移动自组织网络原理、技术与应用(共5页).docx

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1、精选优质文档-倾情为你奉上移动互联网论文姓名：蒋彬彬班级：学号： 移动自组织网络解析蒋彬彬（北京邮电大学信息与通信工程学院 北京 ） 摘要：20世纪90年代早期，随着带有无线网卡的计算机以级各种便携式通信设备的广泛使用，学者在分组无线网络（Packet Radio Network ,PRNET）的基础上，提出了移动自组织网络（Mobile Ad Hoc Network ,MANET）。本文将主要介绍移动自组织网络及其相关技术，并指出其特点及其相关应用。关键词：移动自组织网络; 通信技术; 应用文献标志码：AAnalysis of mobile self-organized networkB-b

2、oy JAbstract: in the early 1990 s, along with the computer with a wireless Network card to all kinds of portable communication devices widely used, scholars proposed Mobile Ad Hoc Network on the basis of Packet Radio Network . This article will mainly introduce Mobile Ad Hoc Network and its related

3、technology, and points out its characteristics and related application.Key words: Mobile Ad Hoc Network; Telcommunication technology; Related application专心-专注-专业一、 概述随着移动通信技术的迅猛发展，移动自组织网络技术作为一种重要的无线网络形式应运而生。由于具备无需基础设施支持、高度动态、支持移动通信等优点，移动自组织网络在军事、移动会议、灾难援助、智能办公环境等领域具有广泛的应用前景。下面将介绍移动自组织网络的基本概念、特点、关键技术

4、及其相关应用。二、 移动自组织网络的基本概念移动自组织网络（Mobile Ad Hoc Network ,MANET），是不依赖于任何固定基础设施的移动节点的联合体，是一种自组织、无线、多跳、对等式、动态的移动网络1。一个移动自组织网络是由一组移动节点组成，不需要借助基站等已建好的基础设施进行集中控制。每个节点既可以是源节点又可以是转接节点。也就是说，在移动自组织网络中，每个移动节点同时承担主机和路由的功能，在作为主机收发上层应用业务数据的同时，也作为路由器为其他主机进行数据转发。移动节点通过相互通信，联合构成移动自组织网络。每个移动节点处于移动状态，通过无线传输技术与一跳节点进行直接数据通信

5、，再有该邻居节点决定如何将数据传送到下一跳，直至目的节点。三、 移动自组织网络特点无线自组网中的每个用户终端都兼有路由器和主机两种功能。作为主机，终端可以运行各种面向用户的应用程序;作为路由器，终端需要运行相应的路由协议，这种分布式控制和无中心的网络结构能够在部分通信网络遭到破坏后维持剩余的通信能力，具有很强的鲁棒性和抗毁性。作为一种分布式网络，移动自组织网络是一种自治、多跳网络，整个网络没有固定的基础设施，能够在不能利用或者不便利用现有网络基础设施(如基站、AP)的情况下，提供终端之间的相互通信。由于终端的发射功率和无线覆盖范围有限，因此距离较远的两个终端如果要进行通信就必须借助于其它节点进

6、行分组转发，这样节点之间构成了一种无线多跳网络。网络中的移动终端具有路由和分组转发功能，可以通过无线连接构成任意的网络拓扑。移动自组织网络既可以作为单独的网络独立工作，也可以以末端子网的形式接入现有网络，如Internet网络和蜂窝网。综上，与互联网等固定结构网络相比，移动自组织网络具备移动性、无线性、多跳性、节点对等性、分布性、自组织和高动态性等特殊之处。四、 移动自组织网络的关键技术研究由于自组织网络的上述特点，其数据链路层、网络层、传输层存在很多问题需要研究，主要包括链路控制、信道接入、路由选择算法、无线环境下的TCP技术、服务质量保证机制以及安全保障机制6个方面。下图给出移动自组织网络

7、关键技术的主要研究内容。移动自组织网络链路控制信道接入路由无线TCP安全服务质量保证面向能耗路由算法基于预测选择算法基本路由选择算法混合路由协议按需路由驱动协议表驱动路由协议五、移动自组织网络的路由选择算法移动自组织网络与传统网络具有较大差异，其节点移动性强的特点使得必须开发新的路由协议。移动自组织网络的路由协议和互联网的路由协议一样，都是为了实现数据包的搞笑、快速、准确传送。根据移动组织网络所具有的特点，其路由机制应具有动态适应性、节能性和安全性等特点。当前移动自组织网络路由选择算法从预测模型、能量模型、位置信息、服务质量控制和安全支持五个角度出发进行研究。预测模型通过基于历史信息的移动预测

