adhoc網絡令牌控制方式的模型研究學年論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 刻任何地方都能夠快速展開并組成一個移動通信網絡，完全實現網絡的自主創建，自主組織，自主管理。它可以滿足隨時隨地信息、交互的需求，從而真正實現人類在任何時間、在任何地點與任何人進行通信的夢想。任意節點的故障不會影響整個網絡的運行，與有中心的網絡相比，移動Ad Hoc網絡的分布式特征等特點，使其具有很強的健壯性和抗毀性。(2)動態變化的網絡拓撲網絡的拓撲結構是指從網絡層角度來看，物理網絡的邏輯視圖。在移動Ad Hoc網絡中，移動用戶終端可以隨機地在網絡中移動，加上無線發送裝置發送功率的變化、無線信道間的互相干擾因素、地形等綜合因素的影響，移動終端間通過無線信道形成的網絡拓撲結構隨時可能發生變化，而且變化的方式和速度都是難以預測的，具體的體現就是拓撲結構中代表移動終端頂點的增加或消失，代表無線信道的有向邊的增加和消失，網絡拓撲結構的分割和合并等等。而對于傳統的有線網絡而言，網絡拓撲結構則表現較為穩定。(3)無線傳輸特性移動Ad Hoc網絡采用無線傳輸技術，由于無線信道本身的特性，它所能提供的網絡帶寬相對于有線信道要低得多，并且無線信道的質量較差。傳統的共享信道是一跳共享的，而移動Ad Hoc網絡中節點的發送功率受限，信道是多跳共享的:一個節點的發送，只有其一跳相鄰節點可以聽到，而此范圍之外的其它節點察覺不到。這一特征一方面提高了信道的空間重用度，另一方面使得報文的沖突與節點所處的地理位置相關。此外，地形或發射功率等因素使得移動Ad Hoc網絡中可能存在單向無線信道。即可能使得兩個節點之間存在單向鏈路，就是說節點A可以成功地向節點B發送報文，但是由于兩節點的信號覆蓋范圍不一樣，節點B發送的報文，節點A可能會收不到。(4)多跳路由由于移動終端發射功率都不太大，單個節點的覆蓋范圍是有限的。當要與其覆蓋范圍之外的節點進行通信時，需要中間節點的轉發，即要經過多跳。與普通網絡不同，移動Ad Hoc 網絡中的轉發是由普通節點完成的，而不是由專用的路由設備(如路由器)完成的。也就是說，在移動Ad Hoc網絡中，每個節點都兼具主機和路由器兩種功能，需要運行相應的路由協議，根據路由策略和路由信息參與分組轉發和路由維護工作。反過來，如果可以使用多跳路由，節點的發射功率可以很低，從而達到節省電能的目的。(5)移動終端的局限性在移動Ad Hoc網絡中，無線終端通常以PDA、筆記本電腦為主要形式。相對于臺式機而言，在帶來移動性、靈巧、輕便等好處的同時，其固有的特性，例如依靠電池這樣的可耗盡能源提供電源、內存較小、CPU性能較低等，給應用程序設計開發和推廣帶來一定的難度。同時屏幕等外設較小，不利于開展功能較復雜的業務。而且，考慮到成本和易攜帶性，移動節點不能配備太多的無線收發器并且一般依靠具有有限能量的電池供電。(6)安全性差移動Ad Hoc網絡是一種特殊的無線移動網絡，由于采用無線信道、有限電源、分布式控制等技術，它更加容易受到被動竊聽、主動入侵、拒絕服務等網絡攻擊。即無線鏈路使Ad Hoc網絡容易受到鏈路層的攻擊，包括被動竊聽和主動假冒、信息重放和信息破壞；節點在敵意環境(如戰場)漫游時缺乏物理保護，使網絡容易受到己經泄密的內部節點以及外部節點的攻擊；網絡的拓撲和成員經常改變，節點間的信任關系經常變化。(7)受限的無線傳輸帶寬移動Ad Hoc網絡采用無線傳輸技術作為底層通信手段，由于無線信道本身的物理特性，它所能提供的網絡帶寬相對有線信道要低得多。此外，無線信道競爭共享產生的沖突、信號衰減、噪音和信道之間干擾等多種因素，使得移動終端得到的實際帶寬遠遠小于理論上的最大帶寬，并且會隨時間動態地發生變化。(8)生存時間短Ad Hoc網絡通常是由于某個特定原因而臨時性創建的，使用結束后，網絡環境將會自動消失。Ad Hoc網絡的生存時間相對于固定網絡而言是短暫的。 移動Ad Hoc網絡的應用由于Ad Hoc網絡的特點，它的應用領域與普通的通信網絡有著顯著的區別。Ad Hoc網絡適用于無法或不便于預先鋪設網絡基礎設施或需要網絡快速展開的場合。