大學(xué)課件研究生信息通信AdHoc網(wǎng)絡(luò)概述與MAC協(xié)議

什么是AdHoc網(wǎng)絡(luò)？

移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)可分為兩類：1、Infrastructured——有基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)，即依賴于固定有線網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)。有線和無(wú)線部分利用“基站”連接。2、AdHoc——無(wú)基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)，不存在固定的路由器，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都具備路由功能，并且都可以移動(dòng)，可以動(dòng)態(tài)的自由鏈接。

什么是AdHoc網(wǎng)絡(luò)？

移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)可分為兩類：1AdHoc網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)主機(jī)的通信

1、移動(dòng)主機(jī)在彼此的通信覆蓋范圍內(nèi)時(shí)——直接通信；2、移動(dòng)主機(jī)不在彼此通信覆蓋范圍之內(nèi)時(shí)——通過(guò)中間的移動(dòng)主機(jī)（如下圖主機(jī)B)；AdHoc網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)主機(jī)的通信

1、移動(dòng)主機(jī)在彼此的通信覆2AdHoc的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

AdHoc的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

3AdHoc的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

1、平面結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單所有結(jié)點(diǎn)都是完全對(duì)等的，原則上不存在瓶頸；缺點(diǎn)：可擴(kuò)充性差維護(hù)路由信息需要大量的控制消息；AdHoc的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

1、平面結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：可擴(kuò)4AdHoc的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2、分級(jí)結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：族成員的功能比較簡(jiǎn)單，不需要維護(hù)復(fù)雜的路由信息，具有很好的可擴(kuò)充性。由于族頭結(jié)點(diǎn)可以隨時(shí)選舉產(chǎn)生，分級(jí)結(jié)構(gòu)也具有很強(qiáng)的抗毀性；缺點(diǎn)：維護(hù)分級(jí)結(jié)構(gòu)需要結(jié)點(diǎn)執(zhí)行族頭選舉算法，族頭結(jié)點(diǎn)可能會(huì)成為網(wǎng)絡(luò)的瓶頸；AdHoc的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2、分級(jí)結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：族成員的功能比較簡(jiǎn)5AdHoc的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

應(yīng)用總結(jié)：1、網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模較小時(shí)——平面式結(jié)構(gòu)；2、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模增大時(shí)——分級(jí)結(jié)構(gòu)；AdHoc的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

應(yīng)用總結(jié)：6AdHoc網(wǎng)絡(luò)的研究熱點(diǎn)

1、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓欤?、線傳輸帶寬有限；3、終端的局限；4、安全性問(wèn)題；5、能量問(wèn)題；6、網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性問(wèn)題；AdHoc網(wǎng)絡(luò)的研究熱點(diǎn)

1、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓欤?AdHoc網(wǎng)絡(luò)的研究熱點(diǎn)

以上所提到的問(wèn)題，大多都是與第二層MAC層和第三層網(wǎng)絡(luò)層的性能有直接的關(guān)系；AdHoc網(wǎng)絡(luò)的研究熱點(diǎn)

以上所提到的問(wèn)題，大多都是與第二8MAC協(xié)議內(nèi)容

下面綜述目前主要的MAC協(xié)議在AdHoc網(wǎng)絡(luò)中，MAC協(xié)議的功能是控制結(jié)點(diǎn)的報(bào)文傳輸對(duì)無(wú)線媒體的占用,同時(shí)保證網(wǎng)絡(luò)的整體性能。MAC控制結(jié)點(diǎn)接入無(wú)線信道，為上層提供快速、可靠的報(bào)文傳送支持。MAC協(xié)議內(nèi)容

下面綜述目前主要的MAC協(xié)議9載波偵聽(tīng)沖突避免CSMA/CA協(xié)議

①載波偵聽(tīng)沖突避免CSMA/CA協(xié)議其主要思想就是發(fā)送前增加對(duì)信道占用的檢測(cè)來(lái)減少分組傳輸中的沖突。載波偵聽(tīng)包含物理載波偵聽(tīng)和虛擬載波偵聽(tīng)。載波偵聽(tīng)沖突避免CSMA/CA協(xié)議

