移动Ad hoc网络研究

引言

随着人们对摆脱有线网络束缚、随时随地可以进行自由通信的渴望，近几年来无线网络通信得到了迅速的发展。人们可以通过配有无线接口的便携计算机或个人数字助理来实现移动中的通信。目前的移动通信大多需要有线基础设施（如基站）的支持才能实现。为了能够在没有固定基站的地方进行通信，一种新的网络技术——Ad Hoc网络技术应运而生[28]。Ad Hoc网络不需要有线基础设备的支持，通过移动主机自由的组网实现通信。Ad Hoc网络的出现推进了人们实现在任意环境下的自由通信的进程，同时它也为军事通信、灾难救助和临时通信提供了有效的解决方案。在现代化战场上，各种军事车辆之间、士兵之间、士兵与军事车辆之间都需要保持密切的联系，以实现统一指挥，协同作战。这是一种典型的移动自组织网络。这种网络据报道在最近的伊拉克战争中得到应用，效果不错。自组织网络已被认为是未来移动通信技术的核心组成部分之一，甚至有不少人认为自组织网络的思想将会把所有我们能想到的网络组合在一起，从而实现世界通信网络的大统一。

　　1 Ad hoc网络的起源和定义

　　Ad hoc网络的前身是分组无线网（Packet Radio Network）[13]。早在1972年，美国DARPA就启动了分组无线网项目PRNET，研究在战场环境下利用分组无线网进行数据通信。在此之后，DARPA于1983年启动了高残存性自适应网络项目SURAN（Survivable Adaptive Network）[14]，研究如何将PRNET的研究成果加以扩展，以支持更大规模的网络。1994年，DARPA又启动了全球移动信息系统GloMo（Globle Mobile Information Systems）项目[15]，旨在对能够满足军事应用需要的、可快速展开、高抗毁性的移动信息系统进行全面深入的研究。成立于1991年5月的IEEE802.11标准委员会[6]采用了“Ad hoc网络”一词来描述这种特殊的自组织对等式多跳移动通信网络，Ad hoc网络就此诞生。IETF也将Ad hoc网络称为MANET（移动Ad hoc网络）[7]。Ad　Hoc网络是一种没有有线基础设施支持的移动网络，网络中的节点均由移动主机构成。Ad　Hoc网络最初应用于军事领域，它的研究起源于战场环境下分组无线网数据通信项目，该项目由ＤＡＲＰＡ资助，其后，又在1983年和1994年进行了抗毁可适应网络ＳＵＲＡＮ（ＳｕｒｖｉｖａｂｌｅＡｄａｐｔｉｖｅＮｅｔｗｏｒｋ）和全球移动信息系统ＧｌｏＭｏ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ）项目的研究。由于无线通信和终端技术的不断发展，Ad Hoc网络在民用环境下也得到了发展，如需要在没有有线基础设施的地区进行临时通信时，可以很方便地通过搭建Ad Hoc网络实现。

Ad Hoc的意思是“for this”引申为“for this purpose only”，即“为某种目的设置的，特别的”意思，即Ad hoc网络是一种有特殊用途的网络。Ad hoc网络是由一组带有无线收发装置的移动终端组成的一个多跳临时性自治系统[17]，移动终端具有路由功能，可以通过无线连接构成任意的网络拓扑，这种网络可以独立工作，也可以与Internet或蜂窝无线网络连接。在后一种情况中，Ad hoc网络通常是以末端子网（树桩网络）的形式接入现有网络。考虑到带宽和功率的限制，MANET一般不适于作为中间传输网络，它只允许产生于或目的地是网络内部节点的信息进出，而不让其它信息穿越本网络，从而大大减少了与现存Internet互操作的路由开销[18]。Ad hoc网络中，每个移动终端兼备路由器和主机两种功能：作为主机，终端需要运行面向用户的应用程序；作为路由器，终端需要运行相应的路由协议，根据路由策略和路由表参与分组转发和路由维护工作。在Ad hoc网络中，节点间的路由通常由多个网段（跳）组成，由于终端的无线传输范围有限，两个无法直接通信的终端节点往往要通过多个中间节点的转发来实现通信。所以，它又被称为多跳无线网、自组织网络、无固定设施的网络或对等网络。Ad hoc网络同时具备移动通信和计算机网络的特点，可以看作是一种特殊类型的移动计算机通信网络。

