淺談Ad hoc網絡的結構與發展現狀

周橋梁 長江大學工程技術學院

淺談Ad hoc網絡的結構與發展現狀

周橋梁 長江大學工程技術學院

本文對Ad hoc網絡從基本概念以及結構特點做了簡單的分析與論述，并對當前其應用以及發展和研究現狀做了總結。

Ad hoc 拓撲結構 CR技術

1 Ad hoc網絡基本概念

Ad hoc網是一種多跳的、無中心的、自組織無線網絡，又稱為多跳網、無基礎設施網或自組織網。整個網絡沒有固定的基礎設施，每個節點都是移動的，并且都能以任意方式動態地保持與其它節點的聯系。Ad hoc網絡最初應用于軍事領域，它的研究起源于戰場環境下分組無線網數據通信項目，該項目由DARP資助，其后，又在1983年和1994年進行了抗毀可適應網絡和全球移動信息系統項目的研究。由于無線通信和終端技術的不斷發展，Ad hoc網絡在民用環境下也得到了發展，如需要在沒有有線基礎設施的地區進行臨時通信時，可以很方便地通過搭建Ad hoc網絡實現。

圖1 典型的Ad hoc網絡的網絡架構

2 Ad hoc網絡的特點

Ad hoc網絡作為一種新的組網方式，具有以下特點。

2.1 網絡的獨立性

Ad hoc網絡相對常規通信網絡而言，最大的區別就是可以在任何時刻、任何地點不需要硬件基礎網絡設施的支持，快速構建起一個移動通信網絡。Ad Hoc網絡的這種特點很適合災難救助、偏遠地區通信等應用。

2.2 動態變化的網絡拓撲結構

在Ad hoc網絡中，移動主機可以在網中隨意移動。在自組網中，主機可能同時還是路由器，因此，移動會使網絡拓撲結構不斷發生變化，而且變化的方式和速度都是不可預測的。對于常規網絡而言，網絡拓撲結構則相對較為穩定。

2.3 有限的無線通信帶寬

在Ad hoc網絡中沒有有線基礎設施的支持，均通過無線傳輸來完成。由于無線信道本身的物理特性，它提供的網絡帶寬相對有線信道要低得多。

2.4 有限的主機能源

在Ad hoc網絡中，主機均是一些移動設備，如PDA、便攜計算機或掌上電腦。由于主機可能處在不停的移動狀態下，主機的能源主要由電池提供，因此Ad hoc網絡有能源有限的特點。

2.5 網絡的分布式特性

在Ad hoc網絡中沒有中心控制節點，主機通過分布式協議互聯。一旦網絡的某個或某些節點發生故障，其余的節點仍然能夠正常工作。

2.6 生存周期短

Ad hoc網絡主要用于臨時的通信需求，相對與有線網絡，它的生存時間一般比較短。

2.7 有限的物理安全

移動網絡通常比固定網絡更容易受到物理安全攻擊，易于遭受竊聽、欺騙和拒絕服務等攻擊。現有的鏈路安全技術有些已應用于無線網絡中來減小安全攻擊。不過Ad hoc網絡的分布式特性相對于集中式的網絡具有一定的抗毀性。

3 Ad hoc網絡的發展現狀

Ad hoc網絡是一種沒有任何中心實體、自組織、自愈網絡，由于不需要固定的通信基礎設施，人工干預也少。網絡中各無線移動用戶可動態、隨意、頻繁地加入和退出，無須事先示警或通知，彼此相互協作，通過無線鏈路交換信息進行通信。

Ad hoc網絡是典型的分布式網絡，將CR技術應用于該網絡中，旨在實現分布式頻譜共享，這就需要有相應的MAC層策略和路由策略進行理論和技術支持。首先，認知用戶之間在進行通信前要完成發送請求、允許發送等數據分組的交換和傳輸，所以要重視全局公共控制信道的要求?？梢愿倪MIEEE802．11標準中有關MAC層控制信道策略，以適用于CR Ad hoc應急網絡；其次，對于路由策略來說，傳統的路由指標如跳數、擁塞等作為路由選擇的依據不再充分，提出了基于最小時延、信道切換頻率這兩種新的衡量指標，以實現最佳路由的選擇；最后，采用CR技術的Ad hoc網絡會受到周圍其他無線網絡系統較大的干擾波動，為解決這一問題，采用空時塊碼（STBC）分布式自動重傳請求（ARQ）技術，該技術旨在自適應周圍環境以避開強干擾區域進行路由選擇。

[1]劉元.認知無線電的關鍵技術和應用研究[J].通信技術,2007

[2]周賢偉，孟潭，王麗娜，張雪松，李超.認知無線電研究綜述[J].電訊技術,2006

[3]暢志賢.認知無線電技術綜述[J].電視技術.2007

周橋梁，1986-，女，漢，湖北，碩士，講師，信息處理及通信系統研究方向。