无线自组网设计思路

《无线自组网设计思路》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、无线自组网设计思路1.无线自组网的协议栈描述根据Adhoc网络的特征，参考OSI(OpenSystemInterconnect)的经典七层协议模型及TCP/IP的体系结构，一般将Adhoc网络的协议栈划分为5层，即物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。各层的功能可描述如下：1.1物理层物理层的功能包括信道的区分和选择、无线信号的检测和调制/解调等。由于多径传播带来的多径衰落、码间干扰，以及无线传输的空间广播特性带来的节点间的相互干扰，使得Adhoc网络传输链路的带宽容量很低。因此，物理层的设计冃标是以

2、相对低的能量消耗，获得较大的链路容量。为了实现这样的目标，需要采用先进的调制/解调、信道编码、多天线、自适应功率控制、干扰抵消以及速率控制等技术。1.2数据链路层MAC子层控制着移动节点对于共亭无线信道的访问，它包括两方面功能，一是信道的划分，即如何把频谱划分为不同的信道；二是信道分配，即如何把信道分配给不同的节点。信道划分的方法包扌舌频分、时分、码分或这些方法的组合。在Adhoc网络中，为了克服无线网络屮的隐藏终端和暴露终端的问题，通常采用的信道接入机制包扌舌了随机竞争机制、轮询机制、动态调度机制等。LL

3、C子层负责向网络提供统一的服务，屏蔽底层不同的MAC方法。具体包括数据流的复用、数据帧的检测、分组的转发/确认、优先级排队、差错控制和流量控制等。1.3网络层网络层需要完成邻居发现、分组路由、拥塞控制和网络互连的功能。邻居发现主要用于收集网络拓扑信息。路由协议的作用是发现和维护去往目的节点的路由，将网络层分组从源节点发送到目的节点以实现节点之I'可的通信。路由协议包括单播路由和多播路由协议，此外还可以采用虚电路力式來支持实时分组的传输。1.4传输层传输层向应用层提供可靠的端到端服务，使上层与通信子层（下三层

4、的细节）相隔离，并根据网络层的特性来高效的利用网络资源。目前Adhoc网络的传输层采用的协议主要是对传统有线网络中传输层协议（TCP、UDP）的改进，以适应Adhoc网络独特的网络特性。1.5应用层应用层协议提供面向用户的各种应用服务，包括不同服务需求的实时应用、自适应应用以及数据包应用等。1・6可选功能可选功能包括功率控制机制、分簇算法、信令协议、移动管理和位置定位、服务发现、地址自动配置和安全策略等。这些可选功能模块在协议栈中的具体位置取决于各功能模块的作用以及与上下层协议的关系。例如功率控制机制可以工

5、作在物理层之上为链路层提供服务；信令协议--般在网络层之上工作为传输层提供服务；而分簇算法可以工作在链路层之上为网络层提供服务。该协议栈是一个通用Adhoc网络协议栈，对于具体的应用场合，可对其进行简化，去掉不必要的功能模块或添加新的模块，并根据系统和应用要求作进一步的细化。为了针对Adhoc网络的特性作整体的优化，在Adhoc网络中还引入了跨曾设计的协议设计方法。1.无线自组网的关键技术由于Adhoc网络的特殊性，传统网络中采用的各种协议和技术无法直接应用到该网络屮，需要为其设计专门的协议和技术。如何实现

6、Adhoc网络可靠、高容量的通信一直是研究者追求的目标。目前对Adhoc网络的研究主要集中在以下几个方面，并获得了大量的研究成果。2.1物理层自适应技术如何充分的利用有限的带宽、能量资源，基于业务的特点和对QoS的要求，最大化网络的吞吐量、最小化能暈的消耗，是链路自适应技术需要解决的问题。目前解决的方法主要是采用口适应编码、自适应调制、帧长口适应、自适应功率控制、口适应资源分配等口适应技术。2.2信道接入技术信道接入技术是Adhoc网络协议的基础，控制着节点如何接入无线信道，对Adhoc网络的性能起决定作用

7、。Adhoc网络的无线信道是一个多跳共享的多点信道。一个节点发送信息时，只有邻居节点可以收到。Adhoc网络具有独特的隐藏终端盒暴露终端问题，需要设计专门的信道接入协议来解决。目前的接入方法有异步接入、同步接入和动态调度等机制。异步接入采用随机竞争的方法，需要解决公平性和QoS问题。同步接入采用轮询机制，需要解决网络同步的问题。动态调度可以按照业务需求有效地利用链路资源，需要一个高效的调度算法。2.3自组织路由协议口组织路由协议是Adhoc网络的重要组成部分，要实现多跳路市，必须有路市协议的支持。需要针对A

8、dhoc网络的特点，如网络拓扑动态变化、信道带宽受限等，设计出高效的路rtl协议。目前，IETF的MANET工作主要负责Adhoc网络路由协议的标准化工作。2.4QoS保证随着应用的拓展，需要在Adhoc网络中传输话咅、图像等多媒体业务。这些业务对带宽、时延、时延抖动等都提出了很高的要求。需要为这些业务提供一定的QoS保证。在Adhoc网络中，服务质量的保证是一个系统性问题，需要不同层提供相应的机制，针对不同的需