Ad Hoc 網絡的自組織性提供了這種在特殊環境下部署網絡并立即進行通信的可能；多跳和中間節點的轉發特性可以即保持網絡覆蓋范圍不發生變化，還可以減少每個終端的發射功率，從而可以使移動終端越來越小型化，可以很大程度上節能。從短期來看，軍事通信仍將是移動Ad Hoc網絡技術應用的重點領域。要使得移動Ad Hoc網絡能夠在民用領域得到比較廣泛的應用，必須要找到合適發揮它特點的場合。結合當前的應用領域和未來的發展趨勢，移動Ad Hoc網絡的應用場合可以概括為以下幾個方面：(1)軍事通信應用軍事通信應用仍是移動Ad Hoc網絡的主要應用領域。因其特有的無需架設網絡設施、可快速展開、抗毀性強等特點，無線自組網是數字化戰場通信的首選技術，并己經成為戰術互聯網的核心技術。美軍的近期數字電臺和無線互聯網控制器等主要通信裝備都使用了移動Ad Hoc網絡技術。美軍研制的大量可應用于單兵、車載、指揮所等不同場合的無線自組織網絡設備，在近幾年的阿富汗反恐戰爭、第二次海灣戰爭中得到了廣泛應用。裝備了移動通信裝置的軍事人員、軍事車輛以及各種軍事設備之間可以借助 Ad Hoc網絡進行信息交換、保持密切聯系，以協作完成作戰任務。需要通信的艦隊戰斗群之間也可以通過Ad Hoc 網絡建立通信而不必依賴陸地或衛星通信系統。在此可以預見的將來的信息化軍事斗爭中移動Ad Hoc 網絡將發揮著更為重要的作用。(2)無線傳感器網絡傳感器網絡是移動Ad Hoc網絡技術的另一個應用領域。無線傳感器網絡是由一組集成有傳感器、數據處理單元和通信模塊的微型傳感器以自組織方式構成的無線網絡，廣泛應用于工業監控、軍事等領域中。對于很多應用場合來說，傳感器網絡只能使用無線通信技術，而且考慮到體積和節能等因素，傳感器網絡的發射功率不可能很大，而移動 Ad Hoc網絡實現多跳通信是非常實用的解決方案。分散在各處的傳感器組成移動 Ad Hoc網絡，可以實現數據采集，節點的信息共享，以及與控制中心之間的通信，可以用來監測目標區域的環境變化，收集和處理相關的敏感信息，這方面具有非常廣闊的應用前景。(3)個人通信方面個域網PAN(Personal Area Network)是移動Ad Hoc網絡的又一個重要應用領域，我們知道現在的傳統無線網絡需要有大量的基站，交換機的設備進行支持。而Ad Hoc卻可以免去這些基礎設施建設，在大大降低成本的情況下還可以滿足隨時隨地服務的要求，這在當今的個人通信領域很有價值。另外，考慮到電磁波輻射對人的健康影響問題時，移動Ad Hoc網絡的多跳特點將再次展現出它的優勢。(4)緊急和臨時場合在發生了地震、水災、強熱帶風暴或遭受其他災難打擊后，固定的通信網絡設施可能因被摧毀而無法正常工作時，救援人員可以通過Ad Hoc無線自組網來保障通信指揮的順利進行；另外處于邊遠或偏僻野外地區時，同樣無法依賴固定或預設的網絡設施進行通信，移動Ad Hoc網絡技術的獨立組網能力和自組織特點，都是這些場合通信的最佳選擇。類似地，對于臨時場合的通信，例如在大型會議、慶典、展覽等場合，移動Ad Hoc網絡網絡技術的采用可以免去布線和部署網絡設備的繁瑣工作。(5)商業應用組建家庭無線網絡、無線數據網絡、移動醫療監護系統和無線設備網絡，實現地鐵和隧道等場合的無線覆蓋，構建無線城域網和自組織廣域網，開展移動和可攜帶計算以及無所不在的通信業務等。(6)作為接入手段或與其它通信系統的結合移動Ad Hoc網絡還可以作為末端子網通過接入點接入到現有的網絡基礎設施上，如Internet或者蜂窩移動通信網絡。在蜂窩移動通信系統中應用 Ad Hoc網絡技術，利用移動臺的多跳中繼能力擴大蜂窩移動通信系統的覆蓋范圍，均衡相鄰小區的業務，提高小區邊緣的數據傳輸速率等。第二章 Ad Hoc網絡路由技術分析隨著無線通信技術的發展和便攜設備的不斷普及,人們對新的移動通信網絡的期待與日俱增。移動Ad Hoc網絡以其優越的自組織性能成為理想的候選網絡之一。作為一種動態、無中心、多跳網絡, 它可以不依賴于任何固定的網絡設施, 也可以不依賴于網絡中的特定節點, 網絡中的節點既是通信的主體也是路由器。 移動Ad Hoc網絡的關鍵技術通過上述對移動Ad Hoc網絡特點的分析可以看出,無論是在網絡結構還是在應用背景上移動Ad Hoc網絡都區別于傳統的網絡。因此,我們應該借鑒傳統網絡中比較成熟的協議模型和技術框架, 為移動Ad Hoc網絡設計專門的網絡協議和技