第一章_无线自组网概论

无线自组网络无线自组织网络由不需要任何基础设施的一组具有动态组网能力的节点组成，这种网络适应了军事和商用中对网络和设备移动性的要求，而引起了人们的关注，并在20世纪90年代以后获得了广泛的研究和发展。

与其他通信网络相比，无线自组织网络具有带宽有限、链路容易改变、节点的移动性以及由此带来的网络拓扑的动态性、物理安全有限、受设备限制等特点。

正是由于这些区别，无线自组织网络协议栈也产生了比传统网络协议栈更高的要求：适应移动分布节点随机收发行为的媒体接入控制(MAC)协议，基于动态拓扑结果的高效、稳健的路由算法，便利的异构网络互联技术，有效的功率控制，合理的跨层信息交互、多层协同设计，可靠的安全机制等等。

1 MAC协议MAC协议是无线自组织网络协议的重要组成部分，是分组在无线信道上发送和接收的主要控制者。

目前，在无线自组织网络中MAC协议面临着隐藏终端、暴露终端，信道分配，单向链路，广播扩散等问题。

1.1 隐藏终端、暴露终端问题如图1所示，节点A、B、C都工作在同一个信道上，当节点A向节点B发送分组时，载波侦听机制无法阻止节点C发送数据，造成信号在节点B处冲突。

节点C是隐藏在节点A的覆盖范围之外的、却又能对节点A的发送形成冲突的节点，这种在发送节点覆盖范围以外的、存在着潜在冲突的节点问题就是信道访问中的隐藏终端问题。

隐藏终端问题会大大降低信道的通信能力。

另外还有一种情况也会降低信道的通信能力，即所谓的暴露终端问题。

如图2所示，当节点B向节点A发送分组时，节点C侦听到节点B在发送分组，所以推迟发送分组。

这种推迟是毫无必要的，因为节点C向节点D发送分组和节点B向节点A发送分组并不冲突，此时节点C是节点B的暴露终端。

这种因发送节点在其覆盖范围内，感知到有其他节点在传输，而进行不必要的发送延迟就是暴露终端问题。

IEEE 802.11中提出的请求发送/准备接受/确认(RTS/CTS/ACK)握手机制，以及目前在很多研究中提出的控制信道-数据信道协作的方式，可以在一定程度上解决隐藏终端问题，但对于暴露终端问题，目前还没有充分有效的解决方式。

无线自组织网络路由协议概述唐敏赵贵摘要：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应。

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。

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（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。

通信新技术无线自组网的军事应用——无人机自组网技术无线自组网的基本概念无线自组网是一组带有无线收发装置的移动终端组成的一个无中心、多跳、自组织的网络，是一种移动计算机通信网络。