在Ad　Hoc网络中，当两个移动主机（如图1中的主机Ａ和Ｂ）在彼此的通信覆盖范围内时，它们可以直接通信。但是由于移动主机的通信覆盖范围有限，如果两个相距较远的主机（如图1中的主机Ａ和Ｃ）要进行通信，则需要通过它们之间的移动主机Ｂ的转发才能实现。因此在Ad Hoc网络中，主机同时还是路由器，担负着寻找路由和转发报文的工作。在Ad Hoc网络中，每个主机的通信范围有限，因此路由一般都由多跳组成，数据通过多个主机的转发才能到达目的地。故Ad Hoc网络也被称为多跳无线网络。其结构如图2所示。

Ad Hoc网络可以看作是移动通信和计算机网络的交叉。在Ad Hoc网络中，使用计算机网络的分组交换机制，而不是电路交换机制。通信的主机一般是便携式计算机、个人数字助理（ＰＤＡ）等移动终端设备。Ad Hoc网络不同于目前因特网环境中的移动IP网络。在移动IP网络中，移动主机可以通过固定有线网络、无线链路和拨号线路等方式接入网络，而在Ad Hoc网络中只存在无线链路一种连接方式。在移动IP网络中，移动主机通过相邻的基站等有线设施的支持才能通信，在基站和基站（代理和代理）之间均为有线网络，仍然使用因特网的传统路由协议。而Ad Hoc网络没有这些设施的支持。此外，在移动IP网络中移动主机不具备路由功能，只是一个普通的通信终端。当移动主机从一个区移动到另一个区时并不改变网络拓扑结构，而Ad Hoc网络中移动主机的移动将会导致拓扑结构的改变。

　　2 Ad hoc网络的特点

　　Ad Hoc网络作为一种新的组网方式，具有以下特点：

　　1）网络的独立性：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，主机通过分布式协议互联。一旦网络的某个或某些节点发生故障，其余的节点仍然能够正常工作。Ad Hoc网络相对常规通信网络而言，最大的区别就是可以在任何时刻、任何地点不需要硬件基础网络设施的支持，快速构建起一个移动通信网络。它的建立不依赖于现有的网络通信设施，具有一定的独立性[5]。Ad Hoc网络的这种特点很适合灾难救助、偏远地区通信等应用。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。生存周期短，Ad Hoc网络主要用于临时的通信需求，相对与有线网络，它的生存时间一般比较短。

　　2）自动配置：自动配置是Ad hoc网络的基本特征，节点必须检测其它节点以及它们可以提供的服务[6]。由于网络动态变化，自动配置过程需要确保网络能够正常工作，这涉及到连接Internet的网关节点的更换，簇头的更新等。在网络形成阶段，节点可以就网络拓扑进行协商（星形、环形、点到点、点到多点、平面和分级），这依赖于网络的类型、底层的无线技术和应用的需求。在Ad Hoc网络中，移动主机可以在网中随意移动。主机的移动会导致主机之间的链路增加或消失，主机之间的关系不断发生变化。在自组网中，主机可能同时还是路由器，因此，移动会使网络拓扑结构不断发生变化，而且变化的方式和速度都是不可预测的。对于常规网络而言，网络拓扑结构则相对较为稳定。

