一种采用Ad Hoc技术的无人机自组网系统模型

移动自组网一、介绍移动自组网（Mobile Ad Hoc Network，简称MANET）是一种无线网络体系结构，由一组移动节点组成，这些节点通过无线链路相互连接，并在没有中央控制的情况下自组织地进行通信。

相比传统的固定网络，移动自组网具有更大的灵活性和适应性，可以在没有基础设施的情况下实现临时网络连接。

二、拓扑结构移动自组网通常采用分散式的拓扑结构，节点之间通过无线链路连接，并根据网络中的动态变化自主地选择最佳的路由路径。

这种拓扑结构可以适应节点的移动和网络拓扑的变化，从而满足不同应用场景的需求。

三、路由协议在移动自组网中，路由协议是实现节点之间通信的关键。

常见的路由协议有以下几种：1.AODV路由协议（Ad hoc On-demand Distance Vector）：AODV是一种基于距离向量的路由协议，它通过建立路由请求和路由反馈消息来动态地维护路由表，实现节点之间的通信。

2.DSR路由协议（Dynamic Source Routing）：DSR是一种基于源路由的协议，它使用源节点将整个路由路径编码到数据包中，并通过逐跳传输的方式实现路由。

DSR具有较低的开销，适用于小规模的移动自组网。

3.OLSR路由协议（Optimized Link State Routing）：OLSR是一种基于链路状态的路由协议，它通过建立邻居节点列表和多点中继集合来组织网络拓扑，并根据网络状态实时更新路由表。

四、应用场景移动自组网具有广泛的应用场景，如下所示：1.军事通信：移动自组网可以被应用于军事作战、军事演习等场景，通过快速、可靠的通信实现指挥和控制。

2.紧急救援：在自然灾害或紧急事故发生时，移动自组网可以在短时间内搭建起临时的通信网络，帮助救援人员进行沟通和协调。

3.智能交通：移动自组网可以用于城市交通管理系统，实现车辆之间的信息交换和协同，提高交通效率和安全性。

4.物联网：移动自组网可以作为物联网的底层网络结构，连接传感器、设备和云端，实现设备之间的即时通信和数据传输。

Ad Hoc网络综述摘要：Ad Hoc 网络是一种新型、多跳、自组织的无线网络，借助于多跳转发技术来弥补无线设备的有限传输距离，网络节点能够动态地、随意地、频繁地进入和离开网络，从而拓宽网络的覆盖范围，为用户提供各种服务、传输各种业务。

由于Ad Hoc网络是一种新型的无线移动网络，因其独特的组网特性，使得安全问题成为其发展的最大束缚。

路由协议的安全是自组网安全的一个重要部分。

文中扼要介绍了Ad Hoc 网络的发展历史、概念、主要特点、国内外的研究现状及 Ad Hoc 网络的应用，并指出了Ad Hoc 网络管理面临的问题，重点论述了移动Ad Hoc网络中的安全问题，介绍了多种安全路由的协议和方案，并对其中的三种按需安全路由协议进行了比较，最后提出进一步研究Ad Hoc网络路由安全应注意的问题。

关键词：Ad Hoc网络；无线移动网络；网络安全；安全路由协议；1.引言Ad Hoc网络是一种具有多跳性，无需任何基站支撑的无线自组织移动网络。

在未来移动通信领域，由于Ad Hoc网络无需基站支撑因而具有架设方便等优点，它将广泛应用于移动办公、移动漫游等方面；特别是未来军事战争中,将是不可缺少的无线通信网络。

Ad Hoc网络具有自组织性和拓扑动态变化的特点。

目前Ad Hoc 网络的研究热点问题为路由协议、服务质量、MAC 协议、与蜂窝移动通信系统的整合、安全性问题。

Ad Hoc 网络既可以作为一种独立的网络运行，也可以作为当前具有固定设施网络的一种补充形式，在恶劣环境中支持移动节点之间的数据、语音、图像和图形等业务的无线传输，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。

本篇综述概括了2004-2009年的关于Ad hoc网络的发展历程、前景、设计理念、网络安全设计以及安全路由协议等方面的参考文献，集中了关于Ad hoc网络的最新技术理念。

2.概述Ad Hoc自组网作为一种新型的无线移动网络，不像传统的无线网，它不依赖于任何固定设施，而是通过移动节点间的相互协作保持网络互联。

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。

美军TTNT数据链发展应用现状金荣1，张衡阳2【摘要】TTNT数据链是一种基于IP的航空Ad hoc网络，是美军正在研制的新型先进武器协同级数据链。

本文简要阐述了TTNT数据链的基本情况、技术特点、性能指标，回顾了它的发展历程，抛砖引玉地分析了其中主要关键技术，其MAC协议、路由协议和物理终端电台的设计紧紧围绕着打击“时敏目标”的要求展开，旨在实现空-空和空-地低时延网络通信。

【期刊名称】现代导航【年(卷),期】2014(000)002【总页数】3【关键词】战术瞄准网络技术；数据链；自组网0 引言近几次高技术局部战争表明，美军现有武器装备和技术已基本具备精确打击固定目标的能力，但是打击活动目标（时敏目标）的能力则不够充分。