8、，降低了路由选择的时间代价。在基于预测的路由选择算法方面，如何设计时间代价较低并且及时更新的预测路由选择算法，具有很好的研究前景。该问题的关键是建立较好的预测模型，基于节点历史行为进行描述和建模，从而对路由的变化进行预测。然而移动自组织网络具有高度动态性，这使得建立上述预测模型存在一定困难。与此同时，移动自组织网络节点能量有限，需要充分考虑预测模型的时间代价和空间代价。能耗模型则着重采用适当的数学模型来描述网络的能耗情况，在选路过程中实现了分组传送的能耗最小化和能量负担之间的权衡4。降低节点能耗的主要方法在于基于节点移动信息的共享和网络流量信息的预测，选择合适的数学模型描述能耗情况并进行优化。

9、基于位置的路由选择算法根据节点的地理位置标志目的地，并利用该地理位置信息进行路由选择。该算法需要通过全球定位系统（GPS）或者其他定位服务装置获得的节点位置信息，然后通过上述节点物理位置信息或者节点相对位置关系进行路由计算。该算法无需存储路由表，也无需发送消息保持路由表的更新，并且支持特定地理区域的数据包传送。服务质量感知路由的路由选择算法在本地计算中考虑带宽、延迟、能量和电池生命周期等多重信息，在进行路由选择的同时，还进一步引入了服务质量支持。安全路由选择算法则利用适合移动自组织网络的密钥、哈希链、电子签名等对协议交互的消息进行加密，在路由选择中保障网络安全。六、移动自组织网络的应用 军事领

10、域：基于移动自组织网络所具有的无需基础设施支持，能够快速部署，具 有自恢复的能力等的特点，移动自组织网络成为数字化战争的重要技术2。现代战场上，各种作战车辆、作战人员、作战航空器以及卫星之间需要相互配合，在位置关系动态变化的战场条件下保持密切联系，协调作战。在这种情况下，移动自组织网络具有非常好的应用前景。应急指挥：在发生地震、火灾、水灾、火山喷发等突发事件时，固定结构的通信网络基础设施很容易被摧毁，这就需要移动自组织网络这种不依赖于固定基础设施的网络技术。移动自组织网络能够在没有固定基础设施的前提下迅速部署，在恶劣环境下提供通信支持。特殊环境：在边远地区、野外或地下作业时，难以找到固定结构的

11、通信网络提供通信支持，这时也可以采用移动自组织网络作为野外科考队员之间、边缘矿山作业工作人员之间以及深层矿井矿工之间无线通信的网络形式，减少作业中的危险。环境监测：环境监测具有监测范围广、数据量大、突发性强、实时监测等特点，移动自组织网络成为其必不可少的组成部分3。夏威夷大学曾在美国火山国家公园内部署了自组织网络，实时监测特定物种在特定环境中的生存状况，并且还可以研究公园内的生态环境，如大气温湿度监测、洪水预警等方面，为生态环境保护起到了重要的作用。移动网络：移动终端一般没有与拓扑相关的固定IP地址，所以通过传统的移动IP协议无法为其提供连接，需要采用移动多跳方式联网。由于采用的是平面拓扑，因

12、而没有地址变更的问题，从而使得这些移动终端仍然像在标准的计算机环境中一样。此外，在实际应用中，移动自组网除了可以单独组网实现局部通信以外，还可以作为末端子网通过网关连接到现有的网络基础设施上，例如Internet或者蜂窝网。作为末端子网，只允许产生于或者目的地是自治系统内部节点的信息进出，而不准许其它信息穿越自治系统。由此可见，移动自组网可以成为各种通信网络的一种无线接入手段。七、结束语当然，移动自组织网络目前还存在很多待完善的地方，主要是数据速率和网络效率较低，不能良好支持实时业务等。但是移动自组织网络的出现，突破了传统网络的局限性，能够快速、便捷、高效地部署，因此具有广泛的应用领域。随着对移动自组织网络关注程度逐渐增加以及研究人员不断加入，相信移动自组织网络将会得到迅猛发展，并在不同领域展现出自身的魅力。参考文献：1崔勇，张鹏. 无线移动互联网：原理、技术与应用M. 北京：机械工业出版社，2011：78-124. 2郑少仁，等。Ad Hoc网络技术M.北京：人民邮电大学出版社，2005:212-222 3荆琦，唐礼勇，陈洲峰.无线传感器网络应用支撑技术研究J.计算机技术，2008. 4漆进，陈文。低功率进程通信技术特点及应用研究J.电脑知识与技术，2008:2274-2275.