第一部分 Ad hoc网络了解

　　一、Ad hoc网络的基本概念

　　随着社会的进步，人们对灵活、快捷、方便的通信方式要求越来越高;而全球化进程的加快又进一步刺激了通信与网络技术的发展，人们不断追求任何人可以在任何时间、任何地点与任何人进行任何种类的信息交换。个人业务需求无论是在支持范围上还是种类、质量要求上都大大的增加，极大地刺激了无线通信网络的迅速发展。蜂窝移动通信系统、无线局域网 (IEEE802.11)、蓝牙技术(Blue tooth)、家庭无线网(HomeRF)等移动通信新技术纷纷涌现，而Ad hoc网络技术作为无线通信领域一种新的网络技术，正在很快地从军事通信渗透到相关的各个民用通信领域。这些新技术的出现，极大的方便了人们的生活，同时也推动了无线通信技术的发展。无线通信技术和计算机网络技术的发展为无线移动 Ad hoc网络的产生奠定了基础，而这种自组织对等式多跳移动通信网络，不需要依赖于固定的基础结构，既可以与现有的网络结合形成多跳网络，从而有效延伸传统网络的覆盖范围，同时也可以通过临时组网的方式在恶劣环境中支持移动节点之间的数据、话音、图像和图形等业务的无线传输。这也使得Ad hoc网络具有极大的灵活性和可扩展性，可以满足不同场合的特殊需要，其应用范围可以覆盖工业、商业、医疗、家庭、办公环境、军事等各种场合和行业。特别是在军事应用领域中，因其特有的无需架设网络设施、可快速展开、抗毁性强等特点，Ad hoc网络已成为数字化战场通信的首选技术。Ad hoc网络不论是军用还是民用，都有着广泛的应用价值和意义。由于组网快速、灵活、使用方便，无线 Ad hoc网络己经得到了国际学术界和工业界的广泛关注，并正在得到越来越广泛的应用，己经成为移动通信技术向前发展的一个重要方向，并将在未来的通信技术领域中占据重要地位。

　　二、Ad hoc网络的特征

　　与其他传统通信网络相比，Ad hoc网络具有以下显著特点:

　　(1)无中心和自组织性:Ad hoc网络中没有绝对的控制中心，所有节点的地位平等，网络中的节点通过分布式算法来协调彼此的行为，无需人工干预和任何其它预置的网络设施，可以在任何时刻任何地方快速展开并自动组网。由于网络的分布式特征、节点的冗余性和不存在单点故障点，使得网络的健壮性和抗毁性很好。

　　(2)动态变化的网络拓扑:Ad hoc网络中，移动终端能够以任意速度和任意方式在网中移动，并可以随时关闭电台，加上无线发送装置的天线类型多种多样、发送功率的变化、无线信道间的互相干扰;地形和天气等综合因素的影响，移动终端间通过无线信道形成的网络拓扑随时可能发生变化，而且变化的方式和速度都难以预测。

　　(3)多跳路由:由于节点发射功率的限制，节点的覆盖范围有限。当它要与其覆盖范围之外的节点进行通信时，需要中间节点的转发，即要过多跳。此外，Ad hoc网络中的多跳路由是由普通节点协作完成的，而不是由专用的路由设备(如路由器)完成的。反过来，如果可以使用多跳路由，节点的发射功率可以很低，从而达到节省电能延长电池工作时间的目的。

　　(4)无线信道传输：

　　Ad hoc网络采用无线传输技术作为底层通信手段，由于无线信道本身的物理特性，它所能提供的网络带宽相对有线信道要低得多，并且无线信道的质量较差。考虑到竞争共享无线信道产生的冲突、信号衰减、噪音和信道之间干扰等多种因素，移动终端得到的实际带宽远远小于理论上的最大带宽，并且会随时间动态变化。传统的共享广播式信道是一跳共享的，而在Ad hoc网络中，广播信道是多跳共享的。一个节点的发送，只有其一跳相邻节点可以听到，而此范围之外的其他节点觉察不到。此外，地形或发射功率等因素影响使得Ad hoc网络中可能产生单向无线信道。

　　(5)移动终端的局限性:Ad hoc网络中，移动终端具有携带方便、轻便灵巧等好处。但是也存在固有缺陷，例如能源受限、内存较小、CPU性能较低等，从而给应用程序设计开发带来一定的难度，同时屏幕等外设较小，不利于开展功能较复杂的业务。

　　(6)安全性较差:Ad hoc网络是一种特殊的无线移动网络，由于采用无线信道、有限电源、分布式控制等技术，它更加容易受到被动窃听、主动入侵、拒绝服务、剥夺“睡眠”等网络攻击。信道加密、抗干扰、用户认证、密钥管理、访问控制和其它安全措施都需要特别考虑。如图1所示的表中列出了Ad hoc网络与现有无线网络的主要区别。

图1： Adhoc网络与现有无线网络的主要区别

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