移動自組網(wǎng)的組建及Internet接入技術(shù)的研究.pdf

1、移動自組網(wǎng)是一種特殊的無線網(wǎng)絡，它的組建不依賴于預先存在的網(wǎng)絡基礎(chǔ)設(shè)施，如基站或接入點，而是由若干個帶有無線收發(fā)器的移動節(jié)點構(gòu)成。與傳統(tǒng)的無線局域網(wǎng)不同，移動自組網(wǎng)是一個無中心、多跳、自組織的對等式無線通信網(wǎng)絡，每個節(jié)點同時充當兩種角色，既是計算機又是路由器。由于自組網(wǎng)具有移動性、快速搭建性、自治性、和對等性等特點，因而具有非常廣泛的應用前景，尤其在一些需要臨時快速組建網(wǎng)絡的特殊應用場合，如數(shù)字化戰(zhàn)場、搶險救災、傳感器網(wǎng)絡、新聞現(xiàn)場報道

2、和學術(shù)會議等。 然而，不同的應用場景需要采用不同的配置來組建自組網(wǎng)，才能達到網(wǎng)絡性能相對最優(yōu)。為此本文首先對自組網(wǎng)的組建技術(shù)進行了研究，分別采用理論分析和實驗仿真兩種方法重點研究了網(wǎng)絡連通性與網(wǎng)絡規(guī)模、無線收發(fā)器的選配之間的關(guān)系。為了更加合理高效地組建自組網(wǎng)，本文定義了一種移動自組網(wǎng)應用模型，并采用此模型對自組網(wǎng)應用場景進行有效地劃分，然后針對每一種應用場景重點研究了無線收發(fā)器的優(yōu)化配置方法。 Internet作為全球有

3、線網(wǎng)絡的骨干網(wǎng)已經(jīng)具有絕對的統(tǒng)治地位，任何其它形式的網(wǎng)絡只有與Internet互聯(lián)才能夠?qū)で蟮礁蟮陌l(fā)展空間，移動自組網(wǎng)也不例外。自組網(wǎng)接入Internet不但可以提高自組網(wǎng)的擴展性，拓寬自組網(wǎng)的應用范圍，而且可以使自組網(wǎng)節(jié)點享受到Internet上無限的網(wǎng)絡資源和豐富的網(wǎng)絡服務，所以將移動自組網(wǎng)與Internet互聯(lián)已經(jīng)成為自組網(wǎng)更為廣泛應用的必由之路，也成為近幾年移動自組網(wǎng)領(lǐng)域研究的熱點問題，國內(nèi)外許多專家已經(jīng)認為這是移動自組網(wǎng)發(fā)展

4、的必然趨勢。自組網(wǎng)接入Internet過程中，關(guān)鍵技術(shù)包括自組網(wǎng)節(jié)點自動配置與Internet主機兼容的IP地址技術(shù)和自組網(wǎng)與Internet之間數(shù)據(jù)路由技術(shù)。 現(xiàn)有的自組網(wǎng)地址自動分配技術(shù)重點解決如何檢測出自動分配的地址在自組網(wǎng)中是唯一的，所以大家將研究重點放在了重復地址檢測技術(shù)上。而本文則著眼于如何提高選擇地址的唯一性，從而節(jié)省用于檢測地址重復的費用?；诖耍疚奶岢隽艘环N基于GPS信息的自組網(wǎng)IPv6地址構(gòu)造思想，從理論上

5、將可能出現(xiàn)地址重復的節(jié)點之間的距離嚴格限制在一跳傳輸范圍之內(nèi)，從而將地址重復檢測的操作也限制在一跳之內(nèi)，達到縮短地址分配時延、減小地址分配開銷的目的?；诖怂枷氡疚南群筇岢鰞煞N地址分配協(xié)議，分別為One-hopstrongDAD協(xié)議和One-hopweakDAD協(xié)議，實驗證明兩種協(xié)議的效率非常高。 自組網(wǎng)與Internet之間的數(shù)據(jù)路由主要是通過Internet網(wǎng)關(guān)的存儲轉(zhuǎn)發(fā)來實現(xiàn)的。Internet網(wǎng)關(guān)是一種特殊的Intern

6、et主機，它同時具有Internet網(wǎng)絡接口和自組網(wǎng)網(wǎng)絡接口。在自組網(wǎng)中，Internet網(wǎng)關(guān)作為一個固定不動的自組網(wǎng)節(jié)點與其它移動節(jié)點通過自組網(wǎng)網(wǎng)絡接口進行數(shù)據(jù)通信，其它移動節(jié)點若要訪問Internet則首先將數(shù)據(jù)發(fā)送到Internet網(wǎng)關(guān)，再由Internet網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)從Internet網(wǎng)絡接口發(fā)送到Internet上。 現(xiàn)有的關(guān)于自組網(wǎng)接入Internet技術(shù)主要是通過一個相對最優(yōu)Internet網(wǎng)關(guān)進行Internet的

7、接入，所以研究重點放在了Internet網(wǎng)關(guān)的發(fā)現(xiàn)、優(yōu)化選擇和切換上，這樣做的弊端是導致某個網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡負荷過重，使得該網(wǎng)關(guān)和從該網(wǎng)關(guān)輻射到自組網(wǎng)上的路徑成為數(shù)據(jù)交換的路由瓶頸，從而增加了自組網(wǎng)與Internet交互數(shù)據(jù)的延遲，同時也加速了關(guān)鍵路徑上節(jié)點能源的衰減，降低了自組網(wǎng)的生存期。為此，本文提出了一種基于多網(wǎng)關(guān)的、非對稱的Internet接入技術(shù)，同時設(shè)計了一種“動態(tài)反饋負載均衡”的下行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，將來自Internet上的大量數(shù)