【正文】 撞，從而就會(huì)產(chǎn)生后面將要提到的廣播風(fēng)暴問題。 下面簡單對(duì)比一下各類路由協(xié)議的優(yōu)缺點(diǎn)，如表所示： 表 各類路由協(xié)議比較 主動(dòng)路由協(xié)議 被動(dòng)路由協(xié)議 混合路由協(xié)議 控制開銷 高 移動(dòng)越大開銷越大 中等 是否要周期更新 是 否 是 路由時(shí)延 小 大 一般 可擴(kuò)展性 弱 一般 強(qiáng) 耗電量 高 低 中等 拓?fù)渥兓m應(yīng)性 弱 強(qiáng) 一般 帶寬開銷 高 低 中等 路由結(jié)構(gòu) 大多數(shù)是平面 平面結(jié)構(gòu) 分級(jí) 結(jié)構(gòu) 路由信息可靠性 一直有效 需要時(shí)有效 部分一直有效，部分需要時(shí)有效 由上表我們可以知道的是，主動(dòng)路由協(xié)議在移動(dòng)自主網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比 較簡單、規(guī)模較小的情況下有較好的性能，被動(dòng)路由協(xié)議比表路由協(xié)議更適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)變化結(jié)構(gòu)，而混合路由協(xié)議則是前兩種路由協(xié)議各個(gè)性能的折中體現(xiàn)。但是，實(shí)施混合式路由也面臨著很多困難，如簇的選擇和維護(hù)、主動(dòng)式和被動(dòng)式路由協(xié)議的合理選擇以及網(wǎng)絡(luò)工作的大流量等問題。也就是說，關(guān)于鄰居的信息比遙遠(yuǎn)的目的地節(jié)點(diǎn)的信息更重要。常見的被動(dòng)式路由協(xié)議有 AODV, DSR, TORA。與主動(dòng)式路由協(xié)議相比，被動(dòng)式路由協(xié)議的開銷小，但是數(shù)據(jù)報(bào)傳送的時(shí)延較大，不適合實(shí)時(shí)性的通信場合。 被動(dòng)路由協(xié)議 被動(dòng)式路由協(xié)議又稱按需路由協(xié)議，是一種當(dāng)有數(shù)據(jù)需要發(fā)送時(shí)才查找路由的路由選擇方式。特別是在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模比較大的情況下網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越加頻繁，這樣每個(gè)節(jié)點(diǎn)都要維護(hù)一張路由表就沒什么意義，而且資源的浪費(fèi)也是 越加嚴(yán)重。源節(jié)點(diǎn)一旦要發(fā)送報(bào)文，可以立即獲得到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的路由，這類的路由協(xié)議通常是通過修改現(xiàn)有的有線路由協(xié)議來適應(yīng)Ad hoc 無線網(wǎng)絡(luò)要求，如通過修改路由信息協(xié)議 (RIP )得到目的節(jié)點(diǎn)序列距離矢量協(xié)議 (DSDV)。如圖 所示。 IETF 的 MANET 工作小組目前正專注于 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究提出了許多協(xié)議草案，如 TBRPF、 OLSR、 DSR 等。這就要求路由協(xié)議盡可能簡單，因而增加了路由協(xié)議的設(shè)計(jì)難度。由于無線收 /發(fā)設(shè)備不同或周圍環(huán)境對(duì)無線信道的影響，可能會(huì)造成單向的無線傳輸信道。 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò) 自 身的傳輸媒介是 依靠 開放性的無線電波，網(wǎng)絡(luò)本身提供的帶寬 有限以及信號(hào)之間的沖突和干擾，使移動(dòng)節(jié)點(diǎn)可得到的有限的傳輸帶寬 遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于理論上的最大帶寬。 當(dāng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化后，常規(guī)路由協(xié)議需要很長時(shí)間和較大的代價(jià)才能到達(dá)收斂狀態(tài)。 而 設(shè)計(jì)滿足 Ad hoc 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的路由協(xié)議所面臨的困難主要有以下幾點(diǎn) : (1)頻繁變化的 網(wǎng)絡(luò) 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)中不再 有 缺省的路由，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè) 移動(dòng)主機(jī) 都要求具有獨(dú)立查尋路由并轉(zhuǎn)發(fā) 數(shù)據(jù) 分組的能力。 