①載波偵聽(tīng)沖突避免CS10避免沖突的多路訪問(wèn)MACA協(xié)議

②避免沖突的多路訪問(wèn)

MACA協(xié)議

MACA協(xié)議是第一個(gè)使用RTS/CTS控制報(bào)文握手來(lái)解決AdHoc網(wǎng)絡(luò)中隱終端和暴露終端問(wèn)題的信道接入?yún)f(xié)議。

避免沖突的多路訪問(wèn)MACA協(xié)議

②避免沖突的多路訪問(wèn)M11避免沖突的多路訪問(wèn)MACA協(xié)議——隱終端問(wèn)題

⑴隱終端是指在接收結(jié)點(diǎn)的覆蓋范圍內(nèi)而在發(fā)送結(jié)點(diǎn)覆蓋范圍外的結(jié)點(diǎn)。避免沖突的多路訪問(wèn)MACA協(xié)議——隱終端問(wèn)題

⑴12避免沖突的多路訪問(wèn)MACA協(xié)議——暴露終端問(wèn)題⑵暴露終端是指在發(fā)送結(jié)點(diǎn)覆蓋范圍之內(nèi)而在接收結(jié)點(diǎn)覆蓋范圍之外的結(jié)點(diǎn)。避免沖突的多路訪問(wèn)MACA協(xié)議——暴露終端問(wèn)題13避免沖突的多路訪問(wèn)MACA協(xié)議

MACA源于載波偵聽(tīng)沖突避免CSMA/CA。CSMA/CA去掉載波監(jiān)聽(tīng)就變成了MACA。

MACA的基本思想及缺點(diǎn)。避免沖突的多路訪問(wèn)MACA協(xié)議

MACA源于載波14無(wú)線環(huán)境下的多址接入沖突避免MACAW協(xié)議

③MACAW針對(duì)MACW存在的缺點(diǎn)進(jìn)行了改進(jìn)。無(wú)線環(huán)境下的多址接入沖突避免MACAW協(xié)議

③MACAW針對(duì)15MAC層協(xié)議分析與展望

針對(duì)移動(dòng)自組網(wǎng)的特點(diǎn)以及未來(lái)新業(yè)務(wù)的要求，在現(xiàn)有MAC層協(xié)議基礎(chǔ)上可以做以下幾個(gè)方面的研究：①移動(dòng)性預(yù)測(cè)

②提供動(dòng)態(tài)的QoS支持③基于跨層設(shè)計(jì)的全局優(yōu)化

MAC層協(xié)議分析與展望

針對(duì)移動(dòng)自組網(wǎng)的特點(diǎn)以及未16

什么是AdHoc網(wǎng)絡(luò)？

移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)可分為兩類：1、Infrastructured——有基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)，即依賴于固定有線網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)。有線和無(wú)線部分利用“基站”連接。2、AdHoc——無(wú)基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)，不存在固定的路由器，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都具備路由功能，并且都可以移動(dòng)，可以動(dòng)態(tài)的自由鏈接。

什么是AdHoc網(wǎng)絡(luò)？

移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)可分為兩類：17AdHoc網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)主機(jī)的通信

1、移動(dòng)主機(jī)在彼此的通信覆蓋范圍內(nèi)時(shí)——直接通信；2、移動(dòng)主機(jī)不在彼此通信覆蓋范圍之內(nèi)時(shí)——通過(guò)中間的移動(dòng)主機(jī)（如下圖主機(jī)B)；AdHoc網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)主機(jī)的通信

1、移動(dòng)主機(jī)在彼此的通信覆18AdHoc的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

AdHoc的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

19AdHoc的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

1、平面結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單所有結(jié)點(diǎn)都是完全對(duì)等的，原則上不存在瓶頸；缺點(diǎn)：可擴(kuò)充性差維護(hù)路由信息需要大量的控制消息；AdHoc的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

1、平面結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：可擴(kuò)20AdHoc的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2、分級(jí)結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：族成員的功能比較簡(jiǎn)單，不需要維護(hù)復(fù)雜的路由信息，具有很好的可擴(kuò)充性。由于族頭結(jié)點(diǎn)可以隨時(shí)選舉產(chǎn)生，分級(jí)結(jié)構(gòu)也具有很強(qiáng)的抗毀性；缺點(diǎn)：維護(hù)分級(jí)結(jié)構(gòu)需要結(jié)點(diǎn)執(zhí)行族頭選舉算法，族頭結(jié)點(diǎn)可能會(huì)成為網(wǎng)絡(luò)的瓶頸；AdHoc的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2、分級(jí)結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：族成員的功能比較簡(jiǎn)21AdHoc的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

