广播更新有一个失效计时器,也就是一定时间(deadtime)内hello 包无回应即删除该邻居;

水平分隔(Split Horizon):路由器向外发送包含了整个路由表的更新信息不仅浪费了带宽,还有可能造成Full Mesh网络的网络回路也就是不断把从邻居路由器学到的路由回发给邻居路由器(你收到并发出后经过Full Mesh回路往往会再发给邻居,邻居有更新了按照RIP的协议规则也会不断发给你,于是很可能一直循环下去浪费资源造成拥塞甚至导致段网),这并不必要,因此规定只发送路由矢量方向的路由也就是只延续收到的路由,而与路由矢量方向相反的路由是逆向路由(Reverse Route)默认被水平分隔阻挡;分成简单水平分隔(发送更新时接口不能发送从本接口得到的跟新信息)和毒性逆转水平分隔(发送更新时通过指定跳数的inf无穷大来指定向该接口发送此更新信息的网络不可达);跳数的无穷大:Full Mesh网络的环路下会不断循环更新某路由使跳数直到无穷大而使路由不可达(默认跳数16的网络不可达),解决方法是设定最大跳数15;但收敛速度大大降低!其他解决方法是触发更新和抑制计时器;触发更新

(Triggered Update):路由在发生变化时立刻发布更新而不等到计时器超时;抑制计时器(Holddown Timer):路由跳数变化时立刻抑制(不收发有关其的更新信息)等时间结束后再查看,这是折中的方法,虽然有效解决了跳数无穷大问题但是抑制时间过短会造成拥塞,而过长又会失去意义,不建议低端路由器使用;异步更新(Asynchronous Update):MP子接口中避免碰撞。

DV路由协议是为小型网络环境设计的。在大型网络环境下,这类协议在学习路由及保持路由将产生较大的流量,占用过多的带宽。如果在9 0秒内没有收到相邻站点发送的路由选择表更新,它才认为相邻站点不可达。每隔30秒,距离向量路由协议就要向相邻站点发送整个路由选择表,使相邻站点的路由选择表得到更新。这样,它就能从别的站点(直接相连的或其他方式连接的)收集一个网络的列表,以便进行路由选择。距离向量路由协议使用跳数作为度量值,来计算到达目的地要经过的路由器数。

无线自组织网络路由协议概述

无线自组织网络路由协议概述 作者:唐敏赵贵 摘要:移动自组网由一组带有无线收发装置的移动节点组成,用来为远程操作、战场和地震或者洪水救援等紧急通信和易变的移动通信提供服务。由于移动自组网与有线网的区别,使得为移动自组网设计一个合适的分布式路由协议具有一定程度上的难度。本文主要是介绍了DSR和ADOV协议以及与有线网络中DV路由协议的区别。 关键词:无线自组网、DSR、ADOV 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。 无线自组织网络(mobile ad-hoc network)是一个由几十到上百个节点组成的、采用无线通信方式的、动态组网的多跳的移动性对等网络。其目的是通过动态路由和移动管理技术传输具有服务质量要求的多媒体信息流。通常节点具有持续的能量供给。 由于Adhoc网络具有节点节电、减少带宽消耗、拓扑快速变化、适应单向信道环境等多方面的要求,使得现有的IP路由协议,如RIP(选路信息协议)和OSPF(开放最短路径优先协议)等不能满足要求,Adhoc网络路由协议的设计具有很大难度。IETF的MANET工作组重点研究无线Adhoc中的路由协议。主要有如下几种草案: 1.AODV(AdhoconDemandDistmceVectorRouting)Adhoc网络的距离矢量路由算法。 2.TORA(TemporallyOrderedRoutingAlgorithm)临时顺序路由算法。 3.DSR(DynamicSourceRouting)动态源路由协议。 4.OLSR(OptimizedLinkStateRoutingProtocol)优化的链路状态路由协议。 5.TBRPF(TopologyBroadcastBasedonReversePathForwarding)基于拓扑广播的反向路径转发。 6.FSR(FisheyeStateRoutingProtocol)鱼眼状态路由协议。 7.IERP(theInterzoneRoutingProtocol)区域间路由协议。 8.IARP(theIntrazoneRoutingProtocol)区域内路由协议。 9.DSDV(DestinationSequencedDistanceVector)目标序列距离路由矢量算法。 下面我将重点就DSR和AODV两种协议进行介绍。 (一).DSR(DynamicSourceRouting)动态源路由协议。