本章首先介紹 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議設(shè)計(jì)目標(biāo)及其所面臨的問題，之后介紹 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的分類并對(duì)其中幾種典型的路由協(xié)議進(jìn)行介紹，最后對(duì)這幾種路由協(xié)議進(jìn)行定性比較。湖南人文科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 章 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò) 路由 技術(shù) 雖然 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò) 路由算法不是本文的研究重點(diǎn)，但是作為 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò) 的一個(gè)重要內(nèi)容，這里不得不提。其特點(diǎn)是：不擠占寶貴的無線電頻率資源、電磁兼容性好、抗電磁干擾強(qiáng)、保密性好。但在野外使用時(shí)它易受氣候影響，紅外射束易被塵埃、雨水等物質(zhì)吸收。其特點(diǎn)是：單色性強(qiáng)、小立體角內(nèi)傳播 、保密性強(qiáng)、無干擾、信息容量大、結(jié)果簡單，既可以在室內(nèi)使用，也可以在野外使用。發(fā)射系統(tǒng)在對(duì)一個(gè)紅外輻射源進(jìn)行調(diào)制后發(fā)射紅外信號(hào)，而接收系統(tǒng)用光學(xué)裝置和紅外探測器進(jìn)行接收。 其他媒介通信系統(tǒng) 無線通信的媒介除了電磁波外，還有紅外線、激光等。 衛(wèi)星通信的優(yōu)點(diǎn)有：通信范圍大，只要衛(wèi)星發(fā)射的波束覆蓋的范圍均可進(jìn)行通信，不易受陸地災(zāi)害影響，建設(shè)速度快，易于實(shí)現(xiàn)廣播和多地址通信，電話和話務(wù)量可 靈活調(diào)整，同一信道可用于不同方向和不同區(qū)域。 GLOBSLSTAR 系統(tǒng) 相對(duì) 設(shè)計(jì)簡單，沒有星際電路和星上處理和交換功能，僅作為地面蜂窩系統(tǒng)的延伸，技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)小，手機(jī)和通信費(fèi)用現(xiàn)對(duì)低。 IRDIUM 系統(tǒng)有星際電路，具 有 星上處理和交換功能，覆蓋全球范圍， 不僅可以提供電話業(yè)務(wù) ，還 可以提供傳真、全球定位、無線定位 以及全球?qū)ず魳I(yè)務(wù)。 第二類衛(wèi)星系統(tǒng)就是中低軌道的移動(dòng)衛(wèi)星系統(tǒng)。 因?yàn)?同步軌道高，傳輸路徑長 ， 信號(hào)時(shí)延和衰減都非常大，所以同步軌道衛(wèi)星系 統(tǒng)多用于船舶、飛機(jī)、車輛等 大型的 移動(dòng)體。 衛(wèi)星系統(tǒng) 衛(wèi)星系統(tǒng)主要 有兩 類。另一方面，擴(kuò)大無線覆蓋 范圍也 會(huì)使得頻率的空分復(fù)用率降低，使得本系統(tǒng)的容量和 可用通信帶寬 下降 。對(duì)講機(jī)系統(tǒng)與移動(dòng)自組網(wǎng)的最大 區(qū)別 在于對(duì)講機(jī)不支持通信中繼，因而受無線傳輸范圍的限制 。在 有限的 無線傳輸距離內(nèi)， 通過使用相同電波 頻率， 來實(shí)現(xiàn) 互通話。 因?yàn)?是專用 通信 網(wǎng)絡(luò)，它們的 使用 規(guī)模一般不大，多用于 團(tuán)體、 部門的指揮調(diào)度 通信 。目前 最 新一代 的 數(shù)字集群系統(tǒng)的代表 是 愛立信公司的 DACS 系統(tǒng)，摩托羅拉公司的 MIRS 系統(tǒng)。相比之下 同時(shí)無線網(wǎng)絡(luò)的， Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)用程度上遠(yuǎn)不及 WLAN 技術(shù)的成熟。 1999 年工業(yè)界成立了 WiFi 聯(lián)盟，致力解決符合 標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn) 品生產(chǎn)和設(shè)備兼容性問題。 定義了一個(gè)在 ISM 頻段上數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)到 11Mbps 的物理層， 它們 在性能、價(jià)格等各方面均超過 Bluetooth 藍(lán)牙、 HomeRF 等技術(shù)，加之 ISM 頻段為世界上絕大多數(shù)國家通用，使 得到迄今為止最為廣泛的應(yīng)用。 