移动自组织网络通信技术综述

课程名称：自组织通讯学期： 2013-2014学年第二学期学年： 2013级姓名：黄莉婷学号：移动ad hoc网络通信技术综述2001年以前，临机操只是一些实验室讨论的概念。 但是，3年后的现在，ad hoc网络ad hoc已经成为无线通信技术研究开发人员必须知道的技术。 因为MANET被认为是未来移动通信技术的核心构成要素之一。 移动ad hoc网络：manet出现的当初，指的是小型无线lan。 在这样的小规模的LAN的节点间，能够不经由基站或其它的管理控制设备而直接进行点对点通信。 而且，网络内的其它节点在由于两个通信节点间的功率或其它原因而不能进行链路直接连接的情况下，也可以帮助中继信号来实现网络内的各节点的相互通信。 作为移动通信的基本网络模型，移动自组织网络与常规蜂窝技术的根本区别在于在例如基站或路由器的固定基础设施不支持的情况下发生移动节点之间的通信。 系统支持动态配置和动态流控制，并且所有网络协议都是分布式的。 由于这些网络的组织和控制不依赖于特定的关键节点，因此节点可能出现故障、远离网络或加入网络。 即，每一移动节点可根据其需要自由地移动整个网络而无需考虑如何维持与其它的实体的通信连接。 因此，动态检索、检索和连接恢复是这种网络实现的基本要求。具体地，无基础设施需求的移动自组织网络MANET具有以下关键特征：分布式自组织管理和控制(针对无线移动)的物理通信链路是物理拓扑的动态变化功耗或者重要约束(其是具有受限带宽的无线链路)，物理安全性是有限的(针对无线移动的) 下文从某些方面来研究移动自组织网络通信技术的概述。1 .移动自组织网络的理论研究自组织网络的操作与预设的固定网络设施无关。 节点可以是自由移动的，并且可以在没有或者不利用现有网络基础设施的情况下来提供通信辅助环境。 自组织网络可分为平面结构和层次结构两种结构。 在平面结构中，所有节点的地位平等，因此也称为对等结构。 在分层结构中，网络被划分为群集。 每个群集都由一个群集标题和多个成员节点组成。 集群节点负责集群间业务的传输。 根据不同的硬件构成，层次结构可以分为单频层次和多频层次两种。 单频分层网络只有一个通信频率，所有节点在相同频率上通信。 为了实现集群头之间的通信，网关节点(同时属于两个以上集群的节点)需要支持。 簇头和网关形成高级别的网络，称为虚拟骨干。 在多频分层网络中，不同分层采用不同的通信频率。 虽然下级节点的通信范围很窄，但是上级节点必须复盖很宽的范围。 上级节点同时处于多个级别上，并且具有多个频率以在不同频率下实现不同级别的通信。 在二级网络中，集群的起始节点有两个频率。 频率1用于集群头和集群成员的通信。 频率2用于集群头之间的通信。 在平面结构中，每个节点必须知道到所有其他节点的路由。 由于节点的移动性，需要大量控制消息来维持这些动态变化的路由信息。 网络规模越大，路由维护和网络管理开销越大，网络扩展性越差。 层次结构克服了平面结构可扩展性差的缺点，网络规模不受限制。 在层级结构中，集群报头的功能相对较强，但是常规节点的功能相对简单，因此几乎不需要维护路由。 这大大减少了网络中路由控制信息的数量。 分层结构还易于实现节点移动性管理和通信服务的服务质量保障。 因此，网络规模较大，需要提供一定的服务质量保障时，采用分层网络结构。从移动通信网络的角度，有必要对新的移动自组织通信网络执行顶层设计以使得移动通信网络与固定/动态通信网络无缝地互连。 加强体系结构设计，集陆海空为一体，用户可以在更广泛的范围内以容量和移动速度实现互联。2 .