無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)-文庫吧
2025-07-04 18:45 本頁面
【正文】 ： ? 一個節(jié)點(diǎn)有多個電臺，每個電臺有自己的 MAC層和物理層，電臺中的通信完全是獨(dú)立的。在 MAC層上面需要一個虛擬 MAC協(xié)議來協(xié)調(diào)所有信道中的通信。 MAC層協(xié)議的開放問題 ? 可擴(kuò)放的多信道 MAC協(xié)議。 ? MAC/PHY跨層設(shè)計(jì)：可利用先進(jìn)物理層功能的 MAC協(xié)議。 ? MAC層上的網(wǎng)絡(luò)集成： MAC層上必須開發(fā)先進(jìn)的橋接功能，以使不同的無線電臺（如IEEE 、 、 ）可以無縫地一起工作。 通信協(xié)議棧 —路由協(xié)議 ? 一個最佳的 WMN路由協(xié)議必須具有以下特性： ? 使用多種性能測度：僅用最小跳數(shù)作為路由性能測度是不夠的。 ? 可擴(kuò)放性： WMN的無線覆蓋范圍很大，擴(kuò)放性很重要。 ? 健壯性：為避免服務(wù)中斷， WMN對于鏈路失效或擁塞必須是健壯的，另外還需要執(zhí)行負(fù)載均衡。 ? Mesh架構(gòu)上的有效路由： mesh路由器極少移動且沒有能量限制，其路由協(xié)議應(yīng)比移動自組網(wǎng)中的路由協(xié)議簡單得多；有了 mesh路由器提供的 mesh骨干， mesh客戶的路由協(xié)議也可以設(shè)計(jì)得比較簡單。 已有研究工作 ? 可采用各種性能測度的路由協(xié)議：有人研究了不同的路由測度對多跳無線網(wǎng)絡(luò)路由的影響；實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對移動節(jié)點(diǎn)采用最小跳數(shù)路由最好，對靜止節(jié)點(diǎn)則不然。 ? 多電臺路由：每個電臺被調(diào)諧到互不干擾的信道上，同時(shí)考慮鏈路質(zhì)量測度和最小跳數(shù)測度，在延遲和吞吐量之間取得了較好的折衷。 ? 多路徑路由：在源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間選擇多條路徑，以實(shí)現(xiàn)平衡負(fù)載和提高容錯性，這種方法的性能取決于源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間是否存在節(jié)點(diǎn)分離的路徑，且復(fù)雜性較高。 ? 層次路由：主要基于對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分簇，節(jié)點(diǎn)密度較大時(shí)可取得較好的性能，但維護(hù)層次結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性可能損害路由協(xié)議的性能。 ? 地理路由：根據(jù)節(jié)點(diǎn)位置進(jìn)行路由，對拓?fù)涓淖兊倪m應(yīng)性較好。 路由協(xié)議的開放問題 ? 擴(kuò)放性： ? 分層路由協(xié)議由于自身的復(fù)雜性和管理難度，只是部分地解決了擴(kuò)放性問題。 ? 地理路由協(xié)議依賴于 GPS或類似的定位技術(shù)，增加了 WMN的代價(jià)和復(fù)雜性，且位置服務(wù)是一個難點(diǎn)。 ? 更好的性能測度： ? 需要提出新的性能測度，并能將多種性能測度集成到一個路由協(xié)議中以獲得最佳的整體性能。 ? 路由 /MAC跨層設(shè)計(jì)： ? 僅僅交換參數(shù)是不夠的，合并 MAC協(xié)議和路由協(xié)議的某些功能是一種很有希望的方法 ? 有效的 mesh路由： ? 針對 WMN中的 mesh骨干研究簡單和有效的路由協(xié)議。 通信協(xié)議棧 —傳輸層 ? 可靠的數(shù)據(jù)傳輸（ TCP增強(qiáng)或新的協(xié)議）： ? 區(qū)分非擁塞性丟包：使用反饋機(jī)制區(qū)分不同原因引起的丟包。 ? 檢測鏈路失效：檢測鏈路失效以增強(qiáng) TCP的性能。 ? 網(wǎng)絡(luò)不對稱：使用 ACK過濾和 ACK擁塞控制等方法解決網(wǎng)絡(luò)不對稱的問題。 ? RTT變動范圍大：由于節(jié)點(diǎn)移動、鏈路質(zhì)量時(shí)變、流量負(fù)載波動和其它因素的影響，路徑可能頻繁發(fā)生并引起較大的 RTT變動。 ? 全新的協(xié)議：如專門針對自組網(wǎng)提出的 ATP協(xié)議，但 WMN要與因特網(wǎng)及其它許多無線網(wǎng)絡(luò)互連， WMN的傳輸協(xié)議必須與TCP兼容。 ? 實(shí)時(shí)交付： ? 沒有用于 WMN的速率控制協(xié)議。 傳輸層上的開放問題 ? 網(wǎng)絡(luò)不對稱的跨層解決方案 ? 自適應(yīng) TCP ? 自適應(yīng)速率控制 通信協(xié)議棧 —應(yīng)用層 ? WMN支持的應(yīng)用有以下幾類： ? 因特網(wǎng)訪問 ? 分布式信息存儲和共享：指用戶在 WMN內(nèi)部進(jìn)行的信息存儲和共享。 ? 