自组织网络

自组织网络 求助编辑百科名片 自组织网络 移动自组织网络是一种移动通信和计算机网络相结合的网络,是移动计算机网络的一种,用户终端可以在网内随意移动而保持通信。 目录 自组织网络概述 自组织网络特点 自组织网络应用领域 展开 编辑本段自组织网络概述 移动自组织(Ad Hoc)网络是一种多跳的临时性自治系统,它的原型是美国早在1968年建立的ALOHA网络和之后于1973提出的PR(Pac ket Radio)网络。ALOHA网络需要固定的基站,网络中的每一个节点都必须和其它所有节点直接连接才能互相通信,是一种单跳网络。直到P R网络,才出现了真正意义上的多跳网络,网络中的各个节点不需要直接连接,而是能够通过中继的方式,在两个距离很远而无法直接通信的节点之间传送信息。PR网络被广泛应用于军事领域。IEEE在开发802. 11标准时,提出将PR网络改名为Ad Hoc网络,也即今天我们常说的移动自组织网络。

移动自组织网络。一方面,网络信息交换采用了计算机网络中的分组交换机制,而不是电话交换网中的电路交换机制;另一方面,用户终端是可以移动的便携式终端,如笔记本、PDA等,用户可以随时处于移动或者静止状态。无线自组网中的每个用户终端都兼有路由器和主机两种功能。作为主机,终端可以运行各种面向用户的应用程序;作为路由器,终端需要运行相应的路由协议。这种分布式控制和无中心的网络结构能够在部分通信网络遭到破坏后维持剩余的通信能力,具有很强的鲁棒性和抗毁性。 作为一种分布式网络,移动自组织网络是一种自治、多跳网络,整个网络没有固定的基础设施,能够在不能利用或者不便利用现有网络基础设施(如基站、AP)的情况下,提供终端之间的相互通信。由于终端的发射功率和无线覆盖范围有限,因此距离较远的两个终端如果要进行通信就必须借助于其它节点进行分组转发,这样节点之间构成了一种无线多跳网络。[1] 网络中的移动终端具有路由和分组转发功能,可以通过无线连接构成任意的网络拓扑。移动自组织网络既可以作为单独的网络独立工作,也可以以末端子网的形式接入现有网络,如Internet网络和蜂窝网。 编辑本段自组织网络特点 移动自组织网络能够利用移动终端的路由转发功能,在无基础设施的情况下进行通信,从而弥补了无网络通信基础设施可使用的缺陷。自组网技术为计算机支持的协同工作系统提供了一种解决途径,主要特点有:

无线自组织网络综述

无线自组织网络综述 余梓奇 I中国科学技术大学计算机科学与技术系,合肥230000) 摘要:无线自组织网络是一种随着无线通信技术的发展出现的新型网络,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,具有重要的军事价值和广阔的商业应用背景。论文详细介绍了无线自组织网络的路由协议、服务质量、功率控制、安全问题和互联问题进行分析和探讨,并对无线自组织网络的发展前景作了展望。 关键词:无线自组织网络路由协议;综述; 1引言 无线通信技术的迅速发展,使得人们对移动通信的需求越来越强烈,人们通过配有无线接口的便携式计 算机或个人数字助理(PDA)来实现移动中的通信,目前的移动通信往往需要有固定基础设施的支持才能实现, 例如全球通信系统(GSM)。但是当遇到医疗抢险、抗洪救灾以及军事战场等特殊紧急环境的时候,传统的无线网络就不可用了[1]。为了能够在没有固定基础设施的地方进行通信,一种被称作无线自组织网络(Ad hoc 网络)的技术应运而生。 Ad hoc网络不需要有线基础设备的支持,通过移动主机自由的组网实现通信,Ad Hoc网络的出现推进 了人们实现在任意环境下的自由通信的进程。Ad hoc网络组网灵活、快速,使用非常方便,但必须为其设计 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Ad hoc网络,这是由

Ad hoc网络自身特性决定的。自组织网络已被认为是未来移动通信技术的核心组成部分之一。 2无线自组织网络特点 Ad hoc即自组网络,它是仅靠移动站自身而不需要固定基站就能组成网络。这种自组网络没有基木服务集中的接人点而是一些处于平等状态的移动站之间相互通信组成的临时网络(图1)。图1中显当移动站A和E 通信时,是经过 A - B,B - C,C- D和最后D- E这样一连串的存储转发过程[2]。在从源结点A到目的结点E 的路径中的移动站B,C和D都是转发结点,这些结点具有路由器的功能。Ad hoc网络没有预先建好的网络固 定基础设施(基站),网络一般也不和外界其他网络相连接。 ⑴无中心:无线自组织网络没有严格的控制中心。所有结点的地位平等,即是一个对等式网络。结点可 以随时加人和离开网络。仟何结点的故障不会影响整个网络的运行,具有很强的抗毁性。 (2) 自组织:网络的布设或展开无需依赖于仟何预设的网络设施。结点通过分层协议和分布式算法协调各 自的行为,结点开机后就可以快速、自动地组成一个独立的网络。 (3) 多跳路由:当结点要与其覆盖范围之外的结点进行通信时,需要中间结点的多跳转发。与固定网络的 多跳不同,无线自组织网络中的多跳路由是由普通的网络结点完成的,而不是由专用的路由设备(如路由器)完成的。 (4) 动态拓扑:无线自组织网络是一个动态的网络。网络结点可以随处移动,也可以随时开机和关机,这些都会使网络的拓扑结构随时发生变化。 (5) 移动终端的局限性。Ad Hoc网络中,移动终端存在固有缺陷,例如能源受限、内存较小、CPU性能较低等,同时屏幕等外设较小,不利于开展功能较复杂的业务。 (6) 安全性较差。移动网络通常比固定网络更容易受到物理安全攻击,易于遭受窃听、欺骗和拒绝服务等 攻击。 (7) 网络的可扩展性不强。动态变化的拓扑结构使得具有不同子网地址的移动终端可能同时处于一个 Ad Hoc网络中,因而子网技术所带来的可扩展性无法应用在Ad Hoc网络环境中。 (8) 多跳路由。由于节点发射功率的限制,节点的覆盖范围有限。当它要与其覆盖范围之外的节点进行通 信时,需要中间节点的转发。Ad Hoc网络中的多跳路由是由普通节点协作完成的,而不是由专用的路由设备完成的。 3无线自组织网络关键技术 3.1 路由协议

