自組織網(wǎng)絡(luò)特點及定義
發(fā)布時間:2008/11/26 0:00:00 訪問次數(shù):3702
按照移動通信系統(tǒng)是否具有基礎(chǔ)設(shè)施,移動無線網(wǎng)絡(luò)可分為兩種:一種是有固定基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò),這種網(wǎng)絡(luò)通過中心節(jié)點來傳輸信息,中心節(jié)點之間通過電纜或光纖進行互連,各個終端直接和中心節(jié)點通信,典型的應(yīng)用就是無線局域網(wǎng)、蜂窩無線系統(tǒng)等,而另外一種沒有固定基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò),就是無線自組織網(wǎng)絡(luò),簡稱自組織網(wǎng)絡(luò)或自組網(wǎng)。自組織網(wǎng)絡(luò)是由一組帶有無線收發(fā)裝置的移動終端節(jié)點組成的無中心網(wǎng)絡(luò),是一種不需要依靠現(xiàn)有固定通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的、能夠迅速展開使用的網(wǎng)絡(luò)體系,是沒有任何中心實體、自組織、自愈的網(wǎng)絡(luò);各個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點相互協(xié)作、通過無線鏈路進行通信、交換信息,實現(xiàn)信息和服務(wù)的共享;網(wǎng)絡(luò)中兩個無法直接通信的節(jié)點可以借助于其他節(jié)點進行分組轉(zhuǎn)發(fā),形成多跳的通信模式。
自組織網(wǎng)絡(luò)中,每個移動終端具備路由器和主機兩種功能:作為主機,終端需要運行面向用戶的應(yīng)用程序;作為路由器,終端需要運行相應(yīng)的路由協(xié)議,根據(jù)路
由策略參與分組轉(zhuǎn)發(fā)和路由維護工作。由于終端的無線傳輸范圍有限,兩個無法直接通信的終端節(jié)點往往會通過多個中間節(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)來實現(xiàn)通信。自組織網(wǎng)絳同時具各移動通信網(wǎng)絡(luò)和計算機網(wǎng)絡(luò)的特點,可以看作是一種特殊的移動計算機網(wǎng)絡(luò)。圖為一個典型的自組織網(wǎng)絡(luò)。圖中,終端a和終端j無法直接通信,但可以通過路徑a←→b←→f←→g←→j進行通信。
圖 典型的自組織網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
自組織網(wǎng)絡(luò)具有如下顯著特點:
。1)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)動態(tài)變化
自組網(wǎng)中,用戶終端的移動具有很大的隨機性,加上無線發(fā)射裝置發(fā)送功率的變化、無線信道間的互相干擾以及地形等綜合因素的影響,網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)可能隨時發(fā)生變化,而且這種變化的方式和速度難以預測。
。2)采用分布式控制方式
在自組網(wǎng)中,不設(shè)專門的控制中心,把網(wǎng)絡(luò)的控制功能分散配置到各節(jié)點,網(wǎng)絡(luò)的建立和調(diào)整是通過各節(jié)點的有機配合實現(xiàn)的。即自組網(wǎng)均衡了網(wǎng)中各節(jié)點的特殊性和重要性,從控制能力上看,各節(jié)點沒有重要和次要之分,從而可防止一旦控制中心被破壞而引起全網(wǎng)癱瘓的危險,提高了網(wǎng)絡(luò)的抗毀性。
(3)具有自組織性
自組網(wǎng)不依賴基礎(chǔ)設(shè)施的支持,網(wǎng)中各節(jié)點能相互協(xié)調(diào)的遵循一種自組織原則,自動探測網(wǎng)絡(luò)的拓撲信息,自動選擇傳輸路由,自動進行控制,把網(wǎng)中所有節(jié)點組成一個有機整體。即使網(wǎng)絡(luò)發(fā)生動態(tài)變化或某些節(jié)點嚴重受損時,仍可迅速調(diào)整其拓撲結(jié)構(gòu)以保持必要的通信能力。
。4)多跳通信
