車輛Adhoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究

1、車輛 Ad hoc 網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究作為沒有基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)，因其組網(wǎng)靈活、生命力強(qiáng)、自組織等特點(diǎn)， 在軍事和民用方面具有廣闊的應(yīng)用前景， 是目前網(wǎng)絡(luò)研究中的熱點(diǎn)問題。近年來車輛Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)( Vehicular Ad hoc Networks )因其突出的特點(diǎn)和日益廣泛的應(yīng)用而成為其中一個研究方向 1 。隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展以及汽車制造行業(yè)的競爭日益激烈，汽車將變成“輪子上的計算機(jī)( Computer workson wheels )”，或者“輪子上的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)( Computer workson wheels )”2 。目前，汽車制造商已經(jīng)在汽車信息技術(shù)方面取得重大進(jìn)步一輛汽車可以包

2、含數(shù)十個相互連接的處理器， 它通常包含一個中央處理計算機(jī)以及一個事件記錄器( Event DataRecorder )，類似飛機(jī)上使用的黑盒子。它也可以包含GP眼收儀、導(dǎo)航系統(tǒng)、一個或者多個雷達(dá)。有了這些技術(shù)和設(shè)備，車輛對其周圍環(huán)境的反應(yīng)能力大幅增加，并進(jìn)而增加交通系統(tǒng)的效率和安全性?？紤]到車輛通信所可能帶來的巨大利益以及巨大的車輛數(shù)目，車輛Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)很有可能成為未來最大的 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)。車輛 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的研究得到了研究者的日益重視。美國政府FCCB門也為車輛Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的通信劃分出75MH希寬,與傳統(tǒng)移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)相比，車輛Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)獨(dú)有的特性為其研究帶來了

3、新的挑戰(zhàn) 3,4 一是高速的拓?fù)渥兓?。車輛行駛的速度通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)移動 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)移動的速度，這導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓宇l繁和復(fù)雜。二是頻繁的網(wǎng)絡(luò)分隔。由于車輛Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)及其節(jié)點(diǎn)的高速移動性，網(wǎng)絡(luò)會被頻繁地分割（或重新組合）成很多部分。一個車輛很有可能無法與離它不是很遠(yuǎn)的另一輛車通信，因為它們中間缺少中繼者。這使得傳統(tǒng)移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的很多協(xié)議（特別是路由協(xié)議）不再有效。三是網(wǎng)絡(luò)有效路徑的時效短。四是有限的冗余性。1 .2 國內(nèi)外研究動態(tài)車輛 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)作為無線移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域近幾年新出現(xiàn)的一個研究熱點(diǎn)， 吸引了研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)眾多研究者的關(guān)注。相關(guān)的重要國

4、際會議也開始組織專門的討論組對車輛 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò) 問題進(jìn)行討論，比如Infor從xx年起開始設(shè)置VANETb會，對車輛 移動 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)面臨的問題和熱點(diǎn)進(jìn)行討論。主要有下面幾個研究的熱點(diǎn)。2 ）數(shù)據(jù)發(fā)布和路由 2 車輛 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究消息分發(fā)機(jī)制的目的在于把緊急消息可靠地傳遞給目標(biāo)節(jié)點(diǎn)， 比如事故和道路警告系統(tǒng) 5,6 。這種安全相關(guān)的緊急數(shù)據(jù)發(fā)布不同于傳統(tǒng)的路由問題，其數(shù)據(jù)的傳輸是突發(fā)的、少量的，不需要建立長期的固定路由，而且要求非常短的反應(yīng)時間和高度的可靠性，相關(guān)的研究在VANET卻獨(dú)成一個分支，稱為數(shù)據(jù)發(fā)布( data dissemination )。車輛Ad

5、 Hoc網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，至關(guān)重要的一點(diǎn)就是設(shè)計成功的路由機(jī)制，也可以說成功的路由協(xié)議也是車輛Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)能否被大規(guī)模推廣的前提。根據(jù)應(yīng)用的不同，車輛Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信可以分為兩類，一類是跟安全緊急應(yīng)用相關(guān)的消息分發(fā)機(jī)制 ( messagedissemination ) ，另一類是用于非緊急應(yīng)用(如Inter 連接和文件傳輸)的路由協(xié)議。車輛 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)具有拓?fù)渥兓l繁、節(jié)點(diǎn)高速移動、路徑多跳、連接壽命短等特點(diǎn)，這使得傳統(tǒng)Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)中一些典型的路由協(xié)議不能簡單移植應(yīng)用在車輛Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中，因為協(xié)議性能會急劇下降。3 )定位問題盡管針對Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)和傳感器網(wǎng)絡(luò)

6、的定位技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)了很多，如GPS APIT、DV-Hop等。但這些定位技術(shù)或者是需要多個基站的支持，或者僅能夠提供精度有限的定位。車輛Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中新的應(yīng)用，對定位技術(shù)提出了新的需求，例如對高精度的需求， 車輛之間的定位誤差應(yīng)該能夠達(dá)到厘米級別而不是米級別；對不依賴基礎(chǔ)設(shè)施定位的需求，在車輛Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)推廣的初期， 將僅有少量的路段能夠部署基礎(chǔ)設(shè)施， 這就要求定位技術(shù)必須 能夠在不完全依賴基礎(chǔ)設(shè)施的前提下保證其定位能力。一些新的無線電技術(shù)將能夠幫助實現(xiàn)車輛AdHoc 網(wǎng)絡(luò)的定位，例如 UW(B Ultra WideBand )超寬帶寬技術(shù)，這種技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)較高精 度的檢測，但仍然要