1999 年 WLAN 添加 上了兩個(gè)補(bǔ)充的 版 本 和 。兩個(gè)設(shè)備之間的通信可 以 通過自由連接的方式進(jìn)行 通信 。無線局域網(wǎng)第一個(gè)版本發(fā)表于 1997 年，其中定義了 MAC(Media Access Control)層和物理層。它 是 由無線 網(wǎng) 卡、無線接入點(diǎn) AP(Access Point)、主機(jī)和有關(guān)設(shè)備 所構(gòu) 成。 并 適合山地、海洋、極地、戰(zhàn)地等 地域 環(huán)境的通信 。 與 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)相比 較 ，蜂窩系統(tǒng) 具有 覆蓋范圍更廣泛，通信的 Q o S 更有保障， 更 適合作為人口常住區(qū)的公共通信系統(tǒng) 的優(yōu)勢(shì) 。與前兩代相比，第三代蜂窩系統(tǒng)的主要特征是可 以 提供 更 豐富多彩的移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)，其傳輸速率在高速移動(dòng)環(huán)境 下 支持 144Kbps 的傳 輸速率，在步行 慢速移動(dòng)環(huán)境 下 支持 384Kbps 的信息傳輸 ，靜止?fàn)顟B(tài)下 更是高達(dá) 2Mbps 的速率 ，其設(shè)計(jì)目標(biāo) 就 是 為了 提供比第二代系統(tǒng) 擁有 更大的系統(tǒng)容量、更好的通信質(zhì)量、在全球范圍內(nèi)更好的實(shí)現(xiàn)無縫漫游、為用戶提供包括話音、數(shù)據(jù)及多媒體等在內(nèi)的多種業(yè)務(wù)，同時(shí) 要 與已有第二代系統(tǒng)的良好兼容性 的新型移動(dòng)通信系統(tǒng) 。數(shù)字蜂窩系統(tǒng) 在一定程度上 提 高 了系統(tǒng)容量， 但 越區(qū)切換性能仍不完善 ，而且具 有較高湖南人文科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 的誤碼率和較低的有效數(shù)據(jù)傳輸速率。第二代是以TDMA(Time Division Multiple Access)和 CDMA(Code Division Multiple Access)技術(shù)為標(biāo)志的數(shù)字蜂窩系統(tǒng)， 即 2G 網(wǎng)絡(luò)。這種系統(tǒng)的主要缺點(diǎn) 就 是頻譜利用率低，信令干擾話音業(yè)務(wù) 質(zhì)量 。第一代是以 FDMA[1](Frequency Division Multiple Access)技術(shù)為標(biāo)志的模擬蜂窩系統(tǒng)以及模擬無繩電話系統(tǒng)， 我們稱之為 1G。 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò) 與其他無線網(wǎng)絡(luò)的比較 蜂窩系統(tǒng) 蜂窩系統(tǒng) 可以提供廣闊的 信號(hào) 覆蓋范圍， 并 支持無線語音雙通信， 還 可以較好 的管理用戶移動(dòng)性。美國的 Sky Pilot 公司 表示 將智能天線技術(shù)應(yīng)用于 WM 網(wǎng)絡(luò)，可 使頻譜再 度利用 。如諾基亞公司推出的無線路由器 就可以安裝在屋頂上，至此可形成沒有基站的網(wǎng)絡(luò)，該產(chǎn)品目前已成功獲得全球 超過 50 多 家運(yùn)營商青睞，他們將借此建立 起 以用戶為基礎(chǔ)的高速無線網(wǎng)絡(luò)。 無線網(wǎng)格網(wǎng) 無線 網(wǎng) 網(wǎng)格 (WM ,Wireless Mesh)是 Ad Hoc 技術(shù)的簡化版本， Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)仍然處于研究階段，而 WM 網(wǎng)絡(luò)已經(jīng) 取 得 了 初步應(yīng)用。 在實(shí)際應(yīng)用中， Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò) 不僅 可湖南人文科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 單獨(dú)組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)局部的通信外，還可 作為末端子網(wǎng)通過接入點(diǎn) 連進(jìn) 其他的固定 網(wǎng)絡(luò)或移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，與 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)以外的 其他網(wǎng)絡(luò)的 主機(jī)進(jìn)行通信?？?