一(yī)、移動Ad Hoc網絡概述
1、描述:自(zì)組織、對(duì)等式、多(duō)跳(☆α∏≠tiào)無線移動通(tōng)信網絡
2、舉例:蜂窩移動通(tōng)信網絡、WLAN
3、特點
(1)具備移動通(tōng)信網絡和(h>₩∞é)計(jì)算(suàn)機(jī)網絡的(de)特點β∞
(2)網絡拓撲動态變化(huà):用(yòng)戶終端随意移動、節點的(de)開(kγδāi)機(jī)/關機(jī)、無線信道(dào)間(jiān)互相(xiàng)幹擾
(3)多(duō)跳(tiào)組網方σ∞式:中間(jiān)節點參與分(fēn)→'¶組轉發,能(néng)有(yǒu)效降低(dī)對(duì)↔✔×無線傳輸設備的(de)設計(jì)難度和(hé)成本,同時(shí)擴大(∞dà)了(le)自(zì)組網絡的(de)覆蓋範圍
(4)有(yǒu)限的(de)無線傳輸>&帶寬:競争共享無線信道(dào)産生(shēng)的(™¥de)碰撞
信号衰落、噪聲幹擾以及信道(dào)之間(jiān)幹☆→擾
(5)移動終端的(de)自(zì)主性:移動終端之間(jiān)存在某種協同工(gōng)ε☆'作(zuò)關系,每個(gè)終端都(dōu)将承擔為(w♣£↕èi)其它終端進行(xíng)分(fēn)組轉發的(de)義務
(6)安全性差、網絡的(de)可(kě)擴展性不(bù)強、存在單向的(de)無線信道(d→÷♣ào)、生(shēng)存時(shí)間(jiān)短(duǎn)
4、與常規移動通(tōng)信網絡比較
不(bù)需要(yào)網絡通(tōng)信基礎☆♥ 設施支持、不(bù)依賴基站(zhàn)進行(xíng)通(tōng)信、數(shù)據↔$通(tōng)信業(yè)務為(wèi)主、拓撲結構動✔§★>态變化(huà)
5、與傳統固定網絡比較
網絡規模相(xiàng)對(duì)較小(xiǎo)、網絡的(de)拓撲結構比較簡單、' β網絡拓撲結構快(kuài)速變化(huà)£±₹☆
6、與分(fēn)組無線網、無線局域網、紅(hóng)外(wài)網±≠£γ絡比較
單跳(tiào)與多(duō)跳(tiào)(WLAN、紅(hóng)外(wài)網絡 ♠↑₩都(dōu)是(shì)單跳(tiào)網絡,不(bù)存在路(lù)由問(wèn)題)、研究重點≠不(bù)同(Ad hoc網絡的(de)研究內(nèi)容主要(yào)φ'以路(lù)由協議(yì)為(wèi)核心的(de)網絡層設計(jì))、通(β→tōng)信模式不(bù)同(ad hoc移動終端的(de)通(tōng)信是(shì)對(du✔Ω₹ì)等的(de))
7、影(yǐng)響ad hoc網絡的(de)主要(yào)因素
(1)無線通(tōng)信技(jì)術(shù)
受限于底層無線通(tōng)信技(jì)術(shù)的(de₹ε)性能(néng)(傳輸率、延遲、吞吐量)
(2)節點密度
密度越高(gāo)傳輸路(lù)徑的(de)跳(tiào←✔±)數(shù)越多(duō),受網絡拓撲變化(huà)的(de)影(yǐng)響就(ji₩εù)越明(míng)顯。
(3)節點移動速度
速度越高(gāo)節點間(jiān)的(de)拓撲結構的(de)穩定性越差,路(lù↓± )由計(jì)算(suàn)和(hé)交換負載越大(dàδε÷♠)。
(4)通(tōng)信負荷和(hé)通(tōng)信模式
流量特性和(hé)分(fēn)布将直接影(yǐng)響到(dào)網絡↓ ♠<的(de)吞吐性能(néng)。
二、移動Ad Hoc網絡網絡層
1、平面結構
(1)特點:所有(yǒu)節點的(de)地(dì)位平等
(2)優點:簡單、健壯、相(xiàng)對(duì)安全、節點覆蓋範圍較小(xiǎo)
(3)缺點:路(lù)由開(kāi)銷大(dà)、可(kě)擴充性差
2、多(duō)層體(tǐ)系結構
(1)特點:網絡被劃分(fēn)為(wèi)簇,每個(g©<è)簇由一(yī)個(gè)簇頭和(hé)多(duō)個(gè)簇成員(yu©₹§án)組成,簇頭可(kě)形成更高(gāo)一(yī)級的(de)網絡。