自组织基本路由协议及混合型路由协议技术

自组织基本路由协议及混合型路由协议技术 自组织基本路由协议及混合型路由协议技术 自组网的路由技术主要是设计能自适应网络拓扑动态变化的分布式路由协议路由协议,并避免产生路由环路,尽可能减小路由开销,具有一定的可扩展性,使网络节点能根据网络情况的变化,具各分布式管理的路由功能。自组织网络自组织网络是一个多跳的临时性的自治系统,在这种环境中,由于结点的无线通信覆盖范围的有限性,两个无法直接通信的移动结点可以借助其他结点进行分组转发来进行数据通信。自组网结点之间是通过多跳数据转发机制进行数据交换,需要按路由协议进行分组转发决策。 IETF于1996年成立了自组网工作小组(MANETWG),其核心任务就是研究自组网环境下基于IP协议的路由协议规范和接口设计。 目前MANETWG已经提出了许多协议草案,比如DSR、AODV、TORA、ZRP等。这些自组网路由协议根据不同的角度可以进行不同的分类。按路由发现的策略划分,可以分为主动式主动式路由协议、被动式路由协议和混合型路由协议。自组织网络主要有以下路由协议。 研究基于分布式算法,具有网络自组织和自设置功能的自组织基本路由协议,主要有两类:表驱动路由协议(主动式路由协议)和按需路由协议(反应式路由协议),。主动式路由协议尽力维护网络中每个节点至所有其他节点的一致的最新路由信息,并要求网络中的每个节点都建立和维护一个或多个存储路由信息的表格。在网络拓扑变化时周期性地广播路由更新信息。这样减少了获得路由的时延,但是需

要花费较大的开销保持路由更新。按需路由协议只有在源节点需要时才建立路由,节点不需要花费代价来维护无用的路由信息,节省了一定的网络资源,但是路由发现过程时延比较大。 自组织网络路由协议按驱动模式的分类 迄今为止,已提出的主动式协议主要有WRP、DSDV等。下面简单介绍这两种协议。 (1)WRP协议 无线路由协议(wirelessroutmgprotocol,WRP)是一个基于距离矢量的协议,其路由算法是对路径发现算法PFA的改进。它利用去往目标结点的路径长度和相应路径到倒数第二跳结点信息加速路由协议收敛速度,改善路由环路问题。WRP对PFAD的改进之处在于当结点i监测到与邻居结点j的链路链路发生变化时,i会检查所有邻居结点关于倒数第二跳信息的一致性,而PFA只会检查结点j 关于倒数第二跳结点信息的一致性。这种改进可以进一步地减少出现路由环路的次数,加快算法的收敛速度。WRP协议的主要思想如下:每个结点维护四张表,即距离表、路由表路由表、链路费用表和消息重发表,并通过UPDATE消息通告给邻居结点。 设结点为i,信宿结点为j,结点i的邻居结点为k。 ①距离表。距离表包括k的通告的相关内容有经过k到j的路由的距离Dijk的前趋结点Piik。 ②路由表。每个表项包括信宿结点地址、到信宿的距离Dij、到j的最短路由j的前趋结点Pij、i的下一跳(后继)Sij等。