　　3）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。

　　4）有限的无线通信带宽：在Ad Hoc网络中没有有线基础设施的支持，因此，主机之间的通信均通过无线传输来完成[7]。由于无线信道本身的物理特性，它提供的网络带宽相对有线信道要低得多。除此以外，考虑到竞争共享无线信道产生的碰撞、信号衰减、噪音干扰等多种因素，移动终端可得到的实际带宽远远小于理论中的最大带宽值[9]。

　　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）有限的物理安全：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、用户认证和其它安全措施都需要特别考虑。移动网络通常比固定网络更容易受到物理安全攻击，易于遭受窃听、欺骗和拒绝服务等攻击。现有的链路安全技术有些已应用于无线网络中来减小安全攻击。不过Ad Hoc网络的分布式特性相对于集中式的网络具有一定的抗毁性。

　　7）网络的可扩展性不强：在目前Internet环境下，可以采用子网、无级域间路由（CIDR）和变长子网掩码（VLSM）等技术，增强了Internet的可扩展性。但是动态变化的拓扑结构使得具有不同子网地址的移动终端可能同时处于一个Ad hoc网络中，因而子网技术所带来的可扩展性无法应用在Ad hoc网络环境中。

　　8）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。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。

　　9）存在单向的无线信道：Ad hoc网络采用无线信道通信，由于地形环境或发射功率等因素影响可能产生单向无线信道。

　　10）特殊的信道共享方式：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。

11）有限的主机能源：在Ad Hoc网络中，主机均是一些移动设备，如ＰＤＡ、便携计算机或掌上电脑。由于主机可能处在不停的移动状态下，主机的能源主要由电池提供，因此Ad Hoc网络有能源有限的特点。考虑到成本和易于携带，节点不能配备太多数量的发送接收器，并且节点一般依靠电池供电。因此如何节省节点电源、延长工作时间是个突出问题。

　　3 Ad hoc网络的应用

Ad Hoc网络的应用范围很广，总体上来说，它可以用于以下场合：

ａ）没有有线通信设施的地方，如没有建立硬件通信设施或有线通信设施遭受破坏。

ｂ）需要分布式特性的网络通信环境。

ｃ）现有有线通信设施不足，需要临时快速建立一个通信网络的环境。

ｄ）作为生存性较强的后备网络。Ad hoc网络的应用总体上可以归纳为以下几类：

　　1）军事应用：Ad Hoc网络技术的研究最初是为了满足军事应用的需要，军队通信系统需要具有抗毁性、自组性和机动性。在战争中，通信系统很容易受到敌方的攻击，因此，需要通信系统能够抵御一定程度的攻击。若采用集中式的通信系统，一旦通信中心受到破坏，将导致整个系统的瘫痪。分布式的系统可以保证部分通信节点或链路断开时，其余部分还能继续工作。在战争中，战场很难保证有可靠的有线通信设施，因此，通过通信节点自己组合，组成一个通信系统是非常有必要的。此外，机动性是部队战斗力的重要部分，这要求通信系统能够根据战事需求快速组建和拆除。 Ad Hoc网络满足了军事通信系统的这些需求。Ad Hoc网络采用分布式技术，没有中心控制节点的管理。当网络中某些节点或链路发生故障，其他节点还可以通过相关技术继续通信。Ad Hoc网络由移动节点自己自由组合，不依赖于有线设备，因此，具有较强的自组性，很适合战场的恶劣通信环境。Ad Hoc网络建立简单、具有很高的机动性。目前，一些发达国家为作战人员配备了尖端的个人通信系统，在恶劣的战场环境中，很难通过有线通信机制或移动IP机制来完成通信任务，但可以通过Ad Hoc网络来实现。因此，研究Ad Hoc网络对军队通信系统的发展具有重要的应用价值和长远意义。可以说军事应用是Ad hoc网络技术的主要应用领域。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，它是数字化战场通信的首选技术，并已经成为战术互联网的核心技术。为了满足信息战和数字化战场的需要，美军研制了大量的无线自组织网络设备，用于单兵、车载、指挥所等不同的场合，并大量装备部队。美军的近期数字电台NTDR和无线互联网控制器[9]等通信装备都使用了Ad hoc网络技术。

