大學(xué)課件研究生信息通信AdHoc網(wǎng)絡(luò)概述與MAC協(xié)議

什么是AdHoc網(wǎng)絡(luò)？

移動網(wǎng)絡(luò)可分為兩類：1、Infrastructured——有基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)，即依賴于固定有線網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)。有線和無線部分利用“基站”連接。2、AdHoc——無基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)，不存在固定的路由器，每個節(jié)點都具備路由功能，并且都可以移動，可以動態(tài)的自由鏈接。

什么是AdHoc網(wǎng)絡(luò)？

移動網(wǎng)絡(luò)可分為兩類：1AdHoc網(wǎng)絡(luò)中移動主機的通信

1、移動主機在彼此的通信覆蓋范圍內(nèi)時——直接通信；2、移動主機不在彼此通信覆蓋范圍之內(nèi)時——通過中間的移動主機（如下圖主機B)；AdHoc網(wǎng)絡(luò)中移動主機的通信

1、移動主機在彼此的通信覆2AdHoc的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

AdHoc的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

3AdHoc的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

1、平面結(jié)構(gòu)優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單所有結(jié)點都是完全對等的，原則上不存在瓶頸；缺點：可擴充性差維護路由信息需要大量的控制消息；AdHoc的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

1、平面結(jié)構(gòu)優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單缺點：可擴4AdHoc的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2、分級結(jié)構(gòu)優(yōu)點：族成員的功能比較簡單，不需要維護復(fù)雜的路由信息，具有很好的可擴充性。由于族頭結(jié)點可以隨時選舉產(chǎn)生，分級結(jié)構(gòu)也具有很強的抗毀性；缺點：維護分級結(jié)構(gòu)需要結(jié)點執(zhí)行族頭選舉算法，族頭結(jié)點可能會成為網(wǎng)絡(luò)的瓶頸；AdHoc的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2、分級結(jié)構(gòu)優(yōu)點：族成員的功能比較簡5AdHoc的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

應(yīng)用總結(jié)：1、網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模較小時——平面式結(jié)構(gòu)；2、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模增大時——分級結(jié)構(gòu)；AdHoc的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

應(yīng)用總結(jié)：6AdHoc網(wǎng)絡(luò)的研究熱點

1、網(wǎng)絡(luò)拓撲變化快；2、線傳輸帶寬有限；3、終端的局限；4、安全性問題；5、能量問題；6、網(wǎng)絡(luò)的可擴展性問題；AdHoc網(wǎng)絡(luò)的研究熱點

1、網(wǎng)絡(luò)拓撲變化快；7AdHoc網(wǎng)絡(luò)的研究熱點

以上所提到的問題，大多都是與第二層MAC層和第三層網(wǎng)絡(luò)層的性能有直接的關(guān)系；AdHoc網(wǎng)絡(luò)的研究熱點

以上所提到的問題，大多都是與第二8MAC協(xié)議內(nèi)容

下面綜述目前主要的MAC協(xié)議在AdHoc網(wǎng)絡(luò)中，MAC協(xié)議的功能是控制結(jié)點的報文傳輸對無線媒體的占用,同時保證網(wǎng)絡(luò)的整體性能。MAC控制結(jié)點接入無線信道，為上層提供快速、可靠的報文傳送支持。MAC協(xié)議內(nèi)容

下面綜述目前主要的MAC協(xié)議9載波偵聽沖突避免CSMA/CA協(xié)議

①載波偵聽沖突避免CSMA/CA協(xié)議其主要思想就是發(fā)送前增加對信道占用的檢測來減少分組傳輸中的沖突。載波偵聽包含物理載波偵聽和虛擬載波偵聽。載波偵聽沖突避免CSMA/CA協(xié)議

①載波偵聽沖突避免CS10避免沖突的多路訪問MACA協(xié)議

②避免沖突的多路訪問

MACA協(xié)議

MACA協(xié)議是第一個使用RTS/CTS控制報文握手來解決AdHoc網(wǎng)絡(luò)中隱終端和暴露終端問題的信道接入?yún)f(xié)議。

避免沖突的多路訪問MACA協(xié)議

②避免沖突的多路訪問M11避免沖突的多路訪問MACA協(xié)議——隱終端問題

⑴隱終端是指在接收結(jié)點的覆蓋范圍內(nèi)而在發(fā)送結(jié)點覆蓋范圍外的結(jié)點。避免沖突的多路訪問MACA協(xié)議——隱終端問題

⑴12避免沖突的多路訪問MACA協(xié)議——暴露終端問題⑵暴露終端是指在發(fā)送結(jié)點覆蓋范圍之內(nèi)而在接收結(jié)點覆蓋范圍之外的結(jié)點。避免沖突的多路訪問MACA協(xié)議——暴露終端問題13避免沖突的多路訪問MACA協(xié)議

MACA源于載波偵聽沖突避免CSMA/CA。CSMA/CA去掉載波監(jiān)聽就變成了MACA。

MACA的基本思想及缺點。避免沖突的多路訪問MACA協(xié)議

MACA源于載波14無線環(huán)境下的多址接入沖突避免MACAW協(xié)議

③MACAW針對MACW存在的缺點進行了改進。無線環(huán)境下的多址接入沖突避免MACAW協(xié)議

③MACAW針對15MAC層協(xié)議分析與展望

針對移動自組網(wǎng)的特點以及未來新業(yè)務(wù)的要求，在現(xiàn)有MAC層協(xié)議基礎(chǔ)上可以做以下幾個方面的研究：①移動性預(yù)測

