移動Ad Hoc網(wǎng)絡是一種移動、多跳、自律式系統(tǒng)，以下是學習啦小編今天為大家精心準備的計算機修改論文：移動Ad。內容僅供參考，歡迎閱讀!

　　移動Ad全文如下：

　　摘要：本文簡要介紹移動Ad Hoc網(wǎng)絡發(fā)展的歷史、理論和技術上的一些熱點問題，以及它的一些應用，從而給讀者一個概括性的了解，為進一步學習和研究移動Ad Hoc網(wǎng)絡奠定一些基礎。為了便于讀者跟蹤國外先進的研究成果，本文最后介紹了一些在這一領域比較活躍的研究機構以及他們的主要工作。

　　關鍵詞：移動Ad Hoc網(wǎng)絡 自組網(wǎng) MAC協(xié)議 路由協(xié)議 藍牙網(wǎng)絡 應用

　　一、移動Ad Hoc網(wǎng)絡的歷史

　　一般認為，沒有基礎設施的網(wǎng)絡出現(xiàn)在20世紀70年代，在最初開發(fā)報文交換技術(后來發(fā)展成因特網(wǎng))不久，美國國防部高級研究規(guī)劃署(DARPA)資助了一項特別的研究一分組無線網(wǎng)絡(Packet Radio Network)，即讓報文交換技術在不受固定或有線的基礎設施限制的環(huán)境下運行。最初的動機之一就是滿足戰(zhàn)場生存的軍事需求。在戰(zhàn)場惡劣的環(huán)境下，通信設備不可能依賴已經(jīng)敷設的通信基礎設施，一方面這些設施可能根本不存在，另一方面，這些設施會隨時遭到破壞。因此，能快速裝備、自組織的移動基礎設施是這種網(wǎng)絡區(qū)別于其他商業(yè)蜂窩系統(tǒng)的基本要素。在結構上，這種網(wǎng)絡是由一系列移動結點組成，是一種自組織的網(wǎng)絡，它不依賴于任何已有的網(wǎng)絡基礎設施。網(wǎng)絡中的結點動態(tài)且任意分布，結點之間通過無線方式互連，它將分組交換網(wǎng)絡的概念引伸到廣播網(wǎng)絡的范疇。這項工作開辟了移動自組網(wǎng)(Mobile Ad Hoc Network，簡稱Ad Hoc網(wǎng)絡或MANET)研發(fā)的先河。與此同時，美國政府還資助了其他一些相關研究項目，其中包括“可生存自適應網(wǎng)絡(SURAN)”、“低成本報文無線電(LCR)”、“可生存通信網(wǎng)絡(SCN)”、“戰(zhàn)術因特網(wǎng)和近期無線電(NTDR)”項目等。不過，這些研究內容在當時并沒有公開，在20世紀70年代到90年代早期，我們很難從公開的出版物上獲得有價值的理論與技術成果。由于自組網(wǎng)可以廣泛地應用于戰(zhàn)場通信指揮與控制、警察與醫(yī)療部門的搶險救災、傳感器網(wǎng)絡、課堂教育等眾多領域，其戰(zhàn)略意義非常重要。90年代中期，隨著一些技術的公開，Ad Hoc網(wǎng)絡開始成為移動通信領域一個公開的研究熱點。目前Ad Hoc網(wǎng)絡尚未達到完全實用階段，大部分工作仍處在仿真和實驗階段，仿真規(guī)模在數(shù)百至數(shù)千結點，實驗規(guī)模在幾十個結點左右。

　　二、移動Ad Hoc網(wǎng)絡的特征與研究熱點

　　由于移動Ad Hoc網(wǎng)絡是一種移動、多跳、自律式系統(tǒng)，因此它具有以下一些主要特征：

　　動態(tài)拓撲：即網(wǎng)絡中的節(jié)點可以任意移動，因此，網(wǎng)絡的拓撲結構也可能會變化。

　　鏈路帶寬受限、容量時變：由于拓撲動態(tài)變化導致每個節(jié)點轉發(fā)的非自身作為目的地的業(yè)務量隨時間而變化，因此與有線網(wǎng)絡不同，它的鏈路容量表現(xiàn)出時變特征。

　　動力受限：由于網(wǎng)絡節(jié)點的移動特征，其中大多數(shù)節(jié)點以電池作為動力，因而，在進行系統(tǒng)設計時節(jié)能就成為一個非常重要的指標。

　　物理上安全有限：移動網(wǎng)絡比固定網(wǎng)絡(有線和無線)更易受到安全威脅。需要克服無線鏈路的安全弱點及移動拓撲所帶來的新的安全隱患。

　　90年代以來，移動Ad Hoc網(wǎng)絡的研究在世界范圍內方興未艾，已經(jīng)從無線通信領域中的一個小分支逐漸擴大到相對較獨立的領域。目前，無論在國際上，還是在區(qū)域上(歐洲和亞洲等地區(qū))，周期性的Ad Hoc網(wǎng)絡學術會議日益增多。總結國內外研究現(xiàn)狀，Ad Hoc網(wǎng)絡成果主要在以下幾個方面：