　　2）传感器网络：传感器网络[20]是Ad hoc网络技术应用的另一大领域。对于很多应用场合来说传感器网络只能使用无线通信技术，并且传感器的发射功率很小。分散的传感器通过Ad hoc网络技术组成一个网络，可以实现传感器之间和与控制中心之间的通信。这种网络具有非常广阔的应用前景。

近年来，Ad Hoc网络的研究在民用和商业领域也受到了重视，比如：

3）紧急和突发场合：在发生了地震、水灾、火灾或遭受其它灾难后，固定的通信网络设施都可能无法正常工作。而Ad Hoc网络可以用于灾难救助，此时Ad hoc网络能够在这些恶劣和特殊的环境下提供通信支持，对抢险和救灾工作具有重要意义。此外当刑警或消防队员紧急执行任务时，可以通过Ad hoc网络来保障通信指挥的顺利进行。

　　4）偏远野外地区：当处于边远或野外地区时，由于造价、地理环境等原因往往没有有线通信设施，无法依赖固定或预设的网络设施进行通信。Ad Hoc网络可以解决这些环境中的通信问题。Ad hoc网络技术具有单独组网能力和自组织特点，是这些场合通信的最佳选择[10]。

　　5）临时场合：Ad hoc网络的快速、简单组网能力使得它可以用于临时场合的通信。比如会议、庆典、展览等场合，可以免去布线和部署网络设备的工作。

　　6）动态场合和分布式系统：通过无线连接远端的设备、传感节点和激励器，Ad hoc网络可以方便地用于分布式控制，特别适合于调度和协调远端设备的工作，减少分布式控制系统的维护和重配置成本。Ad Hoc无线网络还可以用于在自动高速公路系统（AHS）中协调和控制车辆[21]，对工业处理过程进行远程控制等。

　　7）个人通信：个人局域网（PAN）是Ad hoc网络技术的又一应用领域，用于实现PDA、手机、掌上电脑等个人电子通信设备之间的通信，并可以构建虚拟教室和讨论组等崭新的移动对等应用（MP2P）。考虑到电磁波的辐射问题，个人局域网通信设备的无线发射功率应尽量小，这样Ad hoc网络的多跳通信能力将再次展现它的独特优势。

　　8）商业应用：Ad Hoc网络还可以用于临时的通信需求，如商务会议中需要参会人员之间互相通信交流，在现有的有线通信系统不能满足通信需求的情况下，可以通过Ad Hoc网络来完成通信任务。组建家庭无线网络、无线数据网络、移动医疗监护系统和无线设备网络，开展移动和可携带计算以及无所不在的通信业务等。

9）其它应用：考虑到Ad hoc网络具有很多优良特性，它的应用领域还有很多，这需要我们进一步去挖掘。比如它可以用来扩展现有蜂窝移动通信系统的覆盖范围[12]，实现地铁和隧道等场合的无线覆盖，实现汽车和飞机等交通工具之间的通信，用于辅助教学和构建未来的移动无线城域网和自组织广域网[13]等。

Ad Hoc网络在研究领域也很受关注，近几年的网络国际会议基本都有Ad Hoc网络专题，随着移动技术的不断发展和人们日益增长的自由通信需求，Ad Hoc网络会受到更多的关注，得到更快速的发展和普及。

　　4 Ad hoc网络中的路由算法

根据Ad Hoc无线网络路由协议的特殊性，近年来提出了多种Ad hoc网络路由协议。IETF的MANET工作小组目前正专注于Ad Hoc网络路由协议的研究，提出了许多协议草案，如DSR，AODV，ZRP等路由协议[2]；另外，专业研究人员也发表了大量关于Ad Hoc网络路由协议的相关文章，提出了许多关于Ad Hoc的网络路由协议，如DSDV，WRP等。根据路由触发原理，目前的路由协议大致可以分为先验式路由协议、反应式路由协议和混合式路由协议3种[3]。　　