7、做很多工作，來使其適應(yīng)車輛 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需求。4 ) 安全問題在應(yīng)用的推動下， 車輛Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的研究發(fā)展迅速，但是，目前有些學(xué)者已經(jīng)指出未來的車輛Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)可能面對著一系列的安全威脅75,76 ，這些安全威脅會影響到車輛 AdHoc 網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率、甚至可能會影響到人們的生命安全。Sybil 攻擊 7,8,9 就是一個典型的例子。5 ) 其它重要的熱點(diǎn)問題除了上面提到的問題以外， 還有許多關(guān)鍵問題也引起了研究者廣泛的興趣，包括管理問題、時間同步等。1.3 主要研究工作本文的主要工作成果包括第一，提出在車輛AdHoc網(wǎng)中整合服務(wù)發(fā)現(xiàn)過程和路由建立過程的方法并對其進(jìn)行了

8、詳細(xì)設(shè)計。該方法有效減少了系統(tǒng)的開銷、加快了路由建立過程；第二，根據(jù)車輛Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化規(guī)律，提出并詳3第1章緒論細(xì)分析和設(shè)計了分布式路由維護(hù)方案。該方案能在拓?fù)淇焖僮兓能囕v Ad Hoc網(wǎng)中以較小的代價維持節(jié)點(diǎn)間的路由、增加路徑的有效吞吐量；第三，詳細(xì)分析了車輛 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)中頻繁出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)分隔問題，并提出解決途徑。該途徑能夠在網(wǎng)絡(luò)分隔發(fā)生的情況下，實現(xiàn)車輛Ad Hoc 網(wǎng)中端到端的通信。最后， 指出了目前仍然存在的問題， 討論了未來可能的研究方向。1.4 本文內(nèi)容安排論文的主要內(nèi)容共分為六章，具體的內(nèi)容安排如下第一章講述了本文研究的背景以及國內(nèi)外研究動態(tài)， 提出了本文的

9、主要研究目標(biāo)和研究工作并介紹了本文的組織結(jié)構(gòu)。第二章研究了 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史、概念、特點(diǎn)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以 及理論和技術(shù)上研究的熱點(diǎn)問題。第三章詳細(xì)研究了 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的分類，并對常用路由協(xié) 議自身具備的特性做了研究和分析。第四章首先介紹了車輛Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)模型，在此基礎(chǔ)上設(shè)計出一種針對車輛 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的新型路由機(jī)制，并詳細(xì)介紹了機(jī)制中的路由發(fā)現(xiàn)、路由維護(hù)、數(shù)據(jù)分布過程和網(wǎng)絡(luò)分隔管理問題。第五章簡單介紹NS2網(wǎng)絡(luò)仿真軟件的產(chǎn)生歷史、設(shè)計目標(biāo)和使用NS2a行路由協(xié)議仿真的一般步驟。然后，利用NS2軟件，對四種協(xié)議（本文提出的協(xié)議 SDRP兩種 常用的傳統(tǒng)Ad Hoc網(wǎng)

10、絡(luò)路由協(xié)議AOD而DSR車輛Ad Hoc網(wǎng)專用 協(xié)議DPP在模擬環(huán)境下進(jìn)行仿真，并對仿真結(jié)果進(jìn)行研究和分析。通過比較幾種路由協(xié)議在幾種特殊場景下的性能，得出本文協(xié)議的優(yōu)越性和有效性。第六章總結(jié)全文并指出下一步研究工作。最后，列出了論文的主要參考文獻(xiàn)。4 車輛Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究5第2章AD HOCJ絡(luò)基本理論 第第2章AD HOCJ絡(luò)基本理論2.1Ad hoc網(wǎng)絡(luò)概述211Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生隨著人們對隨時隨地可以進(jìn)行自由通信的需求，近幾年來，無線通信網(wǎng)絡(luò)無論在技術(shù)上、 還是在商業(yè)上都獲得了飛速的發(fā)展， 并 且已經(jīng)在世界范圍內(nèi)被廣泛地應(yīng)用。由于能靈活、快速、方便地支持用戶的移動性，使

11、得無線通信網(wǎng)絡(luò)成為個人通信和 Inter 發(fā)展的方向， 而且也只有通過無線通信網(wǎng)絡(luò)才能實現(xiàn) “任何人在任何時間、 任何地點(diǎn)與任何人進(jìn)行任何種類的信息交換”的理想的通信目標(biāo)。目前主要的無線通信網(wǎng)絡(luò)可分為兩大類，一類是由目前的第 2 代數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)(ZG,包括GSM10 CDMA11跨)發(fā)展而來的 第2.5代(2.5G ,包括GPRS CDMA1籌)和第3代(3G,包括 WCDMACDMA2000、TD-SCDMA)移動通信系統(tǒng)。另一類是應(yīng)用了國際電氣和電子工程師協(xié)會(IEEEInstituteofElectrical andElectronic Engineers) 開發(fā)的 802 系列

