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

1、移動(dòng)自組網(wǎng)是一種特殊的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，它的組建不依賴于預(yù)先存在的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，如基站或接入點(diǎn)，而是由若干個(gè)帶有無(wú)線收發(fā)器的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。與傳統(tǒng)的無(wú)線局域網(wǎng)不同，移動(dòng)自組網(wǎng)是一個(gè)無(wú)中心、多跳、自組織的對(duì)等式無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)充當(dāng)兩種角色，既是計(jì)算機(jī)又是路由器。由于自組網(wǎng)具有移動(dòng)性、快速搭建性、自治性、和對(duì)等性等特點(diǎn)，因而具有非常廣泛的應(yīng)用前景，尤其在一些需要臨時(shí)快速組建網(wǎng)絡(luò)的特殊應(yīng)用場(chǎng)合，如數(shù)字化戰(zhàn)場(chǎng)、搶險(xiǎn)救災(zāi)、傳感器網(wǎng)絡(luò)、新聞現(xiàn)場(chǎng)報(bào)道

2、和學(xué)術(shù)會(huì)議等。 然而，不同的應(yīng)用場(chǎng)景需要采用不同的配置來(lái)組建自組網(wǎng)，才能達(dá)到網(wǎng)絡(luò)性能相對(duì)最優(yōu)。為此本文首先對(duì)自組網(wǎng)的組建技術(shù)進(jìn)行了研究，分別采用理論分析和實(shí)驗(yàn)仿真兩種方法重點(diǎn)研究了網(wǎng)絡(luò)連通性與網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、無(wú)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(dòng)自組網(wǎng)應(yīng)用模型，并采用此模型對(duì)自組網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行有效地劃分，然后針對(duì)每一種應(yīng)用場(chǎng)景重點(diǎn)研究了無(wú)線收發(fā)器的優(yōu)化配置方法。 Internet作為全球有

3、線網(wǎng)絡(luò)的骨干網(wǎng)已經(jīng)具有絕對(duì)的統(tǒng)治地位，任何其它形式的網(wǎng)絡(luò)只有與Internet互聯(lián)才能夠?qū)で蟮礁蟮陌l(fā)展空間，移動(dòng)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(kuò)展性，拓寬自組網(wǎng)的應(yīng)用范圍，而且可以使自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)享受到Internet上無(wú)限的網(wǎng)絡(luò)資源和豐富的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，所以將移動(dòng)自組網(wǎng)與Internet互聯(lián)已經(jīng)成為自組網(wǎng)更為廣泛應(yīng)用的必由之路，也成為近幾年移動(dòng)自組網(wǎng)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外許多專家已經(jīng)認(rèn)為這是移動(dòng)自組網(wǎng)發(fā)展

4、的必然趨勢(shì)。自組網(wǎng)接入Internet過(guò)程中，關(guān)鍵技術(shù)包括自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)自動(dòng)配置與Internet主機(jī)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(dòng)分配技術(shù)重點(diǎn)解決如何檢測(cè)出自動(dòng)分配的地址在自組網(wǎng)中是唯一的，所以大家將研究重點(diǎn)放在了重復(fù)地址檢測(cè)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(cè)地址重復(fù)的費(fèi)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(fù)的節(jié)點(diǎn)之間的距離嚴(yán)格限制在一跳傳輸范圍之內(nèi)，從而將地址重復(fù)檢測(cè)的操作也限制在一跳之內(nèi)，達(dá)到縮短地址分配時(shí)延、減小地址分配開(kāi)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(shí)驗(yàn)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(guò)Internet網(wǎng)關(guān)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。Internet網(wǎng)關(guān)是一種特殊的Intern

6、et主機(jī)，它同時(shí)具有Internet網(wǎng)絡(luò)接口和自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口。在自組網(wǎng)中，Internet網(wǎng)關(guān)作為一個(gè)固定不動(dòng)的自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)與其它移動(dòng)節(jié)點(diǎn)通過(guò)自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，其它移動(dòng)節(jié)點(diǎn)若要訪問(wèn)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(luò)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(guò)一個(gè)相對(duì)最優(yōu)Internet網(wǎng)關(guān)進(jìn)行Internet的

7、接入，所以研究重點(diǎn)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(dǎo)致某個(gè)網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷過(guò)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(shí)也加速了關(guān)鍵路徑上節(jié)點(diǎn)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(duì)稱的Internet接入技術(shù)，同時(shí)設(shè)計(jì)了一種“動(dòng)態(tài)反饋負(fù)載均衡”的下行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，將來(lái)自Internet上的大量數(shù)