因此，美军决定要发展一种支持实时火控过程，灵活、动态、快速、大容量的战术数据链，快速而准确地协同感知和确定战术目标的位置，并进行快速精确协同打击。

2001年美军启动的战术瞄准网络技术（Tactical Targeting Networks Technology：TTNT）是当前航空数据链中最为先进的技术之一[1]。

10多年时间内经过多次试验，结果表明该技术已经逐渐成熟，作为美军战术数据链，在未来作战应用中将发挥重要的作用。

1 TTNT数据链简介1.1 研究目标在目标探测、主动识别、瞄准、打击、摧毁的全过程中，TTNT提供为预警机、战斗机、无人机、情报和监视侦察平台以及地面作战平台之间提供鲁棒的、高性能、互操作的低时延数据通信，能够快速定位“时敏目标”，支持实时火控过程，同时使附带毁伤最小。

1.2 技术特点（1）架构：专用Ad hoc网络，可以实时重构并具备灵活性；（2）体系：采用IP协议体系结构，易于与其它网络互通；（3）有效性：网络带宽宽、时延小、高优先级信息接入成功率高；（4）可靠性：网络健壮，自愈性强，可动态自配置；（5）灵活性：通信容量视战况实时配置，用户入网/退网方便；（6）兼容性：作为一个模块加装在Link-16终端上，采用J系列报文消息格式，与Link-16完全兼容，并可通过网关接入全球信息栅格；（7）多元性：业务多样，包括文本聊天、电子邮件、静止图像文件共享、双向视频流、目标瞄准、基于IP的飞行任务信息以及跟踪数据态势感知。

AD-hoc⽹络介绍AdHoc⽹络的概念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。

Ad Hoc⽹络最初应⽤于军事领域，它的研究起源于战场环境下分组⽆线⽹数据通信项⽬，该项⽬由DARPA资助，其后，⼜在1983年和1994年进⾏了抗毁可适应⽹络SURAN（Survivable AdaptiveNetwork）和全球移动信息系统GloMo（Global Information System）项⽬的研究。

由于⽆线通信和终端技术的不断发展，Ad Hoc⽹络在民⽤环境下也得到了发展，如需要在没有有线基础设施的地区进⾏临时通信时，可以很⽅便地通过搭建Ad Hoc⽹络实现。

在Ad Hoc⽹络中，当两个移动主机在彼此的通信覆盖范围内时，它们可以直接通信。

但是由于移动主机的通信覆盖范围有限，如果两个相距较远的主机要进⾏通信，则需要通过它们之间的移动主机B的转发才能实现。

因此在Ad Hoc⽹络中，主机同时还是路由器，担负着寻找路由和转发报⽂的⼯作。

在Ad Hoc⽹络中，每个主机的通信范围有限，因此路由⼀般都由多跳组成，数据通过多个主机的转发才能到达⽬的地。

故Ad Hoc⽹络也被称为多跳⽆线⽹络。

Ad Hoc⽹络可以看作是移动通信和计算机⽹络的交叉。

在Ad Hoc⽹络中，使⽤计算机⽹络的分组交换机制，⽽不是电路交换机制。

通信的主机⼀般是便携式计算机、个⼈数字助理（PDA）等移动终端设备。

Ad Hoc⽹络不同于⽬前因特⽹环境中的移动IP⽹络。

在移动IP⽹络中，移动主机可以通过固定有线⽹络、⽆线链路和拨号线路等⽅式接⼊⽹络，⽽在Ad Hoc⽹络中只存在⽆线链路⼀种连接⽅式。

在移动IP⽹络中，移动主机通过相邻的基站等有线设施的⽀持才能通信，在基站和基站（代理和代理）之间均为有线⽹络，仍然使⽤因特⽹的传统路由协议。

⽽Ad Hoc⽹络没有这些设施的⽀持。

此外，在移动IP⽹络中移动主机不具备路由功能，只是⼀个普通的通信终端。

第1节Ad Hoc网络概述1.1.1 Ad Hoc 网络的产生背景无线通信网络按照组网控制方式分为2类：1.具有预先部署的网络基础设施的移动网络:例如：蜂窝移动通信系统，无线局域网无线局域网(WLAN)结构图2.无基础设施的移动网络对于某些特殊场合，如：战场上部队的协同通信，地震或水灾后的营救，野外科学考察、临时会议等。

在这种情况下，就需要一种能够临时快速自动组网的移动通信技术，这就形成了另一类移动通信技术，即Ad Hoc网络通信技术.“Ad Hoc”一词来源于拉丁语，意思是：”专用的、特定的”Ad Hoc 网络通常也称为”无固定设网”、“自组织网”、“多跳网络”、“MANET”目前，Ad Hoc 网络已经得到了国际学术界和工业界的广泛关注.1.1.2 Ad Hoc 网络的历史发展自组网最初是应用于军事领域的，1972年DARPA(美国国防部高级研究计划署)资助研究了分组无线网PRnet（Packet Radio Network）；其后，又由DARPA资助，于1993和1994年进行了高残存性自适应网络SURAN (Survivable Adaptive Network)和全球移动信息系统GlOMo(Globle MobileInformationSystems)的研究;Ad Hoc就是吸取了上述三个项目的组网思想，从而产生的一种新型的网络构架技术;IEEE802.11委员会称之为“Ad Hoc网络”，而IETF称之为MANET。