　　(1)提出新的路由協(xié)議。Ad Hoc路由面臨的主要挑戰(zhàn)是：傳統(tǒng)的保存在結點中的分布式路由數(shù)據(jù)庫如何適應網(wǎng)絡拓撲的動態(tài)變化。新協(xié)議一般以廣播或組播方式建立網(wǎng)絡路由，核心是減少廣播風暴。目前，一般普遍得到認可的代表性成果有DSDV、WRP、AODV、DSR、TORA和ZRP等。源頭性的創(chuàng)新性研究主要集中在2001年以前，后續(xù)的成果多為這些協(xié)議的改進，目前，路由協(xié)議的研究仍然是Ad Hoc網(wǎng)絡成果最集中的部分。不過，從實現(xiàn)的難度來看，這些協(xié)議離適用性還有一定的距離。

　　(2)提出基于Ad Hoc網(wǎng)絡的媒體接入控制(MAC)協(xié)議。主要是解決隱藏終端和暴露終端問題，影響比較大的有MACA協(xié)議，即RTS/CTS/ACK方案，控制信道和數(shù)據(jù)信道分裂的雙信道方案和基于定向天線的MAC協(xié)議，以及一些改進類的MAC協(xié)議。有一些研究則是側重于將IEEE 802.11的MAC協(xié)議移植到Ad Hoc網(wǎng)絡中?；诙ㄏ蛱炀€的MAC協(xié)議在理論上性能較為優(yōu)越，但在技術上實現(xiàn)的難度較大。

　　(3)Ad Hoc網(wǎng)絡與蜂窩網(wǎng)的互連互通。文[17]-[19]研究并提出了一種iCAR(internet Cellular and Ad hoc Realy)系統(tǒng)，提供蜂窩小區(qū)內信號的補盲。該方案給出了在加入補盲點之后系統(tǒng)性能改善的性能評價。從結果看，該系統(tǒng)只是針對目前的2G系統(tǒng)，尚無法聯(lián)系到基于IP方式的分組網(wǎng)絡。最近，文[22]提出了一種在蜂窩網(wǎng)上覆蓋一個無線多跳網(wǎng)絡的方案，其中用一些無線路由器來代替蜂窩網(wǎng)絡中的一些結點。該結構與[17-19]所提一致，但通過優(yōu)化路由、信道規(guī)劃和功率控制等使系統(tǒng)在發(fā)射功率受限的情況下達到系統(tǒng)吞吐量最大化，其他方面沒有太多的貢獻。

　　(4)基于Ad Hoc網(wǎng)絡的多播/組播協(xié)議、TCP協(xié)議、地址分配、功率(節(jié)能)控制、安全性問題、分布式算漢、QoS等方面有一些研究成果，但各部分的數(shù)量相對較少。其中，比較有意思的有，文[20]試圖把移動IP擴展到Ad Hoc網(wǎng)絡，基本方案是要用特定的RIP協(xié)議(Routing Information Protocol)作為路由協(xié)議，但這種方案與Ad Hoc網(wǎng)絡的其他路由協(xié)議不相容。

　　(5)在實驗和應用網(wǎng)絡的構建上，最近比較值得注意的是，一些學者正在研究用藍牙節(jié)點組建Ad Hoc網(wǎng)絡。就藍牙本身的技術來說，藍牙可以組成微微網(wǎng)(piconet)，微微網(wǎng)通過橋節(jié)點(bridge)互連，可以形成多跳的Ad Hoc網(wǎng)絡，也稱為藍牙散射網(wǎng)(scatternet)。藍牙規(guī)范尚未對藍牙微微網(wǎng)之間的通信和基于藍牙的Ad Hoc網(wǎng)絡的形成等內容做出具體描述，這是一個開放的問題，目前已有一些文獻針對基于藍牙的Ad Hoc網(wǎng)絡的形成提出了各種不同的協(xié)議或方案。

　　(6)國內學者所發(fā)表的Ad Hoc網(wǎng)絡的研究成果較少。從2001年起，開始有少量 成果發(fā)表，研究類的論文大約有數(shù)十篇，主要成果基本上集中在路由協(xié)議的一些改進，少量成果涉及MAC協(xié)議的研究。可以說國內在該研究領域基本上是剛剛起步。

　　三、移動Ad Hoc網(wǎng)絡的應用

　　移動Ad Hoc網(wǎng)絡潛在的應用很多，可分為以下幾類：

　　移動會議：在室外臨時環(huán)境中，工作團體的所有成員可以通過Ad Hoc方式組成一個臨時網(wǎng)絡來協(xié)同完成一項大的任務，或協(xié)同完成某個計算任務。在室內辦公環(huán)境中，辦公人員攜帶的包含Ad HoC收藏器的PDA可以通過無線方式自動從臺式機上下載電子郵件，更新工作日程表等。