(2)異構網絡:移動節點的(de)計(jì)算(suàn)能(néng)力₩₩和(hé)能(néng)量不(bù)等
(3)優點:Cluster成員(yuá€βn)功能(néng)簡單、路(lù)由信息局部化×δ(huà)、減少(shǎo)路(lù)由協議∑(yì)開(kāi)銷、節點定位簡單、可(kě)擴展性好(hǎo)、抗毀性好(h &÷♣ǎo)
(4)缺點:Closter頭是(shì)瓶頸≥€♠¥
3、Ad hoc路(lù)由
(1)面臨的(de)困難
路(lù)由信息不(bù)易獲得(de)、路(lù)由信息不(bù)完整、網絡的(de÷γ)所有(yǒu)節點路(lù)由信息可(kě→±λ)能(néng)過期
(2)對(duì)協議(yì)的(de)要(yào)求
收斂迅速、提供無環路(lù)由、避免無窮計(jì)算(suàn)、控制(zh✔£♦ì)管理(lǐ)開(kāi)銷小(xiǎo)、對(duì)終端性能(néng)無過高(gāo)要π₩(yào)求、支持單向信道(dào)、盡量簡單實用(yòng)♣¶'€、路(lù)由機(jī)制(zhì)必須适應網絡三個(g≠☆₹è)不(bù)斷變化(huà)的(de)基本特征
4、Ad hoc路(lù)由協議(yì)
(1)分(fēn)類:平面路(lù)由、層次路(lù↕→€)由、地(dì)理(lǐ)信息輔助路(lù)由
(2)按需路(lù)由協議(yì)
a、反應式路(lù)由:在源端需要(yào₽"✘)時(shí)候通(tōng)過路(lù)由發現(xiàn ≠≥)過程來(lái)确定路(lù)由
b、兩種實現(xiàn)技(jì)術(shù):源路(lù)由(報(bào)¶₽Ω文(wén)頭攜帶完整的(de)路(lù)由↓γ信息):hop-hop路(lù)由
c、舉例:DSR、AODV
(3)表驅動路(lù)由
a、先應式路(lù)由
b、所有(yǒu)路(lù)由都(dōu)已經存在并且随時(shí)可<±(kě)用(yòng)、路(lù)由請(qǐng)求£↑'σ的(de)延遲低(dī)、開(kāi)銷高(gāo)
c、舉例:OLSR、TBRPF
(4)分(fēn)級路(lù)由協議(yì)
a、層次式(hierarchical)路(lù)由
b、優點:降低(dī)大(dà)型網絡的(de)存儲♠<>♣要(yào)求、在全局傳播的(de)路(lù)由信息較少(shǎo)、有Ω±σλ(yǒu)限的(de)鏈路(lù)狀态維護、按需建立路(lù)由、具有(y↔≠ǒu)較好(hǎo)的(de)伸縮性
c、缺點:移動管理(lǐ)比較複雜(zá)、節點間(jiān)負載不(bù)均衡、可(kě)靠性∞≈↕受影(yǐng)響
d、舉例:ZRP
(5)DSDV協議(yì)
a、優點:非常簡單、通(tōng)過目的(de)地(dì)賦予的(de)序号值來(láγ∞i)防止出現(xiàn)路(lù)由回環、不(bù)存在路(lù)由發現(xiàn←€ ")帶來(lái)的(de)延遲
b、缺點
沒有(yǒu)節點睡(shuì)眠、存在開(kāi)銷♦
(6)優化(huà)的(de)鏈路(lù)狀态路(lù)由協議(yì)(OLSR)
(7)基于拓撲廣播的(de)逆向路(lù)徑轉發(TBRP←×'F)
(8)動态源路(lù)由協議(yì)(DSR)
a、優點:節點不(bù)需要(yào)周期性地(dì)發送路(lù)由廣¥ 播分(fēn)組、無須維持到(dào)全網所有(yǒu)節點的(de)路(lù)由信息、僅需要(y∑≠♥ào)維護路(lù)徑上(shàng)節λφ點之間(jiān)的(de)路(lù)由、能(né∏ ng)完全地(dì)消除路(lù)由環路(lù)、能(néng)同 ε↕時(shí)提供多(duō)條路(lù)由、可(kě)用(yòn↑ α¥g)于單向信道(dào)、中間(jiān)節點的(de)應答(dá)使源節點快(∑β©kuài)速獲得(de)路(lù)由
b、缺點:會(huì)引起過時(shí)路(lù)由問(wèn)題、每個(gè)分(fēn)組≤₩¥都(dōu)需要(yào)攜帶完整的(de)路(lù)由信息
