移动自组网跨层设计方法与难点.pdf

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1、总第194期2010年第8期舰船电子工程ShipElectronicEngineeringV01．30No．8，移动自组网跨层设计：方法与难占+，'’、商西达”’2’王启国2’杨平2’(哈尔滨工程大学信息与通信工程学院”哈尔滨150001)(中国船舶重工集团公司第七二二研究所2’武汉430079)摘要首先分析了跨层设计提出的背景，然后对文献中的跨层设计建议进行了分类，分为无线TCP的跨层设计、基于网络层的跨层设计和以链路层为核心的跨层设计三类，并综述了每一类的典型协议和箅法。接着介绍了一个跨层设计框架，分析了其设计思路和实现方式。进

2、而总结了跨层设计面临的难点，包括跨层设计理论研究、性能和代价的权衡、跨层设计建议的共存问题和三层以上跨层设计四个方面。关键词移动自组网；协议设计；分层设计；跨层设计中图分类号TP393～Cross-layerDesignforMobileAdHocNetworks：ProposalsandDifficultiesShangXida”’2’WangQiguoz’YangPin92’(CollegeofInformationandCommunicationEngineering，HarbinEngineeringUniversity”。

3、Harbin150001)(WuhanMaritimeCommunicationResearchInstitutez’，Wuhan43CJ079)AbstractCross-layerdesignisanemergingfieldofmobileadhocnetworks．Inthispaper，thebackgroundandadvan-tagesofcross-layerdesignisdiscussedfirst．Thenwecategorizethecross-layerdesignproposalsintheliterat

4、ures．Therearethreetypesinourtaxonomynamingcross-layerdesignforwirelessTCP，networklayercentriccross-layerdesignandMAClayercentriccross-layerdesign．Next。theconceptandthemaincomponentofacross-layerdesignframeworkcalledMobile-ManiSconsidered．KeyWordsmobileadhocnetworks，pro

5、tocoldesign，layereddesign，cross-layerdesignCIa鹞Nullll艳rTP393．11引言移动自组网(MobileAdhocNetworks，MA—NET)是支持通信节点移动的自组网，它主要是为在野外或无固定基站的地方提供无线移动通信服务而提出的[1]。与传统的有线网络相比，移动自组网具有节点机动、拓扑动态变化、带宽受限、链路容量时变以及分布式运行等特点。由于移动自组网节点的移动性，相邻节点间的信号质量会发生变化，也会影响链路的通断情况及拓扑形状。另外，由于移动节点本身也是业务的发起方，那么节

6、点移动还会造成业务流量分布状况的改变。上述情况表明，在移动自组网中，节点的移动性会影响到网络协议各层的运行。除了移动性问题，移动自组网中的QoS保证问题、安全问题、能量管理等问题也涉及到MANET的多个协议层L2j。跨层设计是一种新的设计思路，可以为上述涉及多个协议层的MANET问题提供一个新的解决方法。与分层设计相比，MANET跨层设计的优点主要有[3~4]：1)提高网络性能；2)提升本地和全*收稿日期：2010年3月11日，修回日期：2010年4月12日基金项目：船舶工业科技预研基金项目(编号：3．4．1)资助。作者简介：商两达

7、，男。博士研究生，研究方向：移动自组网跨层设计，Qos保证机制等。王启国，男，研究员。博士生导师，研究方向：军事数据通信，无线网络等。杨平，男，研究员，博七生导师，研究方向：无线通信，软件无线电等。8商西达等：移动自组网跨层设计：方法与难点总第194期局自适应能力；3)所有层都了解全部的参数情况；4)增加本地协议交互，减少远程通信，降低开销；5)减少整个协议栈的处理开销和能量损耗；6)消除不同层的无谓／重复的自适应调节行为。总体上，跨层设计可以克服分层协议直接应用于MA—NET的诸多弊端，有效提升MANET网络的性能，包括吞吐量、时

8、延性能和能量效率等，并提高协议栈的全局优化能力。2方法及分类2．1跨层设计的定义如果协议设计违反了分层协议架构，如在非相邻层间直接进行通信，或者在层间共享变量，那么即可称之为跨层设计[5

9、。违反分层协议架构的含义很广泛，如在层间创建了