12、無線協(xié)議 的無線通信系統(tǒng)。根據(jù)覆蓋范圍，這些系統(tǒng)可分為無線個人網(wǎng) (WPANWirelessPersonalArea Network， 包括 IEEE802.15.1 藍(lán)牙 12 、 IEEE802.15.3超寬帶接入) 、無線局域網(wǎng) (WLANWireless LocalArea Network ，包括IEEE802.1113/a/b/g, HiperLAN)和無線城域網(wǎng)(WMANWirelessMetropolitanArea Network, 包括 IEEE802.1614 、IEEE802.2015,16) 。這些技術(shù)大大方便了人民的生活，同時也促進(jìn)了無線通信技術(shù)的 發(fā)展。我們通常提到

13、的無線通信技術(shù)一般都是中心式的，它的運(yùn)行離不開預(yù)先部署的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。典型的例子有: 蜂窩移動通信系統(tǒng)要有基站和移動交換中心等基礎(chǔ)設(shè)施的支持；而無線局域網(wǎng)中移動終端則主要通過接入點(diǎn) (APAessPoint) 接入有線骨干網(wǎng)。這兩種網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)都是基于中心控制的，實際上其無線鏈路都只有一跳(無線單跳)。但對于有些特殊場合來說，這種有中心的移動網(wǎng)絡(luò)并不能勝任，因為不可能有這種預(yù)先部署的固定設(shè)施可以使用。比如，在戰(zhàn)場上指揮快速展開的部隊，發(fā)生地震或水災(zāi)等大型災(zāi)害后的營救， 太空環(huán)境中科學(xué)考察、 偏遠(yuǎn)地區(qū)作業(yè)以及臨時性的大型會議等。在這些應(yīng)用場景中，不能依賴于任何預(yù)設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施，或者預(yù)先架設(shè)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

14、設(shè)置己經(jīng)因災(zāi)害或戰(zhàn)爭而損毀不能發(fā)揮作用。在此情況下，一種能夠臨時快速自動組網(wǎng)的移動網(wǎng)絡(luò)無線移動 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生，并且迅速成為了移動通信技術(shù)的一個重要分支，在未來的通信技術(shù)中占據(jù)重要地位。6 車輛Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究212Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展移動Adhoc 網(wǎng)絡(luò)的起源可以值得追溯到 1968年。當(dāng)時為了能夠和夏威夷群島的教育機(jī)構(gòu)交換數(shù)據(jù)，美國建立了一種使用無線電廣播技術(shù)的報文交換計算機(jī)網(wǎng)(ALOHAJ絡(luò))，雖然只是一種單跳的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，但是 ALOHA9絡(luò)為日后移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的 發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。移動 Ad hoc 網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展主要由軍事需求所推動，它的前身是報文無線網(wǎng)(

15、PRNetPacket RadioNetwork )。早在 1972 年，美國國防部高級研究規(guī)劃署( DARPA:DefenseAdvancedResearch ProjectAgency )就啟動了報文無線網(wǎng)項目( PRNetPacket RadioNetwork )，研究在戰(zhàn)場環(huán)境下利用報文無線網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。此后，DARPAF 1983年啟動了高殘存性自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)項目(SURANSurvivable AdaptiveNetwork),研究如何將 PRNET勺研究成 果加以擴(kuò)展，以支持更大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)。此外，還要研發(fā)能夠適應(yīng)戰(zhàn)場快速變化環(huán)境需要的自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。繼續(xù)SURAN)研究成果，198

16、7年出現(xiàn)了低開銷報文無線技術(shù)( LPRLow-cost PacketRadio )，它基于 Intel8086 微處理器，是采用直序擴(kuò)頻通信的報文交換系統(tǒng)。為了進(jìn)行持續(xù)的研究，1994年，DARPA1啟動了全球移動信息系統(tǒng) GloMo( Globle MobileInformation Systems )項目，旨在對能夠滿足軍事應(yīng)用需要的、 可快速展開、 高抗毀性的移動信息系統(tǒng)進(jìn)行全面深入的研究。近年來，移動Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)逐漸從軍事領(lǐng)域走向民用。美國軍方于1997 年實施的戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)(TITactical Inter )是目前最大規(guī)模的多跳報文無線網(wǎng)，ELBACT(D Extending

17、theLittoralBattle-space AdvancedConcept TechnologyDemonstration )是美國軍方 1999年建立的另一個移動 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)。2000年，DAPR能助了的研究“自愈式雷場系統(tǒng)”(采用智能化的移動反坦克地雷陣來挫敗敵人對地雷防線的突破) 就是一個典型的移動 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實例。不僅限于軍事領(lǐng)域，移動 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)目前在民用領(lǐng)域的應(yīng)用也已 得到長足發(fā)展。到 20 世紀(jì) 90 年代，基于射頻和紅外技術(shù)的各種無線通信設(shè)備的出現(xiàn)以及筆記本電腦的流行，使得移動 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)在民用通信領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大的應(yīng)用空間。成立于 1991