應(yīng)用總結(jié)：1、網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模較小時(shí)——平面式結(jié)構(gòu)；2、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模增大時(shí)——分級(jí)結(jié)構(gòu)；AdHoc的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

應(yīng)用總結(jié)：22AdHoc網(wǎng)絡(luò)的研究熱點(diǎn)

1、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓欤?、線傳輸帶寬有限；3、終端的局限；4、安全性問(wèn)題；5、能量問(wèn)題；6、網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性問(wèn)題；AdHoc網(wǎng)絡(luò)的研究熱點(diǎn)

1、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓欤?3AdHoc網(wǎng)絡(luò)的研究熱點(diǎn)

以上所提到的問(wèn)題，大多都是與第二層MAC層和第三層網(wǎng)絡(luò)層的性能有直接的關(guān)系；AdHoc網(wǎng)絡(luò)的研究熱點(diǎn)

以上所提到的問(wèn)題，大多都是與第二24MAC協(xié)議內(nèi)容

下面綜述目前主要的MAC協(xié)議在AdHoc網(wǎng)絡(luò)中，MAC協(xié)議的功能是控制結(jié)點(diǎn)的報(bào)文傳輸對(duì)無(wú)線媒體的占用,同時(shí)保證網(wǎng)絡(luò)的整體性能。MAC控制結(jié)點(diǎn)接入無(wú)線信道，為上層提供快速、可靠的報(bào)文傳送支持。MAC協(xié)議內(nèi)容

下面綜述目前主要的MAC協(xié)議25載波偵聽(tīng)沖突避免CSMA/CA協(xié)議

①載波偵聽(tīng)沖突避免CSMA/CA協(xié)議其主要思想就是發(fā)送前增加對(duì)信道占用的檢測(cè)來(lái)減少分組傳輸中的沖突。載波偵聽(tīng)包含物理載波偵聽(tīng)和虛擬載波偵聽(tīng)。載波偵聽(tīng)沖突避免CSMA/CA協(xié)議

①載波偵聽(tīng)沖突避免CS26避免沖突的多路訪問(wèn)MACA協(xié)議

②避免沖突的多路訪問(wèn)

MACA協(xié)議

MACA協(xié)議是第一個(gè)使用RTS/CTS控制報(bào)文握手來(lái)解決AdHoc網(wǎng)絡(luò)中隱終端和暴露終端問(wèn)題的信道接入?yún)f(xié)議。

避免沖突的多路訪問(wèn)MACA協(xié)議

②避免沖突的多路訪問(wèn)M27避免沖突的多路訪問(wèn)MACA協(xié)議——隱終端問(wèn)題

⑴隱終端是指在接收結(jié)點(diǎn)的覆蓋范圍內(nèi)而在發(fā)送結(jié)點(diǎn)覆蓋范圍外的結(jié)點(diǎn)。避免沖突的多路訪問(wèn)MACA協(xié)議——隱終端問(wèn)題

⑴28避免沖突的多路訪問(wèn)MACA協(xié)議——暴露終端問(wèn)題⑵暴露終端是指在發(fā)送結(jié)點(diǎn)覆蓋范圍之內(nèi)而在接收結(jié)點(diǎn)覆蓋范圍之外的結(jié)點(diǎn)。避免沖突的多路訪問(wèn)MACA協(xié)議——暴露終端問(wèn)題29避免沖突的多路訪問(wèn)MACA協(xié)議

MACA源于載波偵聽(tīng)沖突避免CSMA/CA。CSMA/CA去掉載波監(jiān)聽(tīng)就變成了MACA。

MACA的基本思想及缺點(diǎn)。避免沖突的多路訪問(wèn)MACA協(xié)議

MACA源于載波30無(wú)線環(huán)境下的多址接入沖突避免MACAW協(xié)議

③MACAW針對(duì)MACW