《基于多信道的小型AD+HOC无线网络的设计与实现》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于多信道的小型AD+HOC无线网络的设计与实现（78页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基于多信道的小型A d l l o c 无线网络的设计与实现摘要A dH o c 网络是一种自组织、自组态、无中心的可以立刻投入应用的无固定设施网络。正因为这些特点，A dH o c 可以广泛的应用于军事领域、传感器网络、紧急和临时场合、个人网络等。对A dH o c 网络的研究在世界范围内方兴未艾，也取得了不少的研究成果。但是由于A dH o c 的特殊性，这些成果也只是适合于某个或某些场合。还没有一套适用于所有场合的解决方案。本论文在讨论了A dH o e 的特性后，介绍了一种基于多信道的小型A dH o c 无线网络的设计与实现。节点的硬件使用T I 公司的M S P 4 3 0 F 1
2、 4 9 作为M C U ，使用N o r d i c 公司的n R F 9 0 5 作为射频芯片。数据链路层使用基于多信道的介质访问协议，即一个控制频道，多个通讯频道，采用R T S C T S B R O A D D A T A ，A C K 的机制，通讯双方首先在控制频道上握手，然后在通讯频道上进行数据通信，有效地避免了内部冲突。网络层采用鱼眼状态路由。网络被分为不同的鱼眼层次以减少路由更新信息。根据到目标节点距离的不同，节点与邻居之间以不同的频率交换链路状态信息。节点借助链路信息构建整个网络的拓扑图，并计算最佳路由。最后，文章还讨论了这个系统在未来发展中可以做的改进。关键字：A dH
3、a e 多跳路由多信道R T S C T SF S R浙江大学硕士学位论文基于多信道的小型A dH o c 无线嘲结的设训与实现A b s t r a c tA dH o cw i r e l e s sn e t w o r k sa r es e l f - o r g a n i z i n g ，s e l f - c o n f i g u r i n ga n di n s t a n t l yd e p l o y a b l ei nr e s p o n s et oa p p l i c a t i o nn e e d sw i t h o u taf i x e di
4、 n f r a s t r u c t u r e B e c a u s eo ft h e s ec h a r a c t e r s ，A dH o cn e t w o r kc a nb ew i d e l yu s e di nm i l i t a r y , s e n s o rn e t w o r k ，e m e r g e n c ya n dp e r s o n a la r e an e t w o r k R e s e a r c h e so nA dH o en e t w o r kh a v eb e e nw i d e l yd e v e
5、 l o p e di na l lo v e rt h ew o r l da n dal o to fr e s u l t sh a v eb e e na c h i e v e d B u tb e c a u s e o f t h e p a r t i c u l a r i t y o f A d H o c ，t h e r e i ss t i l l n o o n es o l u t i o n t h a t c a r l b es u i t f o ra l lt h es i t u a t i o n s T h e s ea c h i e v e m
6、 e n t sC a no n l yb eu s e f u li no n ep a r t i c u l a rs c e n eo rs o m es c e n e s A f t e rd i s c u s s e da b o u tt h es p e c i a lc h a r a c t e r sa b o u tt h eA dH o cn e t w o r k ，t h i sp a p e ri n t r o d u c e dt h em e t h o dt od e s i g na n dr e a l i z eas m a l lA dH o
7、 cn e t w o r kb a s e do nm u l t i c h a n n e l s E a c hn o d eo ft h en e t w o r ku s e sM S P 4 3 0 F 1 4 9o fT Ia st h eM C Ua n dn R F 9 0 5o f N o r d i ca sR FI C I nd a t al i n kl a y e r , aM A Cp r o t o c o lb a s e do nm u l t ic h a n n e l si su s e d T h a ti S t h e r ea r eo n
8、ec o n t r o lc h a n n e la n ds e v e r a lc o m m u n i c a t i o nc h a n n e l s Am e c h a n i s mc a l l e dC T S R T S B R O A D D A T A A C Ki su s e d D u r i n gc o m m u n i c a t i o n ，t h et w on o d e ss h o u l df i r s ts h a k eh a n d si nt h ec o n t r o lc h a n n e l ，t h e nt