自组织网络和路由技术

自组织网络及其路由技术 一、背景及概念 1.发展历史 无线通信网一般都是有中心的,要基于预设的网络基础架构才能运行。例如,蜂窝移动通信系统要有基站的支持;无线局域网一般也工作在有接入点(AP)和有线骨干网的模式下。但对于有些特殊场合来说,有中心的移动网络并不能胜任。比如,战场上部队快速展开和推进,地震或水灾后的营救等。这些场合的通信不能依赖于任何预设的网络设施,而需要一种能够临时快速自动组网的移动网络。无线自组织网络即可以满足这样的应用。 自组织网络技术的研究始于 20 世纪 70 年代。美国 DARPA 出于军事需要,开始研究分组无线网(PRNET)在战场环境下数据通信中的应用。项目完成之后,DAPRA 又在 1993 年启动了高残存性自适应网络项目。研究如何将 PRNET的成果加以扩展,以支持更大规模的网络,还要开发能够适应战场快速变化环境下的自适应网络协议。1994 年, DARPA 又启动了全球移动信息系统项目。在分组无线网已有成果的基础上对能够满足军事应用需要的、可快速展开、高抗毁性的移动信息系统进行全面深入的研究,并一直持续至今。1991 年成立的 IEEE 802.11 标准委员会采用了“无线自组织网络”一词描述这种特殊的对等式无线移动网络。 美国《福布斯》杂志报道了加州大学洛杉矶分校的无线传感器网络的研究项目,指出通过无线传感器网络,我们将实实在在地掌握这个物理世界。2003年美国《商业周刊》将无线传感器网络列为21世纪改变世界的10大技术之一。美国《技术评论》杂志评出对世界产生深远影响的十大新兴技术,无线传感器网络排名第一。另外,像 IEEE((ComPuter》等众多杂志也都发表了一些关于无限传感器网络的论文。我国也非常重视无线传感器网络的研究,中国国家自然科学基金委员会在2003年已经开始对无线传感器网络的研究进行了资助,并于2004年将其列为重点项目。2005年我国开始传感网络标准化研究工作。2006年,国家973计划,国家863高技术计划等国家和省部级科技发展“十一五”规划也设专项资助该领域的理论、方法和关键技术研究。 同年,我国政府将发展无线传感器网络列入未来15年的《国家中长期科学

移动自组织通信网络技术概况及未来前景

移动自组织通信网络技术概况及未来前景 石晶林 摘要 本文对移动自组织网络技术的概念、特征和应用进行了介绍,重点分析了目前无线移动自组织网络的关键技术研究热点,与现有通信网的融合及其技术的实现等,同时对自组织网络的前景进行了简单预测。 关键词:自组织网络,路由方法,安全,前景 1 引言 移动自组织网络(Mobile Ad Hoc Network: MANET)出现之初指的是一种小型无线局域网。这种小型局域网的节点之间不需要经过基站或其它管理控制设备就可以直接实现点对点的通信。而且当两个通信节点之间由于功率或其它原因导致无法实现链路直接连接时,网内其它节点可以帮助中继信号,以实现网络内各节点的相互通信。由于无线节点是在随时移动着的,因此这种网络的拓扑结构也是动态变化的。它们之间的通信模式也就无法直接照搬目前有基础设施的通信网的通信模式,至少在寻址模式上是如此。具体说来,无基础设施需求的MANET有着下面一些主要特征: 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; 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)。 2001年以前,Ad Hoc还只是一个在很少一部分实验室里讨论的概念。但3年后的现在,自组织网络Ad Hoc已成了从事无线通信技术研究开发的人不得不去了解的技术 — 因为MANET已被认为是未来移动通信技术的核心组成部分之一,甚至于有不少人认为自组织网络的思想将会把所有我们能想到的网络组合在一起,从而实现世界通信网络的大统一。为什么就在短短的两三年内 Ad Hoc会流行起来呢,下面两点是主要原因: 技术进步使其具有了可实现性: 0各种各样的终端实现交互连接与通信是一种无法逆转的潮流; 0无线通信技术的发展及其与微电子技术的结合使得无线通信设备性价比大大提高,并使其成了一种日用消费品; 0人们想实现的无处不在、无时不在的通信梦想驱动着对它的研究; 市场需求是其发展的巨大动力: 0民用市场中的移动计算需求、网格、可穿戴计算、灾难救助等需要自组织网络技术; 0军事战争的需要,自组织网络技术一经提出就在军事领域得到重大应用。 作为移动通信的一种基本组网模式,移动 Ad Hoc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 Ad Hoc网络中。本文就目前自组织网络技术方方面面的研究挑战进行介绍,对自组织网络的未来前景与应用进行了简单分析。 2 移动自组织网络的研究挑战 移动自组织网络的研究主要集中在组网理论、路由算法、接入控制、安全管理等方面。下面我们简单的进行说明。