(9)AODV路(lù)由協議(yì)
使用(yòng)分(fēn)布式的(de)、基于路(lù)由表φ ÷的(de)路(lù)由方式
(10)分(fēn)區(qū)路(lù)由協議(y₹♦ì)(ZRP)
域內(nèi)路(lù)由協議(yì)(IARP)、域間(jiān)路(lù)由協議(★βyì)(IERP)
a、總結:隻允許目的(de)域內(nèi)的(de)節點應答(dá),延↕ λ←長(cháng)了(le)源節點獲得(de)路(lù)由的(de)α" 時(shí)間(jiān);需要(yào)周期性地(dì)廣播分(fēn)σ®組,需要(yào)消耗一(yī)定的(de)電(diàn)源能(néng¥Ω¶©)量和(hé)網絡帶寬;路(lù)由域半徑的(de)設置将直接影(©™↔♥yǐng)響路(lù)由的(de)效率。混合的(de)獨立域路(lù)由框←架支持節點非統一(yī)的(de)獨立配置©σ→™;每個(gè)節點可(kě)動态自(zì)動配置自(z σ€ì)己的(de)優化(huà)域半徑;能(néng)适應網絡的(de)£↑♠時(shí)空(kōng)特性,改進效率;自(zì)适應的(de)架構重™"φ"構能(néng)力使得(de)在網絡特性的(de)變化(huà)方面更加™♠←魯棒;自(zì)适應、有(yǒu)效以及魯棒↑Ω性使得(de)協議(yì)具有(yǒu)很(hěn)好(hǎo)的(÷ αde)擴展性
三、移動Ad Hoc網絡MAC層
1、“隐藏”節點問(wèn)題
2、“暴露”終端問(wèn)題
3、競争協議(yì)
(1)描述:使用(yòng)直接競争來(lái)決定信道(dào)訪問(wèn)€δ♠權,通(tōng)過重傳機(jī)制(zhì)解決碰撞問(wè≠γ₽αn)題。
(2)舉例:ALOHA協議(yì)、載波偵聽(tī♦δ↕ng)多(duō)址訪問(wèn)協議(yì)(CSMA)、基于控制(zhì)分¶≤∏(fēn)組握手的(de)訪問(wèn)控制(zhì)協議(yì)、 忙音(yīn)類多(duō)©♠¶♠址訪問(wèn)協議(yì)。
4、分(fēn)配類協議(yì):
(1)靜(jìng)态分(fēn)配協議(yì):集中式傳輸時∞™₽ (shí)間(jiān)安排算(suàn)法,事(shì)先為(wèi)每∑✘個(gè)節點靜(jìng)态地(dì)分(fēn)配一(yī)個(gè)固 ¶∑定的(de)傳輸時(shí)間(jiān)安排。
(2)動态分(fēn)配協議(yì):使用(yòng)分(fēn)布式傳輸時(s₩ hí)間(jiān)安排算(suàn)法,按需計(jì)算★¥ "(suàn)傳輸時(shí)間(jiān)安排。
(3)舉例:時(shí)分(fēn)多(duō)址訪問(wèn)協議(yì)(TDMA)、五±∑∞ε步預留協議(yì)(FPRP) 、跳(tiào)頻(pín)預留多(duō)址訪問(wèn) ↔協議(yì)(HRMA)
5、混合類協議(yì)
(1)混合時(shí)分(fēn)多(du≠®ō)址訪問(wèn)協議(yì)(HTDMA)描述:将時(shí)間(jiān™₹σ)劃分(fēn)成若幹個(gè)時(shí)隙,其中第一 ☆≥γ(yī)個(gè)時(shí)隙為(wèi)公共競争λ ♠時(shí)隙,全網在該時(shí)隙內(nèi)競争其他(↔¥™$tā)時(shí)隙的(de)使用(yòn€Ω£g)權,競争采用(yòng)CSMA和(hé)RTS/CTS方式相(x↓€iàng)結合進行(xíng),競争時(s↕π"hí)隙結束後各個(gè)節點按照(zhào)競争的(de)結果在各個(gè)時→♣ (shí)隙進行(xíng)發送、接收或者相(xiàng)應的(de)退避。在>↓通(tōng)信結束之後,通(tōng)信雙方将占用(yòng)時(shí)隙進÷α 行(xíng)釋放(fàng)。
(2)舉例:TDMA和(hé)CSMA的(de)混合協議(yì)、A♥€DAPT協議(yì)、ABROAD協議(yì)、AGENT協議(yì>♣☆)、Meta-協議(yì)。