移动自组织网络的服务质量和安全ad hoc网络的一方面，作为自治系统，虽然有自己的路由协议和网络管理机制，但作为互联网在无线和移动领域的扩展和扩展，必须提供对互联网的无缝接入机制。 目前，互联网已经可以在一定程度上保证综合业务传输的服务质量。 近年来，随着多媒体应用的普及和自组织网络在商业应用中的发展，人们自然产生了在自组织网络上传输综合业务的需求，希望能像固定的有线网络一样保障不同业务的服务质量。 因此，ad hoc网络支持QoS保障变得越来越紧迫和重要。 然而，与固定有线网络不同，在自组织网络中提供QoS支持面临许多不同于常规网络的新问题和挑战。 与其他通信网络一样，自组织网络中的服务质量保证也是系统性的问题，不同层必须提供相应的机制。 那个实现至今仍是需要解决的问题。 不仅服务质量，安全性也是组织网络的一大问题。 ad hoc网络的特点之一是安全性低，容易受到窃听和攻击。 因此，需要研究适用于自组织网络的安全体系结构和安全技术。 目前，安全方面集中在WEP (有线等效隐私等效于有线密码)、we1密码协议的安全性分析和攻击方法研究、消息认证和完整性技术研究等几个方面。3 .移动ad hoc网络的应用ad hoc网络的应用主要包括以下方面：移动会议、家庭网络、紧急服务、传感器网络、个人域网、军事无线通信和其他商业应用，例如装备未来的ad hoc收发设备的机场预订和搭乘系统或乘客携带的个人无线门与百货公司中的商品的RF标签类似，廉价的RF标签可通过无线接口从自组织设备动态地更新。 如果顾客携带手机的话，就能够简单地找到某个商品或者价格。 这个装置是NCR公司制造的。图：移动ad hoc网络技术的应用4 .移动自组织网络的研究方向针对当前自组织网络研究的热点和存在的突出问题，未来自组织网络的技术发展和实验应注意以下几点(1)加强技术研究，探索技术方向，寻求技术突破，为大规模商业化应用时代的到来做好准备。 对于先进市场的新技术，企业投资研发的力度一般较小。 此时，充分发挥政府对新技术新业务的引导作用，设立特殊课题进行资金支援。 目前，中国的“八六三”计划连续两年设置“自组织网络”研究课题，但课题指南和项目批准方面，项目支持的技术方向不明确。 今后应加强ad hoc网络的安全性、服务质量、与其他网络的融合、与RFID的结合等方面的支持能力，着重于关键问题，突破这些核心问题。 在技术研发过程中，要通过标准、知识产权、产业政策等手段，加强产、学、研等方面的结合力度，鼓励战略联盟的组建，提倡共同攻势，提倡共同出资，弥补优势，加快科研成果转化生产力的速度和质量。 国内建立相关技术标准研制工作(包括应用场所、技术需求、体系结构、重要模块、网络方式、检测试验等技术标准)，积极参与相关国际标准化进程。(2)加强ad hoc网络安全保障机制研究，解决安全问题，消除用户使用顾虑。 安全性是决定自组织网络的可能性是否能够充分发挥的关键。 与固定IP网络相比，ad hoc网络更容易受到各种安全威胁和攻击，传统网络安全解决方案不能直接应用于ad hoc网络因此，加强ad hoc网络安全保障机制的研究，在产业化道理上排除重要障碍。(3)寻找自组织网络与其他通信网络融合的途径，探索新的商业模式。 在网络融合的发展趋势下，封闭的自组织网络只有与其他网络的相互连接才发挥更大的作用。 因此，加强ad hoc网络与IP网络、3G、4G、UWB等无线网络融合方式的研究。 随着具有自组织特性的网络越来越多(例如P2P网络、分布式动态路由协议等)，加强对这些网络中自组织机制和特性的研究，形成新的网络基础理论，将来的承运商网络和业务网络为了加强ad hoc网络应用场景和应用需求的研究，结合重点研究ad