而言 之， WSN 技術(shù)正在逐步成熟隨著 其 研究的不斷深入，相信其應(yīng)用范圍會(huì)越來越廣。 如今 WSN 產(chǎn)業(yè)已 經(jīng)擁有 基本的 政策環(huán)境，得到各國政府的政策支持，也出現(xiàn)有大量的市場推動(dòng)者。美國航空航天局還 曾 構(gòu)想通過傳感器網(wǎng)絡(luò)檢測來 監(jiān)視外星球表面 狀 況，為人類 得 登陸做 好 準(zhǔn)備，這些傳感器 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過火箭或者探路者進(jìn)行散播。例如， Digital Sun 公司 就利用傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展了自動(dòng)灑水系統(tǒng)。 03 年 2 月的美國 的 《技術(shù)評(píng)論》雜志《 Technology Review》評(píng)出對(duì)人類未來生活 影響 深遠(yuǎn) 的十大新興技術(shù)，傳感器網(wǎng)絡(luò)名列 第一。藍(lán)牙技術(shù)中的超網(wǎng) (Scatter )就是一個(gè)典型的例子。 個(gè)人通信 應(yīng)用 家庭或 個(gè)人局域網(wǎng) (PAN, Personal Area Network)是 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的又 一應(yīng)用領(lǐng)域。 其他類似的情況，如 在處于邊遠(yuǎn)或偏僻野外地區(qū)是，同樣無法依賴固定或預(yù)設(shè)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施進(jìn)行通信。 緊急和臨時(shí)場合應(yīng)用 緊急和臨時(shí)場合的應(yīng)用主要是指在遭受了地震、水災(zāi)、強(qiáng)熱帶風(fēng)暴等其他災(zāi)害的打擊后， 原有的 固定的通信系統(tǒng) 基礎(chǔ) 設(shè)施可能被摧毀或 不能 正常湖南人文科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 工作。預(yù)測國際(Forecast International)在 03 年的一份研究 上 表明，世界各 國的 國防部門計(jì)劃 將 在未來十年的時(shí)間里投入 約為 111 億美元 主要 用于 57 種地面通信系統(tǒng)的開發(fā)、采購和維護(hù)。另外，分級(jí)的移動(dòng) Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò) 在未來 還將應(yīng)用在耗資 40 億美元的“聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)(JTRS)”中，該系統(tǒng)將未來戰(zhàn) 士 、載人戰(zhàn)車和機(jī)器人打造成一個(gè)密不可分的整體系統(tǒng) ， 把戰(zhàn)場上的信息迅速傳 給每一個(gè) 作戰(zhàn) 單元。美軍的近 年來的 數(shù)字電臺(tái)和無線互聯(lián)網(wǎng)控制器等主要通信裝備都使用了 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。 它的 應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 軍事應(yīng)用 因 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò) 特有的無需架設(shè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施 和 可快速展開 以及 抗毀性強(qiáng)等特點(diǎn)，它 已成為軍事運(yùn)用 數(shù)字人戰(zhàn)場通信的首選技術(shù)。 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)的應(yīng)用 由于 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò) 靈活性、抗毀性以及其他 特殊性， 即使是在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)比較成熟的今天它也存在相當(dāng)大的應(yīng)用空間。近年來，隨著人們對(duì)個(gè)人通信需求的增長， Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的研究也是逐漸升溫。 