無線多跳網(wǎng)絡(luò)(WMN).培訓講學.ppt

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1、無線多跳網(wǎng)絡(luò)(WMN).主要內(nèi)容研究方向和總結(jié)無線多跳網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的應(yīng)用無線多跳網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)無線多跳網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)無線多跳網(wǎng)絡(luò)的概述無線多跳網(wǎng)絡(luò)的概念無線單跳網(wǎng)絡(luò)VS.無線多跳網(wǎng)絡(luò)無線單跳網(wǎng)絡(luò)中所有源節(jié)點的數(shù)據(jù)報文只能發(fā)送給在其通信范圍內(nèi)的一個集中式節(jié)點（如基站），由該節(jié)點通過有線方式轉(zhuǎn)發(fā)到目的節(jié)點。（如蜂窩網(wǎng)絡(luò)，WiFi無線局域網(wǎng)絡(luò)）無線多跳網(wǎng)絡(luò)中源節(jié)點的數(shù)據(jù)報文通過多個相繼的無線鏈路，以無線多跳的方式發(fā)送到目的節(jié)點。3無線多跳網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢和特點（1）為什么要用無線多跳網(wǎng)絡(luò)？功率一定，提高傳輸速率傳輸速率一定，節(jié)省

2、功率簡單舉例無線多跳網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢和特點（2）即時通信容易部署節(jié)省能量或帶寬資源自組織能力容錯性強，具有自愈能力組網(wǎng)成本低無線多跳網(wǎng)絡(luò)常見類型移動adhoc網(wǎng)絡(luò)無線mesh網(wǎng)絡(luò)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)無線中繼網(wǎng)絡(luò)1.移動adhoc網(wǎng)絡(luò)由一組帶有無線通信收發(fā)裝置的移動終端節(jié)點組成網(wǎng)絡(luò)中每個移動終端自由移動網(wǎng)絡(luò)中所有移動終端地位相等可以在任何時候、任何地點快速構(gòu)建不需要現(xiàn)有信息基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的支持是一個多跳、臨時、無中心網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用特殊環(huán)境（空曠）臨時會議/緊急情況科學考察/探險/軍事戰(zhàn)場接入網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商比需的時間和成本現(xiàn)有服務(wù)和架構(gòu)的性能

3、或者能力用戶可遠離網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施而保持與網(wǎng)絡(luò)的連接2.無線mesh網(wǎng)絡(luò)由mesh路由器和mesh客戶端組成mesh路由器：相對靜態(tài)部署、組成無線多跳骨干網(wǎng)絡(luò)無線多跳骨干網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)（Internet）通過網(wǎng)關(guān)相連。mesh客戶端：與相鄰的mesh路由器進行無線通信以無線多跳方式擴展傳統(tǒng)無線移動通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍、同時可以提高無線系統(tǒng)的帶寬容量以及通信可靠性應(yīng)用：寬帶家庭網(wǎng)絡(luò)互連社區(qū)網(wǎng)絡(luò)互連企業(yè)網(wǎng)絡(luò)互連城域網(wǎng)絡(luò)互連3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)各個無線節(jié)點靜態(tài)地隨機分布在某一個區(qū)域。傳感器負責收集區(qū)域內(nèi)的聲音、電磁或地震信號等多種信

4、號，將它們發(fā)送到網(wǎng)關(guān)節(jié)點。網(wǎng)關(guān)具有更大的處理能力，能進一步處理信息；并有更大的發(fā)送范圍，可將信息送往某個大型網(wǎng)絡(luò)使遠程用戶檢測到該信息。Sensor數(shù)量多、分布稠密、網(wǎng)絡(luò)拓撲經(jīng)常變化、能量、計算能力和存儲空間有限應(yīng)用：軍事環(huán)境觀測和預報系統(tǒng)醫(yī)療護理智能家居建筑物狀態(tài)監(jiān)控4無線中繼網(wǎng)絡(luò)基于中繼的無線網(wǎng)絡(luò)是由多個與特定基站關(guān)聯(lián)的低成本無線中繼組成，一般小規(guī)模較少。為了便于控制和降低傳輸時延，基站與其控制范圍內(nèi)的中繼采用樹形路由，中繼到基站最大跳數(shù)一般限制在2-3跳。部署中繼有兩個作用：增加基站的覆蓋范圍和提高基站所轄小

5、區(qū)的接入容量。應(yīng)用：未來移動通信網(wǎng)絡(luò)性能增強無線多跳網(wǎng)絡(luò)的歷史發(fā)展（1）移動Adhoc網(wǎng)絡(luò)是其他多跳的基礎(chǔ)。20世紀70年代，美國國防部高級研究計劃局(DARPA)啟動了“戰(zhàn)場環(huán)境中的無線分組數(shù)據(jù)網(wǎng)”項目，研究在戰(zhàn)場環(huán)境下利用分組無線網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信。1983年和1994年，DARPA又分別于啟動了抗干擾自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)SURAN(SurvivableAdaptiveNetwork)和全球移動信息系統(tǒng)GloMo(GlobleMobileInformationSystems)項目，對能夠滿足軍事應(yīng)用需要的移動通信系統(tǒng)進行更深

6、入的研究。后來，IEEE802.11標準委員會采用了“Adhoc網(wǎng)絡(luò)”一詞來描述這種特殊的自組織無中心多跳無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，Adhoc網(wǎng)絡(luò)由此誕生。無線mesh網(wǎng)絡(luò)由adhoc網(wǎng)絡(luò)發(fā)展而來本世紀初期被提出，是軍用轉(zhuǎn)民用的典型技術(shù)主要用于寬帶無線局域網(wǎng)或城域網(wǎng)的擴展覆蓋、靈活低成本組網(wǎng)和維護等。無線多跳網(wǎng)絡(luò)的歷史發(fā)展（2）無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由美國DARPA資助的項目（如分布式傳感器）發(fā)展而來隨著無線通信的發(fā)展，在上世紀90年代末被提出本世紀前十年出現(xiàn)了一系列的豐富的研究成果是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)技術(shù)之一美國商業(yè)周刊和MIT技術(shù)評論在

7、預測未來技術(shù)發(fā)展報告中將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)列為21世紀最有影響的21項技術(shù)和改變世界的10大技術(shù)之一。傳感器網(wǎng)絡(luò)被列為未來3大高科技產(chǎn)業(yè)一。美國的《技術(shù)評論》將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)列為第一項未來新興技術(shù)《商業(yè)周刊》預測的未來4大新技術(shù)中，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)也列入其中等無線多跳網(wǎng)絡(luò)的歷史發(fā)展（3）標準化工作：Adhoc:IEEE802.11,IETFMANETMesh:IEEE802.11s,802.16-2004Sensor:IEEE802.15.4、ZigBee、IETF6LoW-PAN中繼：IEEE802.16e-2005主

8、要內(nèi)容研究方向和總結(jié)無線多跳網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的應(yīng)用無線多跳網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)無線多跳網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)無線多跳網(wǎng)絡(luò)的概述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)平面結(jié)構(gòu)（完全分布式）所有節(jié)點的地位平等小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，可擴展性差層次結(jié)構(gòu)（分層分布式）網(wǎng)絡(luò)被劃分為簇（cluster）：每個簇由一個簇頭和多個簇成員組成，簇頭可形成更高一級的網(wǎng)絡(luò)可擴展性強，大規(guī)模組網(wǎng)，易于管理節(jié)點結(jié)構(gòu)-----硬件設(shè)計一般是嵌入式