1.1.3 Ad Hoc 网络的定义Ad Hoc网络是由一组带有无线收发装置的移动终端组成的一个多跳的、临时性自治系统，整个网络没有固定的基础设施。

在自组网中，每个用户终端不仅能移动，而且，兼有路由器和主机两种功能。

一方面，作为主机，终端需要运行各种面向用户的应用程序；另一方面，作为路由器，终端需要运行相应的路由协议，根据路由策略和路由表完成数据的分组转发和路由维护工作。

Ad Hoc网络的研究现状与发展摘要：Ad Hoc网络做为一种能够临时快速自动组网的移动通信技术越来越得到专家们的重视，目前Ad Hoc网络也是无线网络研究中的一个重点和热点。

介绍了Ad Hoc网络的特点和应用以及Ad Hoc网络的研究状况。

关键词：Ad hoc网络；自组织；多跳网络；移动终端1 Ad Hoc网络的概念即移动自组网通信技术，也即无线Ad Hoc网络。

“Ad Hoc”一词来源于拉丁语，是“特别的，专门的”意思。

这里提出的“Ad Hoc 技术”就是一种特定的无线网络结构，强调多跳(Multi-hop)、自组织、无中心的概念，因此国内一般把基于Ad Hoc。

技术的网络译为“自组网”或者“多跳网络”等等。

2 Ad Hoc网络的特点与应用2.1 Ad Hoc网络与传统通信网络的比较与传统通信网络相比，Ad Hoc网络具有以下特点:（1）无中心和自组织性。

Ad Hoc网络没有绝对的控制中心，所有节点地位平等，各节点通过网络协议和分布式算法协调工作，节点可以随时加入和离开网络；（2）动态变化的网络拓扑。

Ad Hoc网络的移动节点能以任何速度和方向移动，加上无线信道的功率和干扰等因素，因而网络拓扑随时变化并难以预测；（3）移动终端的便携性和资源局限性。

移动终端虽具有轻巧便携等优点，但也存在能源受限、内存较少、CPU处理能力较低等缺点；（4）安全性差。

由于采用无线信道、分布式控制等技术，Ad Hoc网络的安全性较差，容易受到网络入侵和攻击，影响整个网络的性能。

2.2 Ad Hoc网络的应用Ad Hoc网络的无中心设施的优点是不可替代的，其应用可归纳以下几类:（1）军事应用:Ad Hoc网络具有的无基础设施特点非常适应了现代战争快速准确的要求，如美军的数字电台NTDR利用了AdHoc网络技术；（2）灾后紧急应用:在发生地震、洪水等自然灾害后，固定的通信设施可能无法运作，但又需要有效的救灾措施和技术。

AdHoc网络AdHoc网络是一个没有有线基础设施支持的移动网络。

在AdHoc网络中，所有的节点都是由移动主机构成的。

最初是应用于军事领域，是为了在战场环境下分组无线网络数据的通信。

AdHoc是一个拉丁词汇，在拉丁语中他的意思是“为了这个目的（forthispurpose）”。

Adhoc网络是一种独具特色的网络，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，其关键技术一直是研究的热点和难点。

文章主要对Adhoc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，最后展望了Adhoc网络的发展前景。

1、Adhoc网络特点随着移动通信技术的飞速发展和普及，人们对移动通信的需求越来越强烈，涌现出了众多的移动通信技术，Adhoc就是其中之一。

Adhoc网络是一种无线多跳网络，与传统的无线网络相比，它不依赖于任何固定的基础设施和管理中心，而是由一组自主的移动节点临时组成，通过移动节点间的相互协作和自我组织，保持网络连接和实现数据的传递，主要应用于军事战场、医疗抢险以及抗洪救灾等特殊紧急环境。

Adhoc网络组网灵活、快速，使用非常方便，但必须为Adhoc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Adhoc网络，这是由Adhoc网络自身特性决定的。

因此有必要对Adhoc网络的路由协议、服务质量和功率控制等关键技术进行探讨。

2、关键技术探讨2.1路由协议路由协议是Adhoc网络的重要组成部分，开发良好的路由协议是建立Adhoc网络的首要问题。

与传统网络的协议相比，Adhoc网络路由协议的开发更具挑战性，这是因为传统网络的路由方案都假设网络的拓扑结构是相对稳定的，而Adhoc网络的网络拓扑结构是不断变化的。

另外，传统网络的路由方案主要依靠大量的分布式数据库，这些数据库保存在某些网络节点和特定的管理节点中，而Adhoc网络中的节点不会长期存储路由信息，并且这些存储的路由信息也不总是可靠的。