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

无线自组织网络路由算法研究

1无线自组织网络路由算法研究 摘要:移动Ad Hoc网络是一种特殊的无线移动网络,其路由设计问题是无线移动网络领域的热点问题。随着制造工艺和设备性能的不断进步以及基础理论研究的不断深入,移动Ad Hoc网络开始从军用进入商用和民用领域,如会议数据分发、数字化农业、保健医疗、智能公路等。因此如何进一步提高路由协议的性能是当前急需解决的重要问题。本文从自组织网络常用路由协议出发,简要介绍表驱动路由协议CGSR、WRP、DSDV,以及按需路由协议AODV、DSR,其中以DSDV、AODV、DSR为本文重点内容,介绍其路由算法,分析比较表驱动路由协议以及按需路由协议的性能。本文也简要介绍了AODV路由节点中断时如何应对的改进办法--本地修复。另外,本文也将Ad Hoc多播路由协议作为研究对象,综述多播路由协议面临问题及其主要协议,但不涉及具体算法。 关键词:Ad Hoc;DSDV;DSR;AODV;多播路由协议 Routing for ad-hoc wireless networks Liu Shuang (Class 001111,Student No. 00111127) Abstract:Mobile Ad Hoc networks are a special kind of wireless mobile networks, its routing design problem is a hot issue in the field of wireless mobile networks. With the deepening of the manufacturing process and equipment performance and progress of basic research, starting with mobile Ad Hoc networks into commercial and military civilian areas, such as meeting data distribution, digital agriculture, health care, smart highways. So how to further improve the performance of the routing protocol is an important current problems need to be resolved. In this paper, self-organizing network routing protocols commonly used starting brief table-driven routing protocols CGSR, WRP, DSDV, as well as on-demand routing protocols AODV, DSR, which DSDV, AODV, DSR key content for this article introduces its routing algorithm, analysis and comparison table performance-driven routing protocols and on-demand routing protocols. This article also briefly describes ways to improve how to deal with the AODV routing node is interrupted - local repair. In addition, the paper will also Ad Hoc multicast routing protocol for the study, summarized the problems faced by the multicast routing protocol and its main agreement, but does not involve a specific algorithm. Key words:Ad Hoc;DSDV;DSR;AODV;Multicast Routing Protocol 1 引言 无线自组织网络是一种没有固定基础设施的移动通信网络。也正因为没有固定基础设施的限制,无线自组织网络具有很大的灵活性,不受有线网络的限制,适合军事通信以及发生自然灾害现场有线通信设施已经被破坏的情况,具有广阔的发展前景。本文基于无线自组网络背景,立足于其特殊性,比较当前几种已经存在的路由协议,分析其优缺点,给出结论。 2 Ad Hoc网络特点 无线自组网是一种无线多跳通信网络,无固定基础设施,具有移动、自治的特点,可以在不能利用或不便利用现有通信设施的情况下,建立起通信支撑环境,拓宽了移动通信应用场合,其主要特征如下[2]: ⑴独立组网:即网络的组织无需依赖于任何规划和先验信息。节点开机后可以迅速、独立的组成一个网络。 ⑵多跳路由:由于单一节点发射功率以及覆盖范围的限制,当需要通信节点超出当前节点覆盖范围时,需要其它节点的转发,即要进行多跳路由。 ⑶动态拓扑结构:由于其移动性,使得网络内节

无线自组织网络的应用.

无线网络技术及其应用无线自组织网络的应用 专业: 班级: 姓名: 学号: 成绩:

项目任务: 1、AODV协议应用 2、DSR协议应用 项目分析: 1、AODV AODV路由协议开始工作时,源节点首先会广播一个携带有目的节点信息的路由分组RREQ,然后邻居节点会依次向周围的节点广播这个RREQ。广播RREQ前将会建立该节点到源节点的路由,直到路由分组到达目的节点或者下一个中间节点,这个节点包含了节点的路由信息,就不会再广播RREQ。整个工作过程会建立一个从源节点到目的节点的反向路由。随后该节点将沿着反向路由发回一个RREP,RREP到达源节点之后路由发现过程结束。为了避免路由环路,每个路由分组中都包含了一个sequence ID作为唯一标志,当节点收到一个sequence ID比它当前保留的的sequence ID小的数据包时,说明这个数据包是过期的,将不会进行处理,直接丢弃。发现多条路由时,源节点会选择一条sequence ID大,跳数最少的最佳路由路径。 AODV是一种源驱动路由协议。当一个节点需要给网络中的其他节点传送信息时,如果没有到达目标节点的路由,则必须先以多播的形式发出RREQ(路由请求)报文。RREQ报文中记录着发起节点和目标节点的网络层地址,邻近节点收到RREQ,首先判断目标节点是否为自己。如果是,则向发起节点发送RREP(路由回应);如果不是,则首先在路由表中查找是否有到达目标节点的路由,如果有,则向源节点单播RREP,否则继续转发RREQ进行查找。 2、DSR DSR中移动节点都维护一个存放路由的快速缓冲区。每当某移动节点要发送分组时,首先查询本地高速路由缓冲区,确定是否存在可用路由,如存在则沿路由发送数据,否则发送一个包含源和目标节点地址的路由请求分组,启动路由发现过程。中间节点收到该请求后,查询本地缓冲区,如无到达目标节点的路由,则将本节点地址加入请求分组后转发,直至将分组转发到目标节点或有到达目标节点路由的中间节点。该节点返回一个路由应答分组,包含了从源到目标路径上所有节点的序列。每个发送的数据分组中都将包含该路径节点序列。因此,中间节点不需保存路由信息,不再需要周期性路由广播和邻居发现。 DSR路由协议有两个主要机制组成——路由寻找机制和路由维护机制。路由