先验式路由协议

先验式路由协议又称表驱动路由协议，每个节点维护一张包含到达节点的路由信息的路由表，并根据网络拓扑的变化随时更新路由表，所以路由表可以准确地反映网络的拓扑结构；源节点一旦要发送报文，可以立即获得到达目的节点的路由，这类的路由协议通常是通过修改现有的有线路由协议来适应Ad Hoc无线网络要求，如通过修改路由信息协议(RIP)得到的目的节点序列距离矢量协议（DSDV）。因此这种路由协议的时延较小，但是协议需要大量的路由控制报文路由，协议的开销较大。常用的先验式路由协议有DSDV，HSR，GSR，WRP等。　　 DSDV协议通过给每个路由设定序列号避免了路由环路的产生，采用时间驱动和事件驱动技术控制路由表的传送，即每个移动节点在本地都保留一张路由表，其中包括所有有效信宿点、路由跳数、信宿路由序列号等信息，信宿路由序列号用于区别新旧路由以避免环路的产生。每个节点周期性地将本地路由表传送给邻近节点，或者当其路由表发生变化时，也会将其路由信息传给邻近点，当无节点移动时使用间隔较长的大数据包（包括多个数据单元）进行路由更新；邻近节点收到包含修改的路由表信息后，先比较信源K信宿路由序列号的大小，信宿路由序列号大的路由将被采用，而信宿路由序列号小的路由则被淘汰，若相同，则采用最佳制式的路由（如最短路径）。 HSR(Hierarchical State Routing)是一种用于分级网络的路由协议，高级节点保存它所有子孙节点的位置信息，沿从最高级的根节点到最低级的叶节点的路径为节点分配逻辑序列地址，可以用序列地址进行节点寻址。　　

GSR称为全局状态路由协议，其工作原理与DSDV协议类似，采用链路状态路由算法，但避免了路由报文的泛洪，它包括一个邻近节点表、网络拓扑表、下一跳路由表和距离表。

无线路由协议WRP是一种距离—矢量路由协议，每个节点都维持一个距离表、路由表、链路开销表和报文重传表，通过其邻近节点的最短路径生成数SST（Short path Spanning Tree）生成自己的SST后，再向邻节点传递更新信息。当网络路由表没有任何变化时，接收节点需回传一个空闲报文以示连接，否则，修改距离表，寻找更优路径。这种算法的特点是当检测到任意相邻节点变化时，则检查所有相邻节点的坚固性以消除回路，具有较快的收敛性。

反应式路由协议　　

反应式路由协议又称随选路由或者按需路由，是一种当需要时才查找路由的路由选择方式。节点不需要维护及时准确的路由信息，当需要发送数据时才发起路由查找过程。与先验式路由协议相比，反应式路由协议的开销小，但是数据报传送的时延较大，不适合于实时性的应用。常用的反应式路由协议有AODV，DSR，TORA等。 AODV（Ad hoc Ondemand Distance Vector Routing）协议：源节点发送数据前先广播一个路由请求消息，附近节点收到后再次广播，直到请求消息到达目的节点或到达知道目的节点路由的中间节点，目的节点或中间节点沿原来路径返回响应消息，源节点收到响应后就知道到达目的节点的路由。

DSR协议称为动态源路由协议，是一种源路由协议，每个分组的分组头中包含了源—目的整条路由信息。它采用路由缓存技术，用于存储源路由信息，当学习到新的路由时则修改路由缓存内容，该协议包含两个方面：路由发现和路由维护。