②提供動態(tài)的QoS支持③基于跨層設(shè)計的全局優(yōu)化

MAC層協(xié)議分析與展望

針對移動自組網(wǎng)的特點以及未16

什么是AdHoc網(wǎng)絡(luò)？

移動網(wǎng)絡(luò)可分為兩類：1、Infrastructured——有基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)，即依賴于固定有線網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)。有線和無線部分利用“基站”連接。2、AdHoc——無基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)，不存在固定的路由器，每個節(jié)點都具備路由功能，并且都可以移動，可以動態(tài)的自由鏈接。

什么是AdHoc網(wǎng)絡(luò)？

移動網(wǎng)絡(luò)可分為兩類：17AdHoc網(wǎng)絡(luò)中移動主機的通信

1、移動主機在彼此的通信覆蓋范圍內(nèi)時——直接通信；2、移動主機不在彼此通信覆蓋范圍之內(nèi)時——通過中間的移動主機（如下圖主機B)；AdHoc網(wǎng)絡(luò)中移動主機的通信

1、移動主機在彼此的通信覆18AdHoc的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

AdHoc的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

19AdHoc的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

1、平面結(jié)構(gòu)優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單所有結(jié)點都是完全對等的，原則上不存在瓶頸；缺點：可擴充性差維護路由信息需要大量的控制消息；AdHoc的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

1、平面結(jié)構(gòu)優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單缺點：可擴20AdHoc的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2、分級結(jié)構(gòu)優(yōu)點：族成員的功能比較簡單，不需要維護復(fù)雜的路由信息，具有很好的可擴充性。由于族頭結(jié)點可以隨時選舉產(chǎn)生，分級結(jié)構(gòu)也具有很強的抗毀性；缺點：維護分級結(jié)構(gòu)需要結(jié)點執(zhí)行族頭選舉算法，族頭結(jié)點可能會成為網(wǎng)絡(luò)的瓶頸；AdHoc的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2、分級結(jié)構(gòu)優(yōu)點：族成員的功能比較簡21AdHoc的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

應(yīng)用總結(jié)：1、網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模較小時——平面式結(jié)構(gòu)；2、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模增大時——分級結(jié)構(gòu)；AdHoc的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

應(yīng)用總結(jié)：22AdHoc網(wǎng)絡(luò)的研究熱點

1、網(wǎng)絡(luò)拓撲變化快；2、線傳輸帶寬有限；3、終端的局限；4、安全性問題；5、能量問題；6、網(wǎng)絡(luò)的可擴展性問題；AdHoc網(wǎng)絡(luò)的研究熱點

1、網(wǎng)絡(luò)拓撲變化快；23AdHoc網(wǎng)絡(luò)的研究熱點

以上所提到的問題，大多都是與第二層MAC層和第三層網(wǎng)絡(luò)層的性能有直接的關(guān)系；AdHoc網(wǎng)絡(luò)的研究熱點

以上所提到的問題，大多都是與第二24MAC協(xié)議內(nèi)容

下面綜述目前主要的MAC協(xié)議在AdHoc網(wǎng)絡(luò)中，MAC協(xié)議的功能是控制結(jié)點的報文傳輸對無線媒體的占用,同時保證網(wǎng)絡(luò)的整體性能。MAC控制結(jié)點接入無線信道，為上層提供快速、可靠的報文傳送支持。MAC協(xié)議內(nèi)容

下面綜述目前主要的MAC協(xié)議25載波偵聽沖突避免CSMA/CA協(xié)議

①載波偵聽沖突避免CSMA/CA協(xié)議其主要思想就是發(fā)送前增加對信道占用的檢測來減少分組傳輸中的沖突。載波偵聽包含物理載波偵聽和虛擬載波偵聽。載波偵聽沖突避免CSMA/CA協(xié)議

①載波偵聽沖突避免CS26避免沖突的多路訪問MACA協(xié)議

②避免沖突的多路訪問

MACA協(xié)議

MACA協(xié)議是第一個使用RTS/CTS控制報文握手來解決AdHoc網(wǎng)絡(luò)中隱終端和暴露終端問題的信道接入?yún)f(xié)議。

避免沖突的多路訪問MACA協(xié)議

②避免沖突的多路訪問M27避免沖突的多路訪問MACA協(xié)議——隱終端問題

⑴隱終端是指在接收結(jié)點的覆蓋范圍內(nèi)而在發(fā)送結(jié)點覆蓋范圍外的結(jié)點。避免沖突的多路訪問MACA協(xié)議——隱終端問題

⑴28避免沖突的多路訪問MACA協(xié)議——暴露終端問題⑵暴露終端是指在發(fā)送結(jié)點覆蓋范圍之內(nèi)而在接收結(jié)點覆蓋范圍之外的結(jié)點。避免沖突的多路訪問MACA協(xié)議——暴露終端問題29避免沖突的多路訪問MACA協(xié)議

MACA源于載波偵聽沖突避免CSMA/CA。CSMA/CA去掉載波監(jiān)聽就變成了MACA。

MACA的基本思想及缺點。避免沖突的多路訪問MACA協(xié)議

MACA源于載波30無線環(huán)境下的多址接入沖突避免MACAW協(xié)議

③MACAW針對MACW