在自组网中，每个移动终端就是一个节点，不仅能移动而且兼有路由器和主机两种功能。

可以不依赖预先存在的网络基础设施而快速展开自适应组网。

同时各节点可在不进行通知的情况下自由进入网络和脱离网络且不会导致整个网络陷入瘫痪。

平面网络结构的特点是比较简单，所有节点在网络控制、路由选择和流量管理上都是平等的，因此又称为对等式结构。

节点覆盖范围小，相对安全。

不足之处在于控制开销很大，并且可扩充性很差。

分级结构中无线自组网络被划分成多个簇。

每个簇由一个簇头和多个簇成员组成，簇头形成高一级的网络。

分级结构还可以分为单频分级结构和多频分级结构。

在单频分级结构中，所有节点使用同一个频率通信。

簇头和网关节点形成高一级的网络，称为虚拟骨干网络。

无线自组网体系架构多频分级结构中，不同级采用不同的通信频率。

低级节点的通信范围较小，而高级节点要覆盖较大的范围。

高级的节点同时处于多个级中，使用多个不同的频率实现不同级的通信。

无线自组网的特点1、独立组网节点开机后即可以快速、自动地组成一个独立的网络。

2、动态变化的拓扑结构移动终端能够以任意的速度和移动模式移动，引起拓扑结构随时发生变化。

3、无中心的自组性网络每个节点既可作为终端，也可作为路由器，所有节点的地位平等，一起构成一个对等式网络，因此网络具有很强的抗毁性。

无线自组网的特点4、多跳路由方式由于节点发射功率的限制，通信双方往往不在通信范围之内，这就需要其它无线节点进行中转，因此需要使用多跳路由。

5、移动终端的局限性体积小，能量受限、处理能力低6、有限的传输带宽7、安全性差容易被窃听、入侵无线自组网在军事应用中的优势无线自组网具有无需架设网络设施、可快速部署以及抗毁性强等特点，成为数字化战场的首选技术。

并在无人机组网中广泛应用。

网络前沿之无线自组网网络前沿之无线自组网----Ad hoc第一部分 Ad hoc网络了解一、Ad hoc网络的基本概念随着社会的进步，人们对灵活、快捷、方便的通信方式要求越来越高;而全球化进程的加快又进一步刺激了通信与网络技术的发展，人们不断追求任何人可以在任何时间、任何地点与任何人进行任何种类的信息交换。

个人业务需求无论是在支持范围上还是种类、质量要求上都大大的增加，极大地刺激了无线通信网络的迅速发展。

蜂窝移动通信系统、无线局域网(IEEE802.11)、蓝牙技术(Blue tooth)、家庭无线网(HomeRF)等移动通信新技术纷纷涌现，而Adhoc网络技术作为无线通信领域一种新的网络技术，正在很快地从军事通信渗透到相关的各个民用通信领域。

这些新技术的出现，极大的方便了人们的生活，同时也推动了无线通信技术的发展。

无线通信技术和计算机网络技术的发展为无线移动Adhoc网络的产生奠定了基础，而这种自组织对等式多跳移动通信网络，不需要依赖于固定的基础结构，既可以与现有的网络结合形成多跳网络，从而有效延伸传统网络的覆盖范围，同时也可以通过临时组网的方式在恶劣环境中支持移动节点之间的数据、话音、图像和图形等业务的无线传输。

这也使得Adhoc网络具有极大的灵活性和可扩展性，可以满足不同场合的特殊需要，其应用范围可以覆盖工业、商业、医疗、家庭、办公环境、军事等各种场合和行业。

特别是在军事应用领域中，因其特有的无需架设网络设施、可快速展开、抗毁性强等特点，Adhoc网络已成为数字化战场通信的首选技术。

Adhoc网络不论是军用还是民用，都有着广泛的应用价值和意义。

由于组网快速、灵活、使用方便，无线 Adhoc网络己经得到了国际学术界和工业界的广泛关注，并正在得到越来越广泛的应用，己经成为移动通信技术向前发展的一个重要方向，并将在未来的通信技术领域中占据重要地位。

二、Ad hoc网络的特征与其他传统通信网络相比，Ad hoc网络具有以下显著特点:(1)无中心和自组织性:Adhoc网络中没有绝对的控制中心，所有节点的地位平等，网络中的节点通过分布式算法来协调彼此的行为，无需人工干预和任何其它预置的网络设施，可以在任何时刻任何地方快速展开并自动组网。