18、 年 5 月的 IEEE802.ll 標(biāo)準(zhǔn)委員會采用了“ Ad hoc 網(wǎng) 絡(luò)”一詞來描述這種特殊的、自組織、對等式多跳移動通信網(wǎng)絡(luò)，移動 Ad hoc 網(wǎng)絡(luò)就此誕生。互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組( The InterEngineering TaskForce ， IETF)為此還專門成立了一個MANE(T Mobile Ad Hoc Network )工作組來研究這種網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議，并制訂了一系列協(xié)議與草案。除此之外，國內(nèi)外眾多高校與研究機(jī)構(gòu)也紛紛展開了對移動 AdHoc網(wǎng)絡(luò)的廣泛研究，短短幾年間，移動 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為學(xué)術(shù) 界研究的熱點(diǎn)。7第2章ADHOO絡(luò)基本理論213Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的概念

19、移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中“Ad Hoc” 一詞拉丁語，其含義是“ For this ”，引申為“Forthispurpose only ”，即“專為某種目的，特別的”意思，意即移動Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)是一種有特殊用途的網(wǎng)絡(luò)。Whatis.對移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)是這樣定義的移動 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)是一個局域網(wǎng)或小型網(wǎng)絡(luò)， 它采用無線通信技術(shù)， 網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)互相作為其鄰居節(jié)點(diǎn)的路由器，通過節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)，實現(xiàn)移動 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部主機(jī)之間和內(nèi)部主機(jī)與外部主機(jī)之間的通信。移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)可以獨(dú)立工作，也可以與Inter或蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)連接。在后一種情況中， 移動 Ad hoc 網(wǎng)絡(luò)通常是以末端子網(wǎng) (樹

20、樁網(wǎng)絡(luò))的形式接入現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)。圖 2.1 一種典型的移動 Ad hoc 網(wǎng)絡(luò)示意圖圖 2.1 給出了一種典型的移動AD HOCJ絡(luò)示意圖，其中圖2.1 (a)是其物理結(jié)構(gòu)圖，而圖2.1 (b)給出了其邏輯結(jié)構(gòu)圖。由圖可見，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)可以是帶有無線接口的筆記本電腦、個人數(shù)字助理(PDA)、掌上電腦、智能手機(jī)等移動終端，每個節(jié)點(diǎn)的地位平等， 無需設(shè)置任何中心控制節(jié)點(diǎn)， 節(jié)點(diǎn)都可以通過無線信道的連接形成一個靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， 網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)隨著節(jié)點(diǎn)的移動而動態(tài)變化， 網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)同時具有主機(jī)和路由器的功能作為主機(jī)， 節(jié)點(diǎn)提供面向用戶的服務(wù)；作為路由器，節(jié)點(diǎn)運(yùn)行相應(yīng)的路由協(xié)議，并根據(jù)路由策略參與報文轉(zhuǎn)發(fā)

21、和路由維護(hù)。由于每個節(jié)點(diǎn)的覆蓋范圍有限，兩個無法直接通信的無線節(jié)點(diǎn)可 以通過多個中間節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)來實現(xiàn)通信。如圖2.1 (b)中的節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)G無法直接通信，但節(jié)點(diǎn)A和節(jié) 點(diǎn)G可以通過路徑 AB F-G或者路徑 A B C ErF-G進(jìn)彳丁 通信，即節(jié)點(diǎn)間以多跳(Multi-Hop) 方式進(jìn)行相互之間的數(shù)據(jù)傳輸。這樣，節(jié)點(diǎn)通過相互的協(xié)作自組織成一個連通的無線多跳網(wǎng)絡(luò)，因此，移動 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)又稱為多跳無線網(wǎng)( Multi-HopWirelessNetwork )、自組織網(wǎng)絡(luò)( Self-Organized Network )或無基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)( Infrastructure lessNet

22、work )。8車輛Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究214Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)與傳統(tǒng)的無線通信網(wǎng)絡(luò)和固定網(wǎng)絡(luò)相比，移動 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)具有以下特點(diǎn)17-19l) 無中心移動 Ad hoc 網(wǎng)絡(luò)中沒有嚴(yán)格的控制中心，所有節(jié)點(diǎn)的地位平等，組成一個對等式網(wǎng)絡(luò)。其中的節(jié)點(diǎn)可以隨時加入和離開網(wǎng)絡(luò)，任何節(jié)點(diǎn)的故障不會影響整個網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，與有中心的網(wǎng)絡(luò)相比，移動 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)具有分布式特征、節(jié)點(diǎn)的冗余性等特點(diǎn)，具有很強(qiáng)的健壯性和抗毀性。2) 自組織移動 Ad hoc 網(wǎng)絡(luò)相對常規(guī)通信網(wǎng)絡(luò)而言，最大的區(qū)別就是可以不需要現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施(包括有線和無線網(wǎng)絡(luò))的支持，通過分布式算法來協(xié)調(diào)彼此的行為， 在

23、任何時刻任何地方快速展開并構(gòu)建起一個移動通信網(wǎng)絡(luò)。3) 動態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指從網(wǎng)絡(luò)層角度來看，物理網(wǎng)絡(luò)的邏輯視圖。在移動 Ad hoc 網(wǎng)絡(luò)中，移動用戶終端可以隨機(jī)地在網(wǎng)絡(luò)中移動， 加上無線發(fā)送裝置發(fā)送功率的變化、 無線信道間的互相干擾因素、 地形等綜合因素的影響， 移動終端間通過無線信道形成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)隨時可能發(fā)生變化， 而且變化的方式和速度都是難以預(yù)測的， 具體的體現(xiàn)就是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中代表移動終端頂點(diǎn)的增加或消失， 代表無線信道的有向邊的增加和消失，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分割和合并等等。而對于傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)而言，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)則表現(xiàn)較為穩(wěn)定。這是移動 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)

