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移動網路快速組網通訊

發布時間: 2024-12-16 20:39:50

A. Ad-Hoc模式簡介

我們經常提及的移動通信網路一般都是 有中心的 ,要基於預設的網路設施才能運行。例如, 蜂窩移動通信系統 要有 基站 的支持; 無線區域網 一般也工作在 有AP接基蔽握入點和有線骨幹網的模式下 。但對於有些特殊場合來說,有中心的移動網路並不能勝任。比如,戰場上部隊快速展開和推進,地震或水災後的營救等。這些場合的通信不能依賴於任何預設的網路設施,而需要一種能夠臨時快速自動組網的移動網路。Ad hoc網路可以滿足這樣的要求。

在Ad hoc網路中,結點具有轉發能力,結點間的通信可能要經過多個中間結點的轉發(多跳),這是Ad hoc網路與其他移動網路的最根本區別。結點通過 分層的網路協議 分布式演算法 相互協調,實現了網路的自動組織和運行。因此它也被稱為多跳無線網(MultiHop Wireless Network)、自組織網並掘絡(SelfOrganized Network)或無固定設施的網路(Infrastructureless Network)。當結點要與其覆蓋范圍之外的結點進行通信時,需要中間結點的多跳轉發。與固定網路的多跳不同,Ad hoc網路中的多跳路由是由普通的網路結點完成的,而不是由專用的路由設備(如路由器)完成的。

Ad hoc網路是一個動態的網路。網路結點可以隨處移動,也可以隨時開機和關機,這些都會使 網路的拓撲結構隨時發生變化 。這些特點使得Ad hoc網路在體系結構、網路組織、協議設計等方面都與普通搏慶的蜂窩移動通信網路和固定通信網路有著顯著的區別。

在ad hoc網路中,介質是共享的,節點以獨立於當前流量需求的分布式方式安排對介質的訪問。給定標準的特設路由協議,該協議試圖最小化路徑上的中繼節點。這有一個固有的缺點,即作為多個相鄰節點傳輸中繼節點的節點很容易成為性能瓶頸。

當跨端到端路徑涉及多個中繼時, 控制每個數據包傳輸的開銷 是很重要的。不幸的是,目前基於無線區域網(WLAN)的多跳網路的介質訪問控制(MAC)和物理層對小數據包的傳輸造成了很高的開銷,這在聲音網路協議(VoIP)上很常見。通過將幾個 小的包合並成大的包 ,每個包的傳輸開銷可以大大減少。

在移動無線多跳網路中,尤其是在移動自組織網路中,將數據從發送方路由到一個或多個目的地(路由)是一項具有挑戰性的任務。

移動的Ad—Hoc路由往往採取主動(proactive)、被動(reactive)、混合(hybrid)方式。主動協議評估到所有可到達節點的路由,並試圖維護一致的最新路由信息。在被動路由協議中,路由路徑只在需要時被搜索。在分層網路結構中,混合協議將主動路由和被動路由結合在一起。

可靠的網路數據傳輸是由傳輸層協議提供和控制的必要服務。目前,端到端數據傳輸的主要協議是TCP協議。最初的TCP提供全雙工順序的數據傳輸,並附帶流量和擁塞控制機制。TCP發送方的發送速率是使用滑動窗口演算法控制的,窗口大小根據TCP流和擁塞控制機制不斷變化。TCP擁塞控制演算法的基本原理是由於網路擁塞導致任何丟失的數據包丟失。