由于通信距離受限,自組網(wǎng)內(nèi)的節(jié)點間的通信往往是借助其他節(jié)點的中繼轉(zhuǎn)發(fā)而實現(xiàn)的,即要經(jīng)過多跳。與普通網(wǎng)絡(luò)中的多跳不同,自組網(wǎng)多跳是由普通節(jié)點,而不是由控制中心(如路由設(shè)各)完成的。
。5)節(jié)點的處理能力和能源受限
自組網(wǎng)中的節(jié)點通常具有輕便靈巧,便于攜帶的特點,但它們以電池這樣的易耗盡能源作為電源,并且cpu性能較低、內(nèi)存較小,這就給應(yīng)用程序的設(shè)計和開發(fā)帶來一定難度。
。6)信道質(zhì)量較差
自組網(wǎng)采用無線傳輸技術(shù)作為物理層通信手段。無線信道由于其本身的物理特性,如衰減大、干擾大、多徑效應(yīng)等,信道質(zhì)量比有線信道差的多。并且由于多個節(jié)點分布式競爭使用信道,使得每個節(jié)點實際使用的帶寬遠小于物理層提供的最大傳輸速率。
(7)安全性面臨挑戰(zhàn)
自組網(wǎng)由于采用無線信道、分布式控制等技術(shù),更容易受到被動竊聽、主動人侵、拒絕服務(wù)、剝奪“睡眠”、信息阻塞、信息假冒等各種方式的攻擊。由于終端電源有限,自組網(wǎng)無法實現(xiàn)復雜的加密算法,增加了被竊密的可能性。自組網(wǎng)由節(jié)點自身充當路由器,不存在服務(wù)器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)施,也不存在網(wǎng)絡(luò)邊界的概念,這使得自組網(wǎng)中的安全問題非常復雜,傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的安全策略和機制不再適用。
由于自組織網(wǎng)絡(luò)的特殊性使得其在體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)組織、協(xié)議設(shè)計等方面都與現(xiàn)有的無線通信系統(tǒng)(如蜂窩移動通信系統(tǒng)和無線局域網(wǎng))有著顯著的區(qū)別。
蜂窩移動通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施包括基站、基站控制器、移動交換機以及相關(guān)的中繼鏈路等。這種網(wǎng)絡(luò)的架設(shè)周期較長,網(wǎng)絡(luò)維護和管理需要耗費相當多的人力、物力。而自組織網(wǎng)絡(luò)不需要固定網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的支持就可以獨立組網(wǎng),部署速度要快得多。在蜂窩移動通信系統(tǒng)中,由于設(shè)各故障等原因也會導致網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化,但總的來講,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。而在自組織網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)是動態(tài)變化的。
在無線局域網(wǎng)中,移動節(jié)點一般通過接人點(ap)連接到固定網(wǎng)絡(luò)中,從網(wǎng)絡(luò)層的角度看,無線局域網(wǎng)是一個單跳網(wǎng)絡(luò),而自組織網(wǎng)絡(luò)則是一個多跳網(wǎng)絡(luò)。無線局域網(wǎng)的研究內(nèi)容主要集中在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層,而自組織網(wǎng)絡(luò)的研究內(nèi)容覆蓋了協(xié)議的所有層。