24、的最大區(qū)別之一。4) 多跳路由由于節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率的限制，節(jié)點(diǎn)的覆蓋范圍有限。當(dāng)節(jié)點(diǎn)要與其覆蓋范圍之外的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信時，需要中間節(jié)點(diǎn)的多跳轉(zhuǎn)發(fā)。與固定網(wǎng)絡(luò)的多跳不同，移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的多跳路由是由普通的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在無線鏈路上接力完成的， 而不是由專用的路由設(shè)備 （如路由器）完成。移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的每一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)扮演著多個角色，它們可以是服務(wù)器、終端，也可以是路由器。5）受限的無線傳輸帶寬移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)采用無線傳輸技術(shù)作為底層通信手段， 由于無線信道本身的物理特性， 它所能提供的網(wǎng)絡(luò)帶寬相對有線信道要低得多。此外，無線信道競爭共享產(chǎn)生的沖突、信號衰減、噪音和信道之間干擾等多種因素，

25、使得移動終端得到的實際帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于理論上的最大帶寬，并且會隨時間動態(tài)地發(fā)生變化。我們在實際環(huán)境中的測試表明，在鏈路層采用 802.llb 的移動 AdHoc網(wǎng)絡(luò)中，理論上一跳帶寬是11Mb/s,而采用不同的無線網(wǎng)卡所測得的結(jié)果是3Mb/s 到 6Mb/s 之間。6）存在單向的無線信道9第2章ADHOCW絡(luò)基本理論移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)采用無線信道通信， 由于天線的發(fā)射功率和接收門限、 傳播模式以及地形環(huán)境等因素， 可能使得兩個節(jié)點(diǎn)之間存在單向鏈路， 即一個節(jié)點(diǎn)可以成功地向另一個節(jié)點(diǎn)發(fā)送報文，而反向則無法通信。這些單向信道可能為路由協(xié)議帶來三個嚴(yán)重的影響認(rèn)知的單向性、路由單向性和匯聚點(diǎn)不可達(dá)20

26、。7）移動終端的局限性在移動 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中，無線終端通常以PDA掌上型電腦或手持式電腦為主要形式。相對于臺式機(jī)而言，在帶來移動性、靈巧、輕便等好處的同時，其固有的特性，例如依靠電池這樣的可耗盡能源提供電源（ 車輛終端的電源相對而言較有保障）、內(nèi)存較小、CPU性能較低等，給應(yīng)用程序設(shè)計開發(fā)和推廣帶來一定的難度。同時屏幕等外設(shè)較小，不利于開展功能較復(fù)雜的業(yè)務(wù)。而且，考慮到成本和易攜帶性，移動節(jié)點(diǎn)不能配備太多的無線收發(fā)器并且一般依靠具有有限能量的電池供電。因此如何有效利用電池能量和系統(tǒng)資源，是移動實用化所面臨的一個非常突出的問題。8） 低安全性相對固定網(wǎng)絡(luò)而言，移動無線網(wǎng)絡(luò)一般更易遭遇物理安全

27、威脅。由于無線網(wǎng)絡(luò)的廣播式信道，外部攻擊者更易于在物理層上進(jìn)行 竊聽、欺騙、拒絕服務(wù)等攻擊。此外，由于移動Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的巨大差異，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的許多安全策略和機(jī)制不再適用。因此，傳統(tǒng)的安全措施如信道加密、抗干擾、用戶認(rèn)證、密鑰管理、訪問控制等機(jī)制在移動 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)都必須重新考慮和設(shè)計。上述特點(diǎn)使得移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)在體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)組織、協(xié)議設(shè)計 等方面都與普通的蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)和無線局域網(wǎng)有著顯著的區(qū)別。無線局域網(wǎng)的研究內(nèi)容集中在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，而移動 AdHoc網(wǎng)絡(luò)的研究內(nèi)容覆蓋了協(xié)議的所有層。215Ad hoc 網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的許多優(yōu)良特性為它在

28、 民用和軍用通信領(lǐng)域占據(jù)了一席之地提供了有利的依據(jù)。首先，移動AdHoc 網(wǎng)絡(luò)的自組織性提供了廉價并且快速部署網(wǎng)絡(luò)的可能； 其次， 多跳和中間節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)特性可以減少每個終端的發(fā)射功率而不降低網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，從而天線和相關(guān)發(fā)射/ 接收單元的設(shè)計難度和成本得以降低， 并使得無線終端的小型化、 低功耗成為可能。從共享無線信道的角度來看，移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)降低了信號沖突的幾率，提高了信道利用率； 從用戶的角度看，低功率的無線電波產(chǎn)生的電磁輻射較少，對用戶身體健康的影響較小。另外，網(wǎng)絡(luò)的魯棒性、抗毀性，使得移動Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)在某些特殊的場景中，更是不可替代的方案。結(jié)合當(dāng)前的應(yīng)用領(lǐng)域和未來的發(fā)展趨勢