无线移动自组网1. 概述自组织网络（ad hoc network）是由一群兼具终端及路由功能的设备通过无线链路形成的多跳临时性自治系统。

如果节点是可移动的，这样的网络称为移动自组织网络（mobile ad hoc networks，MANET）。

由于节点的发射功率有限，距离较远的两个节点必须借助其它节点的转发才能进行通信，因此节点之间构成无线多跳链路。

这种网络中不存在固定的基础设施，如路由器、无线基站等，每个节点都兼有路由器和终端两种功能。

作为终端，节点可以运行各种面向用户的应用程序；作为路由器，节点需要为其它节点转发数据包。

自组织网络不需要任何中心控制，网络可以自动检测和无缝集成新节点；反过来，当任何节点移出网络时，剩余节点也能自动重配置来适应新的场景。

这种无设施的网络能够在没有或者是现有网络基础设施失效的情况下，提供终端之间的相互通信，因而在军事作战及应急救援等方面有重要应用。

比如，战场上单兵作战的士兵之间可以通过移动自组网通信和共享信息，在灾难现场可以紧急建立移动自组网进行救灾指挥和协调。

移动自组网既可以独立工作，也可以以末端子网的形式接入现有网络，如Internet网络和蜂窝移动通信网络。

与有固定基础设施的传统通信网络相比，移动自组网具有以下严重问题：（1）带宽有限。

大多数移动自组网使用不需要无线电许可的ISM（Industrial, Scientific and Medical）频带。

受无线频谱带宽的限制，加上通信冲突、信号衰减、噪声和信道间干扰等因素的影响，无线链路的有效带宽很有限。

（2）单向链路。

由于传输功率等的差异，节点间可能形成单向链路。

（3）拓扑变化。

每个节点可以任意速度和方向运动，受发射天线类型、发送功率、信道间干扰、地形和天气等综合因素的影响，节点间的无线链路是时变的，节点也可能失效，这些因素使得移动自组网的拓扑结构是随时变化的，而且变化难以预测。

现有路由协议（如距离矢量、链路状态）不适合动态拓扑，需要设计相适应的路由协议。

无线自组网方案随着移动互联网的迅速发展，无线自组网逐渐成为解决移动通信中的瓶颈问题的一种有效方案。

无线自组网是指由一组互不相识的无线节点组成的网络，节点之间可以自动组织和维护网络连接。

它可以用于覆盖较大区域的通信需求，如大型会议、灾难现场等。

1. 简介无线自组网是一种分布式的网络系统，具有自动组织和维护网络连接的能力。

与传统的中心控制网络不同，无线自组网中的各个节点具有相同的地位，可以实现点对点的通信，同时也能够通过中继节点实现多跳通信。

2. 无线自组网的优势2.1 灵活性无线自组网具有很高的灵活性，可以根据实际需求自由组建和调整网络结构。

不需要依赖固定的基础设施，可以快速部署和撤销。

2.2 高可靠性由于无线自组网中的节点是相互独立的，当某个节点发生故障或者离线时，其他节点仍可以通过多路径转发数据，保证网络的正常运行。

2.3 安全性无线自组网通过使用密码学算法和认证机制来保证数据传输的安全性。

节点之间可以建立安全的连接，防止未经授权的节点加入网络，同时也可以对数据进行加密，防止被窃取或篡改。

2.4 扩展性无线自组网可以通过添加新的节点来扩展网络容量，根据需求进行动态调整。

这使得网络可以适应不同规模和密度的环境。

3. 无线自组网的应用场景3.1 大型会议在大型会议中，参会人员通常需要进行大量的信息交换和共享。

传统的无线网络往往无法满足这种高密度的需求，而无线自组网则可以通过多路径转发和中继节点的方式来增加网络容量，保证参会人员之间的畅通。

3.2 灾难现场在灾难现场，由于通信基础设施的受损或瘫痪，传统的通信方式往往无法正常工作。

无线自组网可以通过无线节点之间的直接通信，实现灾难现场的通信需求，为救援工作提供有力支持。

3.3 物联网应用随着物联网的快速发展，无线自组网在物联网应用中也具有重要意义。

物联网中的设备可以通过无线自组网实现互联互通，实时获取和传输数据，实现智能控制和管理。

4. 无线自组网的关键技术4.1 网络发现与组网无线自组网中的节点需要通过网络发现和组网的过程来建立和维护网络连接。

无线自组网簇结构与协作研究的开题报告一、研究背景和意义随着移动通信和物联网技术的不断发展，无线自组网技术已经成为了最为前沿和热门的研究方向。

传统无线网络依赖于有线基础设施，而无线自组网可以通过无线互联来实现网络间的通信，具有自主性、去中心化、动态性等特点，在“无基础设施或基础设施有限”的特殊情况下具有重要的应用场景。