【CN109787902A】一种移动自组织网络自适应路由协议的选择方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910152092.8 (22)申请日 2019.02.28 (71)申请人 中国科学院国家空间科学中心 地址 100190 北京市海淀区中关村南二条1 号 (72)发明人 洪洁 张德海  (74)专利代理机构 北京方安思达知识产权代理 有限公司 11472 代理人 陈琳琳 王宇杨 (51)Int.Cl. H04L 12/751(2013.01) H04L 12/781(2013.01) H04W 40/04(2009.01) H04W 40/20(2009.01) (54)发明名称 一种移动自组织网络自适应路由协议的选 择方法 (57)摘要 本发明公开了一种移动自组织网络自适应 路由协议的选择方法,所述方法包括:定时感知 并计算网络的全网瞬时拓扑变化度;将所述全网 瞬时拓扑变化度与预先计算出的拓扑变化度门 限值/区间进行比较,确定节点的移动模型;基于 预先设定的策略,根据节点的移动模型选择相应 的路由协议。本发明的方法适用于高动态移动自 组织网络中复杂的任务场景;该方法能根据感知 到的拓扑变化结果,及时判断节点当前的移动模 式,并迅速做出调整策略;可以实现移动自组织 网络中路由协议与移动方式的有效匹配。权利要求书4页 说明书12页 附图8页CN 109787902 A 2019.05.21 C N 109787902 A

1.一种移动自组织网络自适应路由协议的选择方法,所述方法包括: 定时感知并计算网络的全网瞬时拓扑变化度; 将所述全网瞬时拓扑变化度与预先计算出的拓扑变化度门限值/区间进行比较,确定节点的移动模型; 基于预先设定的策略,根据节点的移动模型选择相应的路由协议。 2.根据权利要求1所述的移动自组织网络自适应路由协议的选择方法,其特征在于,所述定时感知并计算网络的全网瞬时拓扑变化度,具体包括: 从节点i的邻居节点中根据节点有效传输范围获取其所有的一跳邻居节点;所述节点i 为网络中的任一节点; 记录并更新节点i的邻居节点信息列表中所有的一跳邻居节点的信息; 基于邻居节点信息列表计算节点间的拓扑变化度、节点i与所有邻居的平均拓扑变化度,由此计算全网瞬时拓扑变化度。 3.根据权利要求2所述的移动自组织网络自适应路由协议的选择方法,其特征在于,所述从节点i的邻居节点中根据节点有效传输范围获取所有的一跳邻居节点,具体为:获取节点i及其邻居节点j的移动速度和位置: 节点i在t时刻的位置 为邻居节点j在t时刻的位置 为 节点i在时刻的瞬时速度向量为 节点j在t时刻的瞬时速度向量为 计算节点i与邻居节点j的距离并根据节点有效传输范围判断邻居j是否为节点i的一跳邻居; 节点i与邻居节点j之间的距离 为: 比较与节点i一跳传输距离d th的关系,由此判断邻居节点j是否属于节点i的一跳邻居节点集合N i : 4.根据权利要求3所述的移动自组织网络自适应路由协议的选择方法,其特征在于,所述记录并更新节点i的邻居节点信息列表中所有的一跳邻居节点的信息;具体包括:所述邻居节点信息列表的表项包括:邻居节点序号、感知时刻、邻居新速度、邻居新位置、瞬时新距离、瞬时新相对速度、瞬时新夹角、邻居旧速度、邻居旧位置、瞬时旧距离、瞬时旧相对速度、瞬时旧夹角和邻居存在标志; 如果邻居节点信息列表中无节点j的任何信息,则添加该节点及其信息至邻居节点信息列表中;具体包括:添加邻居节点序号、感知时刻、邻居新速度、邻居新位置、瞬时新距离、瞬时新相速度和瞬时新夹角;将邻居存在志设置为true;其中: 瞬时新相对速度为t时刻节点i与节点j的速率之差: 权 利 要 求 书1/4页 2 CN 109787902 A