9、 r a n s f e rt h ed a t ai nac h o s ec o m m u n i c a t i o nc h a n n e l C o l l i s i o n si n s i d et h es y s t e mc a nb ea v o i d e de f f e c t i v e l yi nt h i sw a y I nn e tl a y e r , t h ef i s h e y es t a t er o u t i n gi su s e d T h en e t w o r ki sd i v i d e di n t om u l
10、t i l e v e lf i s h e y es c o p et or e d u c er o u t i n gu p d a t ei n f o r m a t i o n N o d e se x c h a n g el i n ks t a t ee n t r i e sw i t ht h e i rn e i g h b o r sw i t haf r e q u e n c yw h i c hd e p e n d sO i lt h ed i s t a n c et od e s t i n a t i o n F r o ml i n ks t a t
11、ee n t r i e s ，n o d e sc o n s t r u c tt h et o p o l o g ym a po f t h ee n t i r en e t w o r ka n dc o m p u t eo p t i m a lr o u t e s A n di nt h el a s to f t h ep a p e r , t h ef u t u r ed e v e l o p m e n t so f t h es y s t e ma r ed i s c u s s e d K e yw o r d s ：A dH o eM u l t i
12、- h o pM u l t ic h a n n e lR T S C T SF S RI I浙江大学硕士学位论文基十多信道的小型A dH o c 无线网络的设计与实现第一章、研究背景及其意义我们经常提及的移动通信网络一般都是有中心的，要基于预设的网络设施才能运行。但对于有些特殊场合来说，有中心的移动网络并不能胜任，比如，战场上部队快速展开和推进、地震或水灾后的营救，传感器网络等。这些场合的通信不能依赖于任何预设的网络设施，而需要一种能够临时快速自动组网的移动网络。A dH o e 网络可以满足这样的要求。【1 】0 移动节点。信号范腻一无线链路图1 1 无线移动A d H o c 网络1
13、1A d H o e 网络的概念A dH o c 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。A dH o c 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D A R P T 资助，其后，又在1 9 8 3 年和1 9 9 4年进行了高残存性自适应网络S U R A N ( S u r v i v a b l eA d a p t i v eN e t w o r k ) 和全球移动信息系统G l o M o ( G l o b a lI n f o r m a t i o nS y s t e m ) ：r 员目的研究习嘲。由于
14、无线通信和终端技术的不断发展，A dH o c 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旌的地区进行临时通信时，可以很方便地通过搭建A dH o c 网络实现。在A dH o c 网络中，当两个移动主机( 如图1 1 ) 在彼此的通信覆盖范围内浙江大学硕十学位论文基于多信道的小型A dH o c 无线网络的设计与实现时，它们可以直接通信。但是由r 移动主机的通信覆盖范围有限，如果两个相距较远的主机要进行通信，则需要通过它们之间的移动丰机的转发才能实现。因此在网络中，主机同时还是路由器，担负着寻找路由和转发报文的一1 ：作。在A dH o c网络中，每个主机的通信范围有限，因此路由一
15、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A dH o c 网络也被称为多跳无线网络。A d H o c 网络可以看作是移动通信和计算机网络的交叉。在A d H o c 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。A dH o c 网络不同于目前因特网环境中的移动I P 网络。在移动I P 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A dH o c 网络中只存在无线链路一种连接方式。在移动I P 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A
16、 dH o c 网络没有这些设施的支持。此外，在移动I P 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A dH o c 网络中移动主机的移动将会导致拓扑结构的改变。1 2A dH m e 网络的特点1 4 1 1 5 1A dH o c 网络作为一种新的组网方式，具有以下特点。1 2 1 网络的独立性A dH o c 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。A dH o c 网络的这种特点很适合灾难救助、偏远地区通信等应用。1 2 2 无中心A dH o c 网络没有严格的控制中心。所有结点的地位平等，是一个对等式网络。结点可以随时加人和离开。1 2 3 白组织网络的布设无需依赖于任何预设的固定设施。结点通过分层协议和分布式算法协调各自的行为。结点开机后就可以快速、自动地组成一个独立的网络。浙江大学硕十学