跨越多個無線網(wǎng)絡(luò)的信息交換 應(yīng)用層上的主要研究方向 ? 改進(jìn)已有的應(yīng)用層協(xié)議：適應(yīng)不完美的低層協(xié)議。 ? 為分布式信息共享提出新的應(yīng)用層協(xié)議 ? 為 WMN開發(fā)新的應(yīng)用 網(wǎng)絡(luò)管理 ? 移動管理 ? mesh客戶在不同 mesh路由器之間的切換、連接的遷移等，需要多層移動管理方法。 ? 有效的位置服務(wù)算法。 ? 功率管理 ? mesh路由器利用功率管理控制連通性、干擾、頻譜空間重用和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)? ? mesh客戶通過功率管理節(jié)能 ? WMN要求可同時(shí)優(yōu)化功率有效性和連通性的功率管理方案。 ? 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視 ? 有效傳輸網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視數(shù)據(jù)的方法，可準(zhǔn)確檢測網(wǎng)絡(luò)異常和迅速獲得多跳 mesh網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞臄?shù)據(jù)處理算法。 安全 ? WMN很容易遭受來自各個協(xié)議層上的攻擊，而至今尚無有效和可擴(kuò)放的安全解決方案。 ? 需要研究分布式的鑒別、授權(quán)和安全的密鑰管理方法。 ? 設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一個實(shí)用的安全系統(tǒng)，包括跨層安全網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和各種入侵檢測算法， 跨層設(shè)計(jì) ? MAC、路由和傳輸層協(xié)議需要與物理層一起互動地工作。 ? 具體的跨層設(shè)計(jì)方法有待研究。 結(jié)論 ? WMN的性能遠(yuǎn)低于預(yù)期，許多問題需要解決，最重要和最迫切的是擴(kuò)放性和安全性。 ? 基于現(xiàn)有的 MAC、路由和傳輸協(xié)議， WMN的性能對于節(jié)點(diǎn)數(shù)量和跳數(shù)沒有擴(kuò)放性，需要為 WMN研究新的 MAC、路由及傳輸協(xié)議。 ? 目前的安全方法可能對特定層上的特定攻擊有作用，需要能夠預(yù)防或?qū)Ω端袑由瞎舻木C合機(jī)制。 ? 目前的 WMN只能部分實(shí)現(xiàn)自組織和自配置。 ? WMN集成異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的能力還非常有限。 6. 無線網(wǎng)絡(luò)容量研究 [3] ? 考慮兩種類型的網(wǎng)絡(luò)： ? 任意（ arbitrary）網(wǎng)絡(luò)： n個節(jié)點(diǎn)任意放置，每個節(jié)點(diǎn)任意選擇一個目的節(jié)點(diǎn)，以任意速率和功率水平發(fā)送數(shù)據(jù)。 ? 隨機(jī)（ random）網(wǎng)絡(luò)： n個節(jié)點(diǎn)隨機(jī)均勻分布，每個節(jié)點(diǎn)隨機(jī)選擇一個目的節(jié)點(diǎn)（與隨機(jī)選擇位置最近的節(jié)點(diǎn)）與之通信，所有節(jié)點(diǎn)是同構(gòu)的（有相同的通信距離）。 ? 考慮兩種通信干擾模型： ? 協(xié)議模型（ protocol model） ? 物理模型（ physical model） 任意網(wǎng)絡(luò) ? 協(xié)議模型： ? 令 Xi表示一個節(jié)點(diǎn)的位置（也表示節(jié)點(diǎn)本身），假設(shè)節(jié)點(diǎn) Xi在第 m條子信道上向節(jié)點(diǎn) Xj發(fā)送，那么當(dāng)在同一個子信道上同時(shí)發(fā)送的其它節(jié)點(diǎn) Xk滿足以下條件時(shí)， Xj能正確接收： |Xk Xj|≥ (1+Δ )| Xi Xj| ? Δ 0可以是協(xié) 議規(guī)定的一個保護(hù)區(qū)，以防止鄰近節(jié)點(diǎn)在同一個子信道上同時(shí)發(fā)送；也可以允許節(jié)點(diǎn)的傳輸范圍有一定程度的誤差。 物理模型 ? 物理模型： ? 令 {Xk。 k∈ Τ }為在某個時(shí)刻、在一個特定的子信道上同時(shí)發(fā)送的節(jié)點(diǎn)集合，令 Pk為節(jié)點(diǎn) Xk選擇的發(fā)送功率水平，那么當(dāng)滿足以下條件時(shí)，節(jié)點(diǎn)Xi的發(fā)送可被節(jié)點(diǎn) Xj正確接收： ? β 為成功接收所要求的最小信噪比， N為環(huán)境噪聲功率，信號功率隨距離 r指數(shù)下降，衰減指數(shù) α 通常假設(shè)大于 2。 傳輸容量 ? 比特 距離乘積： ? 在一次成功的一跳傳輸中
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