无线网络技术试题集

无线网络技术试题集 一、单选题 1. 在设计点对点(Ad Hoc) 模式的小型无线局域时,应选用的无线局域网设备是( )。 A.无线网卡B.无线接入点C.无线网桥D.无线路由器2.在设计一个要求具有NAT功能的小型无线局域网时,应选用的无线局域网设备是( )。 A.无线网卡B.无线接入点C.无线网桥D.无线路由器3.以下关于无线局域网硬件设备特征的描述中,( )是错误的。 A.无线网卡是无线局域网中最基本的硬件 B.无线接入点AP的基本功能是集合无线或者有线终端,其作用类似于有线局域网中的集线器和交换机 C.无线接入点可以增加更多功能,不需要无线网桥、无线路由器和无线网关 D.无线路由器和无线网关是具有路由功能的AP,一般情况下它具有NA T功能 4.以下设备中,( )主要用于连接几个不同的网段,实现较远距离的无线数据通信。 A.无线网卡B.无线网桥C.无线路由器D.无线网关 5.无线局域网采用直序扩频接入技术,使用户可以在( )GHz的ISM频段上进行无线Internet连接。 A.2.0 B.2.4C.2.5 D.5.0 6.一个基本服务集BSS中可以有( )个接入点AP。 A.0或1 B.1C.2 D.任意多个 7.一个扩展服务集ESS中不包含( )。 A.若干个无线网卡B.若干个AP C.若干个BSS D.若干个路由器8.WLAN常用的传输介质为( )。 A.广播无线电波B.红外线C.地面微波D.激光 9.以下不属于无线网络面临的问题的是( ) 。 A.无线信号传输易受干扰B.无线网络产品标准不统一 C.无线网络的市场占有率低D.无线信号的安全性问题 10.无线局域网相对于有线网络的主要优点是( )。 A.可移动性B.传输速度快C.安全性高D.抗干扰性强11.以下哪个网络与其他不属于相同的网络分类标准?( ) A.无线Mesh网B.无线传感器网络C.无线穿戴网D.无线局域网12.当要传播的信号频率在30MHz以上时,通信必须用( )方式。 A.地波B.天波C.直线D.水波13.WLAN的通信标准主要采用( )标准。 A.IEEE802.2 B.IEEE802.3 C.IEEE802.11D.IEEE802.16 14.一个学生在自习室使用无线连接到他的试验合作者的笔记本电脑,他使用的是( )模式。 A.Ad-Hoc B.基础结构C.固定基站D.漫游15.WLAN上的两个设备之间使用的标识码叫( )。 A.BSS B.ESS C.SSID D.NID

自组织网络

自组织网络 集团档案编码:[YTTR-YTPT28-YTNTL98-UYTYNN08]

自组织网络 自组织网络 移动自组织网络是一种移动通信和计算机网络相结合的网络,是移动计算机网络的一种,用户终端可以在网内随意移动而保持通信。 自组织网络概述 移动自组织(Ad Hoc)网络是一种多跳的临时性自治系统,它的原型是美国早在1968年建立的ALOHA网络和之后于1973提出的PR(Packet Radio)网络。ALOHA网络需要固定的,网络中的每一个节点都必须和其它所有节点直接连接才能互相通信,是一种单跳网络。直到PR网络,才出现了真正意义上的多跳网络,网络中的各个节点不需要直接连接,而是能够通过中继的方式,在两个距离很远而无法直接通信的节点之间传送信息。PR网络被广泛应用于军事领域。IEEE在开发标准时,提出将PR网络改名为Ad Hoc网络,也即今天我们常说的移动自组织网络。 移动自组织网络。一方面,网络信息交换采用了计算机网络中的机制,而不是电话交换网中的电路交换机制;另一方面,用户终端是可以移动的便携式终端,如笔记本、PDA等,用户可以随时处于移动或者静止状态。无线自组网中的每个用户终端都兼有路由器和主机两种功能。作为主机,终端可以运行各种面向用户的应用程序;作为,终端需要运行相应的路由协议。这种和无中心的网络结构能够在部分通信网络遭到破坏后维持剩余的通信能力,具有很强的鲁棒性和抗毁性。 作为一种分布式网络,移动自组织网络是一种自治、多跳网络,整个网络没有固定的基础设施,能够在不能利用或者不便利用现有网络基础设施(如基站、AP)的情况下,提供终端之间的相互通信。由于终端的发射功率和无线覆盖范围有限,因此距离较远的两个终端如果要进行通信就必须借助于其它节点进行分组转发,这样节点之间构成了一种无线多跳网络。[1]