在应急救援、智能交通、物联网、海上油田等领域都有广泛的应用，因此，无线自组网的研究具有重要的理论和实际意义。

在无线自组网中，节点的协作和簇组结构是至关重要的技术手段。

节点协作可以有效解决节点之间通信质量差和节点失效的问题，提高通信的可靠性和效率；而簇组结构则能够使节点控制范围内的通信更为简单、可靠，同时利用簇主节点进行管理协调，提供更高效的数据传输服务。

因此，无线自组网中簇组结构与协作技术的研究成为了一个颇具挑战性的课题。

二、研究内容和方法本文将重点研究无线自组网的簇组结构与协作技术，具体包括以下内容：1. 簇组结构的构建优化簇组的构建算法，提高簇组的质量，同时提高网络的可扩展性和容错性。

研究簇主的选择方法，考虑节点的移动性和能量消耗等因素，提高网络的稳定性和持久性。

2. 协作技术的研究设计有效的协作策略，提高节点之间的协同效率和通信质量。

研究基于群智能的协作算法，减少节点之间的竞争，提高整个网络的生产效率。

同时，采用分布式技术，提高网络的自组织性和整体性能。

3. 实验验证使用NS-2、Matlab等软件进行仿真实验，验证簇组结构和协作技术的优越性和可用性。

同时，选取典型的应用场景，通过实际测试，比较理论算法与实际表现，进一步验证算法的可靠性。

三、预期成果和意义1. 基于无线自组网的簇组结构和协作技术的逐步完善和优化，提高网络通信的可靠性和效率。

2. 提供一套高效的无线自组网簇组结构和协作技术解决方案，为无线自组网的发展提供有益的支持和指导。

3. 通过实验验证，提出一种适用于无线自组网络的稳定、可靠的组网结构，同时验证簇组结构和协作技术的性能，为无线自组网的标准化做出贡献。

无线自组织网络第一章：无线同有线网络不同的是什么？可以真正实现6A，任何人(anyone)在任何时候(anytime)、任何地点(anywhere)可以采用任何方式(any means)与其他任何人(any other)进行任何通信(anything)。

与有线网络技术相比，无线技术能适合无处不在的计算环境。

无线网，信号强度会衰减，会受到来自其他源的干扰，多路传播无线自组织网的特点1、没有基站2、节点能够传输到链路范围内的其他节点3、节点自己组织成为一个网络两个重要的问题：隐藏终端盒暴露终端〔见ppt图〕(A--->(B)<---C---D)隐藏终端：当A 和C 检测不到无线信号时，都以为B 是空闲的，因而都向B 发送数据，结果发生碰撞。

这种未能检测出媒体上已存在的信号的问题叫做隐藏终端问题。

(A<--(-B---C)--->D)暴露终端：B 向 A 发送数据，而C 又想和D 通信。

C 检测到媒体上有信号，于是就不敢向D 发送数据。

其实B 向A 发送数据并不影响C 向D 发送数据,这就是暴露终端问题。

信道复用技术，常见的集中技术和根本原理〔见ppt图〕频分复用：1、用户在分配到一定的频带后，在通信过程中自始至终都占用这个频带。

2、频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源。

时分复用：1、将时间划分为一段段等长的时分复用帧〔TDM 帧〕。

每一个时分复用的用户在每一个TDM 帧中占用固定序号的时隙。

2、每一个用户所占用的时隙是周期性地出现。

3、时分复用的所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度。

码分复用：1、各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此彼此不会造成干扰。

2、每一个比特时间划分为m 个短的间隔，称为码片。

蜂窝标准，简单回忆1G：模拟语音2G：数字语音2.5G：语音为主，兼顾数据3G：数字语音和数据蓝牙系统，皮可网蓝牙：速率720k/s 范围10米。

皮可网：一个主设备，最多7个从设备，通过共享主设备或从设备来扩大网络Zigbee根本特点和标准功耗低。