29、，移動Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用場合包括以下方面1）軍事應(yīng)用10車輛Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究針對移動 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的研究是因軍事應(yīng)用而發(fā)起的，因此，軍事應(yīng)用仍是移動 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的主要應(yīng)用領(lǐng)域。因其特有的無需架設(shè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、可快速展開、抗毀性強(qiáng)等特點(diǎn)，無線 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字化戰(zhàn)場通信的首選技術(shù)，并已經(jīng)成為戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)。美軍研制的大量可應(yīng)用于單兵、車輛、指揮所等不同場合的無線自組織網(wǎng)絡(luò)設(shè)備， 在阿富汗反恐戰(zhàn)爭、 第二次海灣戰(zhàn)爭中得到了廣泛應(yīng)用。在可以預(yù)見的將來信息化軍事斗爭中，移動Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)將發(fā)揮著更為重要的作用。2) 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（ Wire

30、1ess SensorNetwork ）是一種特殊的移動 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)，它由大量的無線傳感器節(jié)點(diǎn)組成，每個傳感器節(jié)點(diǎn)由數(shù)據(jù)采集模塊（傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器）、數(shù)據(jù)處理和控制模塊（微處理器、存儲器）、通信模塊（無線收發(fā)器）和供電模塊（電池、DC/DClg量轉(zhuǎn)換器）等組成15,節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率很小，地理位置較為分散，因此移動 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)特有的無線多跳通信方式是其非常實用的解決方案。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)不僅在軍事應(yīng)用，而且在環(huán)境監(jiān)測等民用領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。3) 緊急事故和臨時突發(fā)場合在發(fā)生了地震、水災(zāi)、強(qiáng)熱帶風(fēng)暴或遭受其他災(zāi)難打擊后，固定的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施(如有線通信網(wǎng)絡(luò)、蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)

31、的基站等網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、 衛(wèi)星通信地球站以及微波接力站等)可能因被摧毀而無法正常工作； 在比較苛刻環(huán)境條件下 (如處于邊遠(yuǎn)或偏僻野外地區(qū)時) ， 同樣無法依賴預(yù)設(shè)或固定的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施進(jìn)行通信，移動 Ad hoc 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)因其獨(dú)立組網(wǎng)能力和自組織特點(diǎn)而成為這些場合通信的最佳選擇。類似地，對于臨時場合的通信，例如在大型會議、慶典、展覽等場合，移動 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的采用可以免去布線和部署網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的繁瑣工作。4) 個人通信無線個域網(wǎng)WPA(NWireless PersonalArea Network )是移動 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的又一個重要應(yīng)用領(lǐng)域，它可以用作實現(xiàn)PDA、手機(jī)、 筆記本電腦等多種個人通信

32、設(shè)備之間的通信， 并可以構(gòu)造虛擬教室和討論組等嶄新的移動對等應(yīng)用(MP2P)?？紤]到電磁波輻射的問題，個人網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備的無線發(fā)射功率應(yīng)盡量小，這種情況下移動 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的多跳通信特點(diǎn)將再次展現(xiàn)其優(yōu)勢。藍(lán)牙技術(shù)中的散射網(wǎng) 21 ( Scatter )就是一個典型的例子。5) 商業(yè)應(yīng)用移動Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的商業(yè)應(yīng)用包括組建家庭無線網(wǎng)絡(luò)、無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、移動醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)、車輛無線自組網(wǎng)等，開展移動和可攜帶計算等。6）與其他通信系統(tǒng)的融合22移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)還可以作為末端子網(wǎng)通過接入點(diǎn)接入到現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上， 如 Inter 或者蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)， 在解決寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入的 “最后一英里

33、” 11 第 2 章 ADHOC網(wǎng)絡(luò)基本理論問題中被認(rèn)為是非常有前景的解決方案之一 23 。移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)與蜂窩移動通信系統(tǒng)相結(jié)合，利用移動臺的多跳轉(zhuǎn)發(fā)能力擴(kuò)大蜂窩移動通信系統(tǒng)的覆蓋范圍、均衡相鄰小區(qū)的業(yè)務(wù)、提高小區(qū)邊緣的數(shù)據(jù)速率等。7）其它應(yīng)用移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)具有許多優(yōu)良特性，應(yīng)用領(lǐng)域還有很多，需要我們進(jìn)一步去挖掘。2.2Ad hoc 網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu) 2.2.1 節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)移動 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)同時具有普通移動終端和路由器的功能， 就完成的功能而言可以將節(jié)點(diǎn)分為主機(jī)、路由器和無線接口三部分，其中主機(jī)部分（外置計算機(jī)或嵌入式計算機(jī)）完成普通移動終端的功能，包括人機(jī)接口、數(shù)據(jù)處理