基于OPNET的无线移动自组织网络

基于OPNET的无线移动自组织网络 1 引言 1.1 课题研究的背景及意义 最近几年来,随着Internet的发展,连入网络的主机和用户数目逐年呈指数增长。网络的普及为我们的生活带来了许多方便而快捷的服务,如下载网上信息、收发电子邮件、实现远程办公等等,人们变得越来越依赖于计算机网络。与此同时,移动计算机网络业务也逐渐成为人们日益关注的话题。在网络中提供移动性支持可使网络用户在任何时刻、任何地点通过网络发送和接收各种数据,实现人们提出的“Anytime, Anywhere, Mobile Networks in your pocket”的愿望。 无线移动自组织网络作为移动计算机的一种特殊形式,由于它不需要固定的基站,各个节点均可自由移动,且能实现动态的连接,加上其具有生存性极强,且创建与移动极为方便的特点,使之弥补了蜂窝系统与有线网络的不足,在许多特殊情况下有着不可替代的作用。可广泛应用于国防战备、灾难援助、法律执行等无法得到有线网络支持或某些只是临时需要通信但建立有线通信网络代价太大的环境,且可以作为生存性极强的后备网络[2]。因此,移动自组网的研究对科技进步具有重大促进作用。同时,随着移动自组网络研究的发展和相关产品的成熟,移动自组网必将越来越受到人们的重视,会有越来越多的应用领域,因而其具有广泛的研究与发展前景。而天线模型作为影响网络性能的一个重要因素,是确保移动自组网络正确运行的关键。对该领域进行深入而广泛的研究将为移动自组网的应用提供重要科学依据[3]。 1.2 无线移动自组织网络网络的特征 无线移动自组织网络是一种不同于现有网络的特殊无线网络,强调无中心接入、多跳路由,移动终端节点不仅具有主机的功能,还具有路由器的功能。 无线移动自组织网络是由一些带有无线收发装置的移动节点,通过无线信道连接形成的,具有网状拓扑结构的特殊网络。节点的移动性,导致了网络拓扑结构随时间的变化性。在无线移动自组织网络中,由于无线通信覆盖范围的有限性,两个无法直接通信的节点可以利用其他节点的路由转发功能进行通信。它可以在没有或不便利用现有的网络基础设施的情况下提供一种通信支撑环境,从而拓宽了移动通信网络的应用环境。 在无线移动自组织网络中,节点兼备主机和路由器两种角色。一方面,节点作为用户主机运行相关的协同应用程序;另一方面,节点作为路由器运行相关的路由协议,进行路由发现、路由维护等常见的路由操作,对接收到的信宿不是自

LTE自组织网络技术分析

异构网的引入及多种制式的网络共存使LTE 网络运营维护的复杂程度大为增加,为提升网络建设与维护效率,降低网络运营成本,3GPP 从R8、R9开始提出了LTE 自组织网络(SON )技术。本文介绍了网络自配置、自优化、自愈等LTE SON 技术及标准的最新进展,对业界提出的主要功能及其解决方案进行了综合评述。最后结合运营需求,分析了SON 技术向端到端、多功能联合发展的趋势。 关键词 LTE ;自组织网络;自配置;自优化;自愈 LTE 自组织网络技术分析* 吴锦莲,蒋杭州 (中国电信股份有限公司广东研究院广州510630) 摘要 1引言 相对于传统2G 移动通信系统,3G/LTE 无线网络参数 更为复杂,同时异构网(HetNet )的引入使LTE 无线接入网面临宏蜂窝、微蜂窝、HeNB (家庭基站)等多种站型协同工作的挑战,采用传统的人工方法进行参数配置、网络测量和优化需要投入大量的人力物力,降低网络建设和维护优化的难度和复杂性是LTE 发展的重要任务之一。LTE SON 技术支持基站自动配置、自动优化、自我修复,对提升网络建设与维护的效率、降低OPEX 具有重要意义。 2SON 标准状况 SON 标准化工作主要由3GPP 和NGMN 推动,3GPP 从R8、R9开始SON 标准化,并延续至R10、R11。从2008年至今,3GPP 主要对S1/X2接口自动建立、自动邻区关系(ANR )、PCI 冲突检测、移动鲁棒性优化(MRO )、移动负荷 均衡(MLB )、干扰协调(ICIC )、接入优化(RO )、自动化路测(MDT )和节能(ES )等9个用例进行了支持。 相关功能的定义和实现规范主要在RAN2、RAN3和 SA5等工作组中讨论,相关协议包括TS 36.300、TS 36.423、TS 36.413以及SA5组负责的TS 32.5xx 系列网管 协议等,LTE 各版本SON 进展情况如下。 ·R8:完成了SON 相关用例的讨论,列出了包括 MRO 、MLB 、RO 、PCI 、ANR 和ES 等在内的课题,完 成了专门针对SON 的研究报告TR 36.902(SON 用例及解决方案),完成了ANR 和PCI 这两个用例的标准化。 ·R9:在R8讨论确定的SON 相关的用例中,进一步完成了MRO 、MLB 、RO 3个用例的标准化。·R10:对MRO 、MLB 进行了进一步增强,包括对LTE 系统内、LTE 与其他系统间负荷信息交互流程的增强,提高切换事件检测的完整性、移动性参数调整算法的准确性,增强涉及Uu 、S1、X2接口的改动。另外在R10中开始考虑MDT 功能。 *“新一代宽带无线移动通信网”国家科技重大专项基金资助项目(No.2010ZX03003-002-02) 专题:cdma2000与LTE 融合网络的发展演进 23

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