由于自組網(wǎng)可以廣泛的應(yīng)湖南人文科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 用于戰(zhàn)場通信指揮與控制、警察與醫(yī)療部門的搶險(xiǎn)救災(zāi)、傳感器網(wǎng)絡(luò)、課題教育等眾多領(lǐng)域，其有著非常重要的戰(zhàn)略意義。 在 1994 年 的時(shí)候 ， DARPA 啟動(dòng)了全球移動(dòng)信息系統(tǒng) (GLOMO, Global Mobile Information Systems)項(xiàng)目。項(xiàng)目完成之后， DAPRA 又在 1993 年啟動(dòng)了高殘存性自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò) SURAN(Survivable Adaptive Network)項(xiàng)目。對(duì)分組無線網(wǎng)的研究源于軍事通信的需要，并已經(jīng)持續(xù)了近 20 年。它是沒有有線基礎(chǔ)設(shè)施所 支持的移動(dòng) 自組 網(wǎng)絡(luò)， 網(wǎng)絡(luò)中的所有 節(jié)點(diǎn)都是 移動(dòng) 的 主機(jī)，每個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)互相為彼此 充當(dāng)路由器進(jìn)行 數(shù)據(jù)的 分組轉(zhuǎn)發(fā)， 從 而不依賴任何固定的基礎(chǔ)設(shè)施 的 控制。 美國計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì) (ACM)對(duì) Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)做 了如 下定義： ” A mobile Ad Hoc work can be defined as a collection of nodes equipped with wireless receivers/transmitters which are free to move about arbitrarily ”。 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的概念 Ad Hoc 一詞 最初 來源于拉丁語，它的意思是 “ just for this ”，指特定的、特殊的、為特定問題而設(shè)計(jì)的解決方法。對(duì)基于概率型算法的改進(jìn)。這章主要介紹 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)廣播風(fēng)暴分析和現(xiàn)有抑制廣播風(fēng)暴的幾種機(jī)制介紹、機(jī)制的性能比較。這章主要介紹 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議， Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)廣播分暴的產(chǎn)生以及現(xiàn)有應(yīng)對(duì)廣播風(fēng)暴的機(jī)制，還有各種機(jī)制的比較分析。這章內(nèi)容包括 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的概念和它的發(fā)展史及現(xiàn)狀，還有 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)的應(yīng)用，最后是 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與其他幾種無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的比較。如上所述，簡要介紹了 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的研究背景和意義，以及論文的主要工作和安排。新算法考慮到在不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的情況下，廣播的最佳轉(zhuǎn)發(fā)概率是不一樣的，通過計(jì)算節(jié)點(diǎn)間距離動(dòng)態(tài)調(diào)整轉(zhuǎn)發(fā)概率，這樣既保證了廣播的可達(dá)性有減少轉(zhuǎn)發(fā)廣播的數(shù)目。以考慮平衡網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)能量消耗、延長網(wǎng)絡(luò)壽命，減少廣播延遲和確保廣播的可達(dá)性 等方面為目的對(duì)這些算法進(jìn)行分析 。 論文的主要工作 論文的 主要任務(wù)是， 通過學(xué)習(xí)前人已經(jīng)提出的廣播算法。在 大型規(guī)模的網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu) 中