34、等應(yīng)用軟件； 路由器部分主要負(fù)責(zé)維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和路由信息，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞木S護(hù)、 對報文的轉(zhuǎn)發(fā)等功能；無線接口部分提供物理上的無線傳輸功能。從物理結(jié)構(gòu)上分，節(jié)點(diǎn)可以分為以下幾類，如圖 2.2 所示單主機(jī)單無線接口、 單主機(jī)多無線接口、 多主機(jī)單無線接口和多主機(jī)多無線接口。手持機(jī)一般采用圖2.2 （a）的單主機(jī)單無線接口的簡單結(jié)構(gòu)，而一個復(fù)雜的車輛節(jié)點(diǎn)可能包括通信車內(nèi)的多個主機(jī)， 因此可以采用圖2.2 (b)或圖2.2 (d)的結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)多個主機(jī)共享一個或多個無線接口。多無線接口具有更大的靈活性和自適應(yīng)能力，可以用來構(gòu)建重疊(Overlay )網(wǎng)絡(luò)，也可用作網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)來互聯(lián)多個移動 Ad Ho

35、c 網(wǎng)絡(luò)。2.2.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)移動 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)一般有兩種結(jié)構(gòu)平面結(jié)構(gòu)和分簇結(jié)構(gòu)。平面結(jié)構(gòu)又稱對等式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)采用全分布式控制，所有節(jié)點(diǎn)的地位平等。圖2.1 (b)所示的移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)就是采用的平面結(jié)構(gòu)。而在分簇結(jié)構(gòu) (如圖 2.3 ) 中， 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)被劃分成簇(cluster ) ，每一個簇產(chǎn)生一個簇首( cluster header )負(fù)責(zé)本簇中節(jié)點(diǎn)的管理，這些簇首形成了高一層次的網(wǎng)絡(luò)。在高一層次網(wǎng)絡(luò)中，又可以分簇，再次形成更高一層次的網(wǎng)絡(luò)，直至最高層次。在不同的簇中可使用不同的工作頻率，在簇內(nèi)可采用高效的多址協(xié)議，如 UPMA24( user-dependent Perf

36、ect-schedulingMultipleAess )、TDMA FDMA CDM第。在分簇結(jié)構(gòu)中，需要采用自組織算法(如 CBRP25ClusterBasedRouting Protocol )來產(chǎn)生簇和簇首、計算最佳路由和進(jìn)行動態(tài)資源分配，簇首節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)簇間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。在圖 2.3 所示的例子中，當(dāng)節(jié)點(diǎn) 20要與節(jié)點(diǎn) 18通信時，節(jié)點(diǎn) 20先把數(shù)據(jù)發(fā)送給本簇的簇首，即節(jié)點(diǎn) 21，節(jié)點(diǎn) 21 發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn) 18 在不在本簇中，就把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給節(jié)點(diǎn) 18 的簇首即節(jié)點(diǎn) 11（可能要經(jīng)過其它簇首的轉(zhuǎn)發(fā)），節(jié)點(diǎn) 11 收 12 車輛 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究到數(shù)據(jù)后，發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn) 18 是自己簇的成員

37、，把數(shù)據(jù)發(fā)送給節(jié)點(diǎn) 18 。圖 2.2 移動 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖圖 2.3 移動 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的分簇結(jié)構(gòu)示意圖平面結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)比較簡單， 網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)是完全對等的，原則上不存在瓶頸，所以比較健壯，但其缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)規(guī)模受限， 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模增加到某個程度時， 所有的帶寬都可能被路由協(xié)議消耗掉 27 ， 網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性較差， 因此在這種情況下應(yīng)優(yōu)先考慮分簇結(jié)構(gòu)。然而，分簇結(jié)構(gòu)也有其缺點(diǎn)需要復(fù)雜的簇首選擇算法和簇維護(hù)算法；簇首節(jié)點(diǎn)的任務(wù)相對較重，可能成為網(wǎng)絡(luò)的瓶頸；簇間路由不一定是最優(yōu)路由?？傊?，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小時，應(yīng)當(dāng)采用簡單的平面結(jié)構(gòu)，而當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大時應(yīng)當(dāng)采用分簇結(jié)構(gòu)。13第2

38、章AD HOCJ絡(luò)基本理論2.3Adhoc網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)雖然目前傳統(tǒng)固定網(wǎng)絡(luò)和蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的各種協(xié)議比較成熟，但由于 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)動態(tài)變化的特性， 且其體系結(jié)構(gòu)、服務(wù)質(zhì)量等技術(shù)相對較為復(fù)雜，因此這些協(xié)議無法直接應(yīng)用于 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)。近些年，隨著移動Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的商用價值逐步被人們所認(rèn)知，其已成為世界范圍內(nèi)研究熱點(diǎn)， 并逐漸發(fā)展成為相對較獨(dú)立的研究領(lǐng)域?？偨Y(jié)目前國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀， Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究重點(diǎn)主要集1） 信道接入技術(shù)信道接入技術(shù)是決定了節(jié)點(diǎn)如何 接入無線信道，該技術(shù)屬于 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的物理層技術(shù)，對網(wǎng)絡(luò)的性能有著重要的影響。Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的無線信道是一