按照移動通信系統(tǒng)是否具有基礎(chǔ)設(shè)施,移動無線網(wǎng)絡(luò)可分為兩種:一種是有固定基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò),這種網(wǎng)絡(luò)通過中心節(jié)點來傳輸信息,中心節(jié)點之間通過電纜或光纖進行互連,各個終端直接和中心節(jié)點通信,典型的應(yīng)用就是無線局域網(wǎng)、蜂窩無線系統(tǒng)等,而另外一種沒有固定基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò),就是無線自組織網(wǎng)絡(luò),簡稱自組織網(wǎng)絡(luò)或自組網(wǎng)。自組織網(wǎng)絡(luò)是由一組帶有無線收發(fā)裝置的移動終端節(jié)點組成的無中心網(wǎng)絡(luò),是一種不需要依靠現(xiàn)有固定通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的、能夠迅速展開使用的網(wǎng)絡(luò)體系,是沒有任何中心實體、自組織、自愈的網(wǎng)絡(luò);各個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點相互協(xié)作、通過無線鏈路進行通信、交換信息,實現(xiàn)信息和服務(wù)的共享;網(wǎng)絡(luò)中兩個無法直接通信的節(jié)點可以借助于其他節(jié)點進行分組轉(zhuǎn)發(fā),形成多跳的通信模式。
自組織網(wǎng)絡(luò)中,每個移動終端具備路由器和主機兩種功能:作為主機,終端需要運行面向用戶的應(yīng)用程序;作為路由器,終端需要運行相應(yīng)的路由協(xié)議,根據(jù)路
由策略參與分組轉(zhuǎn)發(fā)和路由維護工作。由于終端的無線傳輸范圍有限,兩個無法直接通信的終端節(jié)點往往會通過多個中間節(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)來實現(xiàn)通信。自組織網(wǎng)絳同時具各移動通信網(wǎng)絡(luò)和計算機網(wǎng)絡(luò)的特點,可以看作是一種特殊的移動計算機網(wǎng)絡(luò)。圖為一個典型的自組織網(wǎng)絡(luò)。圖中,終端a和終端j無法直接通信,但可以通過路徑a←→b←→f←→g←→j進行通信。
圖 典型的自組織網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
自組織網(wǎng)絡(luò)具有如下顯著特點:
。1)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)動態(tài)變化
自組網(wǎng)中,用戶終端的移動具有很大的隨機性,加上無線發(fā)射裝置發(fā)送功率的變化、無線信道間的互相干擾以及地形等綜合因素的影響,網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)可能隨時發(fā)生變化,而且這種變化的方式和速度難以預測。
。2)采用分布式控制方式
在自組網(wǎng)中,不設(shè)專門的控制中心,把網(wǎng)絡(luò)的控制功能分散配置到各節(jié)點,網(wǎng)絡(luò)的建立和調(diào)整是通過各節(jié)點的有機配合實現(xiàn)的。即自組網(wǎng)均衡了網(wǎng)中各節(jié)點的特殊性和重要性,從控制能力上看,各節(jié)點沒有重要和次要之分,從而可防止一旦控制中心被破壞而引起全網(wǎng)癱瘓的危險,提高了網(wǎng)絡(luò)的抗毀性。
(3)具有自組織性
自組網(wǎng)不依賴基礎(chǔ)設(shè)施的支持,網(wǎng)中各節(jié)點能相互協(xié)調(diào)的遵循一種自組織原則,自動探測網(wǎng)絡(luò)的拓撲信息,自動選擇傳輸路由,自動進行控制,把網(wǎng)中所有節(jié)點組成一個有機整體。即使網(wǎng)絡(luò)發(fā)生動態(tài)變化或某些節(jié)點嚴重受損時,仍可迅速調(diào)整其拓撲結(jié)構(gòu)以保持必要的通信能力。
。4)多跳通信
由于通信距離受限,自組網(wǎng)內(nèi)的節(jié)點間的通信往往是借助其他節(jié)點的中繼轉(zhuǎn)發(fā)而實現(xiàn)的,即要經(jīng)過多跳。與普通網(wǎng)絡(luò)中的多跳不同,自組網(wǎng)多跳是由普通節(jié)點,而不是由控制中心(如路由設(shè)各)完成的。
。5)節(jié)點的處理能力和能源受限
自組網(wǎng)中的節(jié)點通常具有輕便靈巧,便于攜帶的特點,但它們以電池這樣的易耗盡能源作為電源,并且cpu性能較低、內(nèi)存較小,這就給應(yīng)用程序的設(shè)計和開發(fā)帶來一定難度。
(6)信道質(zhì)量較差