TORA协议称为临时预定路由算法，是一种源初始化按需路由选择协议，它采用链路反转的分布式算法，具有高度自适应、高效率和较好的扩充性，比较适合高度动态移动、多跳的无线网络，其主要特点是控制报文定位在最靠近拓扑变化的一小部分节点处，因此节点只保留邻近点的路由信息。该算法中路由不一定是最优的，常常使用次优路由以减少发现路由的开销。TORA协议包括3个基本模块：路由的创建、路由的维护和路由的删除。

混合式路由协议　　

Ad hoc无线网络中单纯采用先验式或反应式路由协议都不能完全解决路由问题，因此，许多学者提出了结合先验式和反应式路由协议优点的混合式路由协议，如ZRP协议。ZRP协议是一个先验式和反应式路由协议的组合，网络内的所有节点都有一个以自己为中心的虚拟区，区内的节点数与设定的区半径有关，因此区是重叠的，这是与分群路由的区别；在区内使用先验式路由算法，中心节点使用区内路由协议IARP维持一个到区内其他成员的路由表,对区外节点的路由使用按需路由，利用区间路由协议IERP建立临时的路由。但是，实施混合式路由也面临着很多困难，如族的选择和维护、先验式和反应式路由协议的合理选择以及网络工作的大流量等问题。

　　5 Ad hoc网络的设计挑战

　　在看到Ad hoc网络优良特性的同时还应注意到设计和应用该网络面临的诸多困难。随时变化的链路特性和网络拓扑、节点的移动性、受限的链路带宽和节点能量、恶劣的无线环境和安全性都是我们必须面对的问题。因此，必须仔细考虑节点的硬件设计（小型化、智能化和节能化）和协议栈的各个层次。在物理层，要解决衰落、多径干扰、功率控制等无线通信经常遇到的问题。在数据链路层，要解决多跳共享的广播信道的有效接入问题。网络层需要特殊的路由协议来维护网络动态变化的拓扑信息。在传输层，要解决无线环境下传输层的效率问题。应用层要具有一定的自适应流量控制功能。并且还要考虑协议栈各个层次的紧密协作，以适应网络条件和应用需求的变化。此外，网络的自组织特性、无中心控制、易配置性和可编程性等特征都对协议的设计提出了新的特殊的要求。也就是说，Ad hoc网络的设计需要综合考虑资源效率、能量保护、信道接入、路由和资源分配等问题并进行合理的折衷。

　　Ad hoc网络一方面作为自治系统，有自身特殊的路由协议和网络管理机制；另一方面作为Internet在无线和移动范畴的扩展和延伸，它又必须能够提供到Internet的无缝的接入机制。当前Internet已经可以在一定程度上保证综合业务传输的服务质量，近年来随着多媒体应用的普及和Ad hoc网络在商业应用的进展，人们很自然地会产生在Ad hoc网络上传送综合业务的需求，并且希望能像固定的有线网络一样为不同业务的服务质量提供保障，因此Ad hoc网络对QoS保障的支持显得越来越迫切和重要。但是与固定的有线网络不同，在Ad hoc网络中提供QoS支持将面临许多不同于传统网络的新问题和挑战。

　　5 当前研究的主要问题

　作为移动通信的一种基本组网模式，移动 Ad Hoc网络与传统的蜂窝技术的根本区别

在于移动节点之间的通信是在没有固定基础设施(如基站或路由器)支持的条件下进行的。系统支持动态配置和动态流控，所有网络协议也都是分布式的。其技术优势明显，应用前景十分乐观。常见的移动网络通常是以蜂窝网络或无线局域网等形式出现的。在蜂窝网络中，移动终端之间的通信必须借助于基站和（或）移动交换机的转接完成；在无线局域网中，移动终端通过无线接入点连接到现有的固定网络。与此同时，蓝牙（Bluetooth）[26]、家庭无线网（HomeRF）[27]等移动通信新技术也纷纷涌现。这些移动网络和无线通信技术是对固定有线网络的补充和发展，它们需要固定基础设施的支持，并且一般采用集中式的控制方式。但在某些特殊环境或紧急情况下，有中心的移动通信技术并不能胜任。比如，战场上部队快速展开和推进、发生地震等自然灾害后的搜索和营救、野外科考等等许多的应用方面。因此在以上场合中迫切需要一种不依赖基础设施能够快速和灵活配置的移动通信网络技术，Ad hoc网络就是为满足这种特殊应用需求而产生的。Ad hoc网络是一种动态变化的基于无线信道的自组织网络，它的体系结构、QoS保障和应用等问题比较复杂并难以实现。传统固定网络和蜂窝移动通信网中使用的各种协议和技术无法被直接使用，因此需要为Ad hoc网络设计专门的协议和技术，这也是当前在Adhoc领域中研究的主要问题，可以将其归纳为下面几个方面：

