无线通信--无线多点组网实验

1、无线通信基础及应用实验报告中南大学信息科学与工程学院电子信息工程系I无线多点组网实验1. 实验环境?每五台PC为一组。? 硬件：SEMIT 6601两块；USB连接线两根。? 软件：Windows 2000,显示设置采用 Windows标准字体，分辨率为1024X 76&2. 实验目的（1）理解点对多点的网络、Ad hoc网络多跳转接的拓扑结构;（2）组网过程、简单的路由协议以及广播和组播的概念。3. 实验原理1. 通信网络拓扑结构现代通信网实现的五种基本结构:网型星型网网网环型总线型2. 路由技术路由技术所要研究的问题：数据包能够通过多条路径从源设备到达目的设备，选择什么路径最合适。

2、 路由器之间通过路由协议交换信息，以报告它们各自所连接的网络和设备， 更新路由表。路由选择流程图如图1所示：3. 组网过程无线局域网的网络结构无中心拓扑结构：（用于用户数较少的临时组网） 网络中任意两个站点均可直接通信，一般使用公用广播信道； 网络抗毁性能好、建网容易、费用较低、整体网络移动性好； 用户数较多时，信道竞争限制网络性能，路由信息占据大部分有效通信。 有中心拓扑结构：一个无线站点作为基站，网络中所有站点对网络的访问和通信均由其控制； 能实现高速率通信，网络中站点布局受环境限制较小；中心站为实现局域网互联和接入有线主干网提供了一个逻辑接入点（AP）组网方式：主设备（M可以查询周围蓝牙

3、设备并与其建链；Y查本地跻由表数据包中的跳 数増L址是吗*发送到与本节点相连的所有节点地址吗¥发送至默 认腐由器地址吗E发送到本机处理查本地组播路由表丢弃发送至默 认路由器发送到本 机处理发送到所有*目关多播记录的节点发港至站由表中指定的下一节点（ 结束 图1从设备（S）不可主动查询和被其它蓝牙设备查询到，不能主动发起建链和 被动建链；主从设备（M/S）不可主动查询，但可被其它蓝牙设备查询到，不能主动发 起建链但可被动建链。组网原则：一个主设备至多可与n个从设备建立链路（本实验中为了使得网络结构更加 清晰，规定一个主设备最多可与 2个从设备建立链路）；两个从设备间不能直接建立链路（通

4、过主设备路由转接）；所有的从设备节点只能受到一个主设备的控制。4. 广播和组播广播（所有设备）由任何一个节点设备向网络内的所有其他节点发送同一消息。任何设备收到目的地址为广播地址的数据都接收。组播（某些特定设备）一个节点设备向网络内某组发送组播信息。网络中任何一个节点设备都可以申请加入一个或多个组播组。每个组播组通过唯一的组播地址来识别。发给某个组的数据只有该组成员才能接收。4. 实验内容（1）组网过程假设参加组网的共有5个BT设备，称为a、b、c、d、e。首先由一个设备（例如b）发起查询，如果找到多个设备，则任选其二（例 如d、e）主动与其建链。在这个阶段，b、d、e构成一个微微网，b为主设

5、备（M），d、e为从设备（S）。 注意在微微网中对处于激活状态的从设备的个数限制为2；而某个设备一旦成为从设备（即d、e），它就不能再被其它设备发现，也不能查询其它设备或与其它 设备建链。再由另外一个设备（a）发起查询，查询到设备b和设备c,再主动链接。此时，a、b、c、d、e构成了一个分布式网络。由于参与组网的设备数量较 少，它实际上已经组成了一个自组织的 Ad hoc网络。设备a成为网络中的根设 备。最终形成如前图所示的拓扑结构，是个典型的二叉树形结构，每个设备的角 色为M, S, M/S。在建链过程中，如果已经作为 M的设备（如b）再接受建链成功，要把自己 的从设备的信息（路由信息）告知

6、上一个主设备（父设备）。这样最终所有的设备的路由信息都在保留在树形结构的根设备（最上层的父设备）中。每个节点也 拥有自己的路由信息，路由表中包含默认路由器，也就是它的父节点。当它无法 从本地路由表查找到数据的目的地址时就转发给默认路由器，因为默认路由器可能包含有比它本身更多的路由信息。图2（2）单跳与多跳转接基于实验（1）组成的网络，通过单跳或多跳实现网络中任意两个节点间的 通信。单跳转接 网络中任意一个节点设备，向与自己相距一跳的相邻设备发送信 息。例如设备d向设备b发送信息，或者设备b向设备d、e发送信息。多跳转接 网络中的任意一个节点设备，向与自己不直接相连的设备发送信 息。例如设备e向

7、设备c发送信息。这时需要通过多个节点的转接来传递信息。 注意到有些节点间的物理距离虽然很近，例如设备d、e，但由于两个节点都是从设备，它们之间不能直接传送信息。（3）广播（Broadcast）与组播（Multicast）广播 由任何一个节点设备向网络内的所有其他节点发送同一消息，观察其发送的目标 地址以及数据交换过程。在这种情况下的路由过程与两个节点间数据单播的过程有何不同。 此时网络中的某个设备（例如设备e）向所有的设备发送一个公共消息，网络中的全部设备（包括发送设备本身）都能收到此公共信息。组播网络中设置两个多播组。网络中任何一个节点都可以申请加入一个或多个多组， 而后网络中的任何一个节点

8、设备向某组发送组播信息，观察数据包的发送过程。可以更改节点加入的多播组，观察结果。组播路由表的维护比较复杂，无线网络环境下就更为繁琐，-方面要尽量减少网络发送信息数量，另一方面又不能漏掉任何一个本组的节点。大家可以根据本实验组成的网络思考或设计组播路由表的格式以及如何维护组播路由表。AT -ru ! drp 畀 r*1r 13W 31 - E HW E >1 >Fi.4l：>wiSr!无线通信基础及应用实验报告中南大学信息科学与工程学院电子信息工程系5. 实验思考题解答1）组播具体如何实现？路由器如何知道相应的组播目的节点在哪一方向？女口何减小无用组播数据的传播以及形成环路的

9、情况？答：组播实现：一个节点设备向网络内某组发送组播信息， 网络中任何一个节点 设备都可以申请加入一个或多个组播组， 每个组播组通过唯一的组播地址来识别， 发给某个组的数据只有该组成员才能接收。每个节点都要将自己所知的设备信息（路由信息）告知它的主设备（父设备），网络中的根设备最终掌握网络中所有 节点设备的路由信息，组播的目的地址是一个集合（可以实现向多个目的地址传 送数据）。组播也需要组播路由算法，但组播路由表的维护比较复杂，无线网络 环境下就更为繁琐：一方面要尽量减少网络发送信息数量； 另一方面又不能漏掉 任何一个本组的节点。2） 本实验的组网方式有什么不足，你能提出更好的组网方式吗？答:不足:从设备之间不能直接传送信息，一台设备最多只能主动与其他两台 设备建立连接。采用复合型网它有网型网和星型网复合而成， 兼取了前面两种网 的优点，比较经济合理且有一定的稳定性。3）尝试组建各种拓扑结构的网络。答:星型网、网型网、复合型网、环形网、总线型网4）无线网络环境非常复杂，链路经常会在某一方或双方可能都不知道的情况下 因不可靠而断开，如何保证网络的自检查和恢复？对网络负载将会有何影响？答:网络中所有节点的低位都是平等的， 每个节点都有路由器的功能，信息可 以经由各节