自組網(wǎng)采用無線傳輸技術(shù)作為物理層通信手段。無線信道由于其本身的物理特性,如衰減大、干擾大、多徑效應(yīng)等,信道質(zhì)量比有線信道差的多。并且由于多個節(jié)點分布式競爭使用信道,使得每個節(jié)點實際使用的帶寬遠小于物理層提供的最大傳輸速率。
。7)安全性面臨挑戰(zhàn)
自組網(wǎng)由于采用無線信道、分布式控制等技術(shù),更容易受到被動竊聽、主動人侵、拒絕服務(wù)、剝奪“睡眠”、信息阻塞、信息假冒等各種方式的攻擊。由于終端電源有限,自組網(wǎng)無法實現(xiàn)復雜的加密算法,增加了被竊密的可能性。自組網(wǎng)由節(jié)點自身充當路由器,不存在服務(wù)器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)施,也不存在網(wǎng)絡(luò)邊界的概念,這使得自組網(wǎng)中的安全問題非常復雜,傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的安全策略和機制不再適用。
由于自組織網(wǎng)絡(luò)的特殊性使得其在體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)組織、協(xié)議設(shè)計等方面都與現(xiàn)有的無線通信系統(tǒng)(如蜂窩移動通信系統(tǒng)和無線局域網(wǎng))有著顯著的區(qū)別。
蜂窩移動通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施包括基站、基站控制器、移動交換機以及相關(guān)的中繼鏈路等。這種網(wǎng)絡(luò)的架設(shè)周期較長,網(wǎng)絡(luò)維護和管理需要耗費相當多的人力、物力。而自組織網(wǎng)絡(luò)不需要固定網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的支持就可以獨立組網(wǎng),部署速度要快得多。在蜂窩移動通信系統(tǒng)中,由于設(shè)各故障等原因也會導致網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化,但總的來講,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。而在自組織網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)是動態(tài)變化的。
在無線局域網(wǎng)中,移動節(jié)點一般通過接人點(ap)連接到固定網(wǎng)絡(luò)中,從網(wǎng)絡(luò)層的角度看,無線局域網(wǎng)是一個單跳網(wǎng)絡(luò),而自組織網(wǎng)絡(luò)則是一個多跳網(wǎng)絡(luò)。無線局域網(wǎng)的研究內(nèi)容主要集中在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層,而自組織網(wǎng)絡(luò)的研究內(nèi)容覆蓋了協(xié)議的所有層。
上一篇:驗電器電工常用工具
熱門點擊
- 自組織網(wǎng)絡(luò)特點及定義
- LTE無線幀結(jié)構(gòu)
- LTE物理信道與調(diào)制
- MIMO-OFDM系統(tǒng)簡介
- 2G、2.5G和2.75G移動通信系統(tǒng)
- 無線城域網(wǎng)(WMAN)
- 第一代移動通信系統(tǒng)
- 無線個域網(wǎng)(WPAN)
- 單輸入單輸出(SISO)系統(tǒng)的信道容量
- MIMO系統(tǒng)的空時編碼技術(shù)
推薦技術(shù)資料
- AMOLED顯示驅(qū)動芯片關(guān)鍵技
- CMOS圖像傳感器技術(shù)參數(shù)設(shè)計
- GB300 超級芯片應(yīng)用需求分
- 4NP 工藝NVIDIA Bl
- GB300 芯片、NVL72
- 首個最新高端芯片人工智能服務(wù)器
- 多媒體協(xié)處理器SM501在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用
- 基于IEEE802.11b的EPA溫度變送器
- QUICCEngine新引擎推動IP網(wǎng)絡(luò)革新
- SoC面世八年后的產(chǎn)業(yè)機遇
- MPC8xx系列處理器的嵌入式系統(tǒng)電源設(shè)計
- dsPIC及其在交流變頻調(diào)速中的應(yīng)用研究