　　1) 信道接入技术：信道接入技术控制着节点如何接入无线信道，对Ad hoc网络的性能起着决定性的作用。Ad hoc网络的无线信道不同于普通网络的共享广播信道、点对点无线信道和蜂窝移动通信系统中由基站控制的无线信道，它是多跳共享的多点信道。此外，Ad hoc网络还存在隐终端、暴露终端和入侵终端等问题[23]。

　　2) 路由协议：路由协议是Ad hoc网络的重要组成部分。要实现无线多跳路由，必须要有专用路由协议的支持。IETF成立的MANET工作组目前主要负责Ad hoc网络IP层路由的标准化工作。

　　3) 网络体系结构：早期的Ad hoc网络主要是为数据业务设计的，没有对体系结构作过多考虑，但是当Ad hoc网络需要提供多种业务和支持一定的服务质量保障时，就应当考虑如何选择最为合适的体系结构，并需要对原有的协议栈进行重新设计。

　　4) 服务质量保证：Ad hoc网络出现初期主要用于传输少量的数据信息。随着应用的不断扩展，需要在Ad hoc网络中传输多媒体信息。多媒体信息对带宽、时延、时延抖动等都提出了很高的要求。这就需要提供一定的服务质量保证。Ad hoc网络中的服务质量保证是个系统性问题，不同层都要提供相应的机制。它的研究至今仍是一个开放问题。

　　5) 广播和多播：由于Ad hoc网络的特殊性，广播和多播问题也变得非常复杂，它们需要链路层和网络层的支持。目前这个问题的研究已经取得了阶段性进展[15]。

　　6) 安全问题：Ad hoc网络的特点之一就是安全性较差，易受窃听和攻击。因此，需要研究适用于Ad hoc网络的安全体系结构和安全技术。

　　7) 网络管理：网络管理的范围较广，包括Ad hoc网络中的移动性管理、地址管理、服务管理等。要有相应的机制解决节点定位、地址自配置等问题。

8）能耗节省机制：可以采用自动功率控制机制来调整移动节点的功率，以便在传输范围和干扰之间进行折衷；还可以通过切换到休眠模式、采用功率意识路由、使用功耗很小的硬件来减少节点的能量消耗。

6 小结

市场需求是Adhoc网络发展的巨大动力，民用市场中的移动计算需求、网格、可穿戴计算、灾难救助等需要自组织网络技术。自组织网络技术一经提出就在军事领域得到重大应用。Ad Hoc会流行起来主要原因有两点：一是技术进步使其具有了可实现性，各种各样的终端实现交互连接与通信是一种无法逆转的潮流，无线通信技术的发展及其与微电子技术的结合，使得无线通信设备性价比大大提高，并使其成了一种日用消费品，人们想实现的无处不在、无时不在的通信梦想驱动着对它的研究。本文旨在对Ad hoc网络进行一个较为直观和全面的介绍，使读者了解Ad hoc网络这一技术的特点、存在的问题和当前的研究状况。通过本文可以知道Ad hoc网络自身的特点决定了其广泛的应用前景，不论是在军事领域还是在民用商业领域，都有广阔的发展前景。

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