浅谈Ad hoc网络的结构与发展现状

周桥梁 长江大学工程技术学院

浅谈Ad hoc网络的结构与发展现状

周桥梁 长江大学工程技术学院

本文对Ad hoc网络从基本概念以及结构特点做了简单的分析与论述，并对当前其应用以及发展和研究现状做了总结。

Ad hoc 拓扑结构 CR技术

1 Ad hoc网络基本概念

Ad hoc网是一种多跳的、无中心的、自组织无线网络，又称为多跳网、无基础设施网或自组织网。整个网络没有固定的基础设施，每个节点都是移动的，并且都能以任意方式动态地保持与其它节点的联系。Ad hoc网络最初应用于军事领域，它的研究起源于战场环境下分组无线网数据通信项目，该项目由DARP资助，其后，又在1983年和1994年进行了抗毁可适应网络和全球移动信息系统项目的研究。由于无线通信和终端技术的不断发展，Ad hoc网络在民用环境下也得到了发展，如需要在没有有线基础设施的地区进行临时通信时，可以很方便地通过搭建Ad hoc网络实现。

图1 典型的Ad hoc网络的网络架构

2 Ad hoc网络的特点

Ad hoc网络作为一种新的组网方式，具有以下特点。

2.1 网络的独立性

Ad hoc网络相对常规通信网络而言，最大的区别就是可以在任何时刻、任何地点不需要硬件基础网络设施的支持，快速构建起一个移动通信网络。Ad Hoc网络的这种特点很适合灾难救助、偏远地区通信等应用。

2.2 动态变化的网络拓扑结构

在Ad hoc网络中，移动主机可以在网中随意移动。在自组网中，主机可能同时还是路由器，因此，移动会使网络拓扑结构不断发生变化，而且变化的方式和速度都是不可预测的。对于常规网络而言，网络拓扑结构则相对较为稳定。

2.3 有限的无线通信带宽

在Ad hoc网络中没有有线基础设施的支持，均通过无线传输来完成。由于无线信道本身的物理特性，它提供的网络带宽相对有线信道要低得多。

2.4 有限的主机能源

在Ad hoc网络中，主机均是一些移动设备，如PDA、便携计算机或掌上电脑。由于主机可能处在不停的移动状态下，主机的能源主要由电池提供，因此Ad hoc网络有能源有限的特点。

2.5 网络的分布式特性

在Ad hoc网络中没有中心控制节点，主机通过分布式协议互联。一旦网络的某个或某些节点发生故障，其余的节点仍然能够正常工作。

2.6 生存周期短

Ad hoc网络主要用于临时的通信需求，相对与有线网络，它的生存时间一般比较短。

2.7 有限的物理安全

移动网络通常比固定网络更容易受到物理安全攻击，易于遭受窃听、欺骗和拒绝服务等攻击。现有的链路安全技术有些已应用于无线网络中来减小安全攻击。不过Ad hoc网络的分布式特性相对于集中式的网络具有一定的抗毁性。

3 Ad hoc网络的发展现状

Ad hoc网络是一种没有任何中心实体、自组织、自愈网络，由于不需要固定的通信基础设施，人工干预也少。网络中各无线移动用户可动态、随意、频繁地加入和退出，无须事先示警或通知，彼此相互协作，通过无线链路交换信息进行通信。

Ad hoc网络是典型的分布式网络，将CR技术应用于该网络中，旨在实现分布式频谱共享，这就需要有相应的MAC层策略和路由策略进行理论和技术支持。首先，认知用户之间在进行通信前要完成发送请求、允许发送等数据分组的交换和传输，所以要重视全局公共控制信道的要求。可以改进IEEE802．11标准中有关MAC层控制信道策略，以适用于CR Ad hoc应急网络；其次，对于路由策略来说，传统的路由指标如跳数、拥塞等作为路由选择的依据不再充分，提出了基于最小时延、信道切换频率这两种新的衡量指标，以实现最佳路由的选择；最后，采用CR技术的Ad hoc网络会受到周围其他无线网络系统较大的干扰波动，为解决这一问题，采用空时块码（STBC）分布式自动重传请求（ARQ）技术，该技术旨在自适应周围环境以避开强干扰区域进行路由选择。

[1]刘元.认知无线电的关键技术和应用研究[J].通信技术,2007

[2]周贤伟，孟潭，王丽娜，张雪松，李超.认知无线电研究综述[J].电讯技术,2006

[3]畅志贤.认知无线电技术综述[J].电视技术.2007

周桥梁，1986-，女，汉，湖北，硕士，讲师，信息处理及通信系统研究方向。