　　家庭關網(wǎng)：通過移動聯(lián)網(wǎng)的方式把辦公室的協(xié)公環(huán)境延伸到家庭，必要時在家庭辦公?；蛘呃梦覀冸S身攜帶的個人無線Ad Hoc設備與裝備了Ad Hoc收發(fā)器的家庭電器通信，自動完成開鎖、開燈、打開娛樂設備、調節(jié)空調等操作。

　　緊急服務：由于停電或其他災害出現(xiàn)，網(wǎng)絡基礎設施遭到破壞時，組建一個Ad Hoc網(wǎng)絡幫助緊急救援人員完成必要的通信工作。

　　傳感器網(wǎng)絡：最近，人們開始關注大量分布的傳感器協(xié)調工作問題。傳感器可以工作在危險的環(huán)境(如化學有害物質泄漏現(xiàn)場)，通過在傳感器上裝備位置指示器、Ad Hoc收發(fā)器等，將傳感器所在現(xiàn)場的信息傳送到危險現(xiàn)場以外，避免救援人員進入現(xiàn)場，收集和辯別事故信息。

　　個人域網(wǎng)絡：通過Ad Hoc網(wǎng)絡把個人通信、娛樂、辦公等設備聯(lián)網(wǎng)，這些設備可以或不需要與因特網(wǎng)相連，但在執(zhí)行用戶的某項活動時肯定需要彼此通信，在這種情況下，移動性不是主要問題。

　　軍事無線通信：在現(xiàn)代化戰(zhàn)場上，各種軍事車輛之間、士兵之間、士兵與軍事車輛之間都需要保持密切的聯(lián)系，以完成集中一指揮，協(xié)調作戰(zhàn)。這樣的通信網(wǎng)絡是一種典型的Ad Hoc網(wǎng)絡。據(jù)報道，在最近的伊拉克戰(zhàn)爭中，移動Ad Hoc網(wǎng)絡得到有效的應用。

　　其他商業(yè)應用：如未來裝備Ad Hoc收發(fā)設備的機場預約和登機系統(tǒng)可以自動地與乘客攜帶的個人無線Ad Hoc設備通信，完成目前的換登機牌等手續(xù)。如商場內商品RF標簽，廉價的RF標簽可以通過無線接口由Ad Hoc設備動態(tài)刷新。顧客若攜帶手持無線設備可以很容易地找到某種商品和價格。這種設備已由NCR公司生產。

　　以下是一個移動Ad Hoc網(wǎng)絡在軍事上的研究與應用實例。美國DAPRA近期資助了一項研究——“自愈式雷場系統(tǒng)”。該項目時間跨度為2000年至2003年。系統(tǒng)計劃采用智能化的移動反坦克地雷陣來挫敗敵人對地雷防線的突破。這些地雷均配備有無線通信與自組織聯(lián)網(wǎng)單元，通過某種方式布撒之后(如通過飛機、地—地導彈或火箭彈進行遠程布撒)，這些地雷迅速構成移動Ad Hoc網(wǎng)絡。在遭到敵方坦克突破之后，這種地雷通過對拓樸結構的判斷，以及自動彈跳功能迅速“自愈”，即通過網(wǎng)絡重構恢復連通。如此反復，直到系統(tǒng)無法重構為止，最后自行引爆。“自愈式雷場系統(tǒng)”可以大大限制敵軍的機動能力，延緩敵軍進攻或撤退的速度，在一段時間內封鎖特定區(qū)域。該系統(tǒng)采用FHSS擴頻方式，中心頻率為2.4GHz，帶寬為83 MHz。節(jié)點之間采用聲波沿距(～10米)定位。

　　四、研究移動Ad Hoc網(wǎng)絡活躍的機構

　　目前，國際上在移動Ad Hoc網(wǎng)絡方面研究較為活躍的幾個研究機構有：

　　加州大學洛杉磯分校Mario Gerla教授所領導的“無線自適應移動性實驗室”(The WAM(Wireless Adaptive Mobility)Lab,http://www.cs.ucla.edu/NRL/wireless/)。研究方向包括Ad Hoc網(wǎng)絡路由協(xié)議、多播協(xié)議、多跳網(wǎng)絡QoS、MAC協(xié)議、功率控制、藍牙網(wǎng)絡等。

　　康奈爾大學Zygmunt J.Hass教授所領導的“無線網(wǎng)絡實驗室”(Wireless Networks Laboratory,http://wnl.ece.cornell.edu/)。研究方向包括Ad Hoc網(wǎng)絡重構、MAC協(xié)議、路由協(xié)議、網(wǎng)絡安全等。

　　伊利諾基大學Urbana-Champaign分校Nitin Vaidaya教授(http://www.crhc.uiuc.edu/-nhv/)所領導的Ad Hoc網(wǎng)絡研究小組(現(xiàn)在伊利諾大學Urbana-Champaign分校ECE系)。研究方向包括Ad Hoc網(wǎng)絡的定向MAC協(xié)議、定向路由協(xié)議、網(wǎng)絡調度等。

　　馬里蘭大學Satish K.Tripathi教授所領導的“移動計算與多媒體實驗室”(The Mobile Computing and Multimedia Laboratory (MCML)，ht