39、種多跳共享的多點(diǎn)信道，該網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)和一些基于基礎(chǔ)設(shè)施的無線網(wǎng)絡(luò)有著本質(zhì)的區(qū)別。目前已經(jīng)提出的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的信道接入?yún)f(xié)議有很多種，例如單信 道接入?yún)f(xié)議MACAWMACA802.11DCF等27-29協(xié)議；雙信道接入?yún)f(xié) 議DBTMABAPU30-32等；多信道接入?yún)f(xié)議 HRMA33等；發(fā)送方主 動的信道接入?yún)f(xié)議MAC A MACAWS接收方主動的信道接入?yún)f(xié)議 MACA-BI RIMA等。2 ）網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu) Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對網(wǎng)絡(luò)的性能、規(guī)模和擴(kuò)充性起著重要的作用。Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)一般采用的是分布式的結(jié)構(gòu)，即完全分布式結(jié)構(gòu)和分層分布式結(jié)構(gòu)，這兩種結(jié)構(gòu)又被稱作為平面結(jié)構(gòu)和分簇結(jié)構(gòu)。

40、平面結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)比較簡單， 但是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模增大到一定程度時，網(wǎng)絡(luò)的性能會受到很大的影響， 因此平面結(jié)構(gòu)的擴(kuò)充性比較差， 主要 適合小型網(wǎng)絡(luò)。分簇結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)是把整個網(wǎng)絡(luò)按區(qū)域分成若干個簇，分簇結(jié)構(gòu)的具有較好的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)充性， 并且網(wǎng)絡(luò)管理更加方便， 目前在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中主要是針對分簇結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究， 其中最關(guān)鍵的是分簇算法， 典型的分簇算法有最高節(jié)點(diǎn)度算法、基于節(jié)點(diǎn) ID 的算法、節(jié)點(diǎn)權(quán)重啟發(fā)式算 法。3 ）路由協(xié)議性能良好的路由協(xié)議是建立 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵問題，因此路由協(xié)議的研究成為 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)中研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)路由的主要問題是保存在節(jié)點(diǎn)中的分布式路由數(shù)據(jù)庫的信息采用什

41、么方式能夠適用于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膭討B(tài)變化。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中路由算法并不適用于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動態(tài)變化的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò),根據(jù) Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的特性，其路由算法應(yīng)該具有以下特點(diǎn)采用分布式路由算法、無環(huán)路、具有自適應(yīng)能力、具有可擴(kuò)展性、路由計算與維護(hù)開銷少及考慮安全性等。目前提出的路由協(xié)議主要分為主動式路由協(xié)議，如 DSDV34;按 需路由協(xié)議，如AODV35;以及混合式路由協(xié)議，如ZRP還有基于 分簇的路由協(xié)議，如CBRP36。4 ）能量節(jié)省機(jī)制14車輛Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究在 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中能量不足的問題是非常關(guān)鍵的問題， 其決定著網(wǎng)絡(luò)是否能大規(guī)模的應(yīng)用。在 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)中，通常采用自動功率控

42、制、合適的路由算法、智能休眠機(jī)制等方式進(jìn)行節(jié)能。目前， Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)提出的節(jié)能機(jī)制包括功率控制機(jī)制（主要是包括鏈路層的功率控制和網(wǎng)絡(luò)層的功率控制） ，如 PCM， PCMA37-38； 無線網(wǎng)卡動態(tài)關(guān)閉機(jī)制（又分為MACg節(jié)能機(jī)制與2.5層節(jié)能機(jī)制）， 如802.11PSM PAMA等；節(jié)能路由算法有 MBCRMTP等39-40。5 ） 安全問題安全性較差始終是制約Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的重要問題。與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)相比，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)更容易遭受各種安全威脅和攻擊。網(wǎng)絡(luò)通常會面臨包括網(wǎng)絡(luò)的外部和內(nèi)部叛變節(jié)點(diǎn)的雙重攻擊，攻擊者不僅能通過無線鏈路竊聽信息， 還可以發(fā)送偽造信息或篡改所傳輸?shù)男?/p>

43、息； 網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)目和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并非處于穩(wěn)定的狀態(tài)，節(jié)點(diǎn)之間的信任關(guān)系容易受到影響。目前對 AdHoc 網(wǎng)絡(luò)安全性的研究包括安全路由協(xié)議和無線節(jié)點(diǎn)的身份認(rèn)證技術(shù)。已經(jīng)提出的安全路由協(xié)議包括SRP， Aridane ， SAOD，VARAN， SEAD等41-45 。身份認(rèn)證技術(shù)包括單鑰體制的認(rèn)證方案，如復(fù)活鴨子認(rèn)證模型；雙鑰體制的認(rèn)證方案， 如分布式 CA46-47 ， 單/ 雙鑰體制認(rèn)證方案，如基于 hash 鏈認(rèn)證 48-49 。6 ）服務(wù)質(zhì)量（QoS保證QoS是指當(dāng)發(fā)送方向接收方發(fā)送分組數(shù)據(jù)時， 網(wǎng)絡(luò)需要給用戶提供好的傳輸環(huán)境， 用以滿足預(yù)先規(guī)定的服務(wù)性能約束，如帶寬、端到端的延遲及分組丟失率等。隨著業(yè)務(wù)拓展，需要在Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)中傳輸語音、圖像等多媒體業(yè)務(wù)，而多媒體業(yè)務(wù)對帶寬、 時延及時延抖動等都有很高的要求，這就需要提供一定程度的服務(wù)質(zhì)量保證。為了提供完善QoS保證，通常采用的方式包括為發(fā)送方和接收方尋找有充足資源的路由、為流數(shù)據(jù)預(yù)留必要的資源等。提供Qo潴由需要將這些任務(wù)結(jié)合在一起，主