AdHoc小结

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AdHoc网络简介Adhoc网是一种多跳的、无中心的、自组织无线网络,又称为多跳网(Multi-hopNetwork)、无基础设施网(Infrastructure-lessNetwork)或自组织网(Self-organizingNetwork)。整个网络没有固定的基础设施,每个节点都是移动的,并且都能以任意方式动态地保持与其它节点的联系。在这种网络中,由于终端无线覆盖取值范围的有限性,两个无法直接进行通信的用户终端可以借助其它节点进行分组转发。每一个节点同时是一个路由器,它们能完成发现以及维持到其它节点路由的功能。1.1特点网络的独立性AdHoc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。AdHoc网络的这种特点很适合灾难救助、偏远地区通信等应用。动态变化的网络拓扑结构在AdHoc网络中,移动主机可以在网中随意移动。主机的移动会导致主机之间的链路增加或消失,主机之间的关系不断发生变化。在自组网中,主机可能同时还是路由器,因此,移动会使网络拓扑结构不断发生变化,而且变化的方式和速度都是不可预测的。对于常规网络而言,网络拓扑结构则相对较为稳定。有限的无线通信带宽在AdHoc网络中没有有线基础设施的支持,因此,主机之间的通信均通过无线传输来完成。由于无线信道本身的物理特性,它提供的网络带宽相对有线信道要低得多。除此以外,考虑到竞争共享无线信道产生的碰撞、信号衰减、噪音干扰等多种因素,移动终端可得到的实际带宽远远小于理论中的最大带宽值。有限的主机能源在AdHoc网络中,主机均是一些移动设备,如PDA、便携计算机或掌上电脑。由于主机可能处在不停的移动状态下,主机的能源主要由电池提供,因此AdHoc网络有能源有限的特点。网络的分布式特性在AdHoc网络中没有中心控制节点,主机通过分布式协议互联。一旦网络的某个或某些节点发生故障,其余的节点仍然能够正常工作。生存周期短AdHoc网络主要用于临时的通信需求,相对与有线网络,它的生存时间一般比较短。有限的物理安全移动网络通常比固定网络更容易受到物理安全攻击,易于遭受窃听、欺骗和拒绝服务等攻击。现有的链路安全技术有些已应用于无线网络中来减小安全攻击。不过AdHoc网络的分布式特性相对于集中式的网络具有一定的抗毁性。1.2功能与应用因为AdHoc网络配置简单、具有自组织性、具有很好的鲁棒性(抗毁坏性)、具有很好的移动性,因而广泛应用于军事领域(最初的AdHoc网络就是产生于军事通信领域)、民用领域(如灾区通信)、商用领域(如商务会议)等。其应用场景主要包括:a)没有有线通信设施的地方,如没有建立硬件通信设施或有线通信设施遭受破坏。b)需要分布式特性的网络通信环境。c)现有有线通信设施不足,需要临时快速建立一个通信网络的环境。d)作为生存性较强的后备网络1.3管理AdHoc网络面临的挑战1)网络管理协议的一个重要任务是使网管知道网络的拓扑结构。在有线网络中,由于网络变化不频繁,所以这点容易做到。但在移动网络中,节点的移动导致拓扑结构变化太频繁,网管需定期收集节点的连接信息,这无疑会加大网络的负荷。2)大多数节点使用电池供电,所以要保证网络管理的负荷限制在最小值以节省能源。要尽量减少收发和处理的节点数,但这是与需要拓扑结构的定期更新相矛盾的。3)能源的有限性和节点的移动性导致节点随时可能与网络分离,这要求网络管理协议能够及时觉察节点的离开和加入,而更新拓扑结构。4)无线环境下信号质量变化大。信号的衰退和拥塞都会使网管误认为节点已离开,因此,网管必须能够区分是由于节点移动还是由于链路质量的原因导致连接中断。网管必须询问物理层,但这样会违反OSI的层次管理结构。5)AdHoc网络通常应用于军事,因此,要防止窃听、破坏和侵入。所以网管需要结合加密和认证过程。(以上是百度上找的)现有AdHoc、MIMO知识小结目前的802.11协议[1]中AdHoc模型就是AdHoc的MAC层接入模型,使用RTS(Request-to-send)、CTS(clear-to-send)、DATA、ACK握手机制进行单天线进行通信。这个模型比较保守,节点只要监听到RTS、CTS就保持静默,不发送数据,与MIMO思想背道而驰。不利于空间复用。同时,RTS、CTS、DATA、ACK均是全功率发送,这会降低系统吞吐量。文献[2,3]已经证明了固定功率发送在节能与空间复用方面的低效。改进的研究中有的致力于节能,有的致力于最大化容量。文献[4]详细地总结了已有的一些改进TPC模型(这些都是针对SISO进行研究的)。文献[5]中将MIMO技术分为3类:Array、Diversity与Multiplexing。Array指经不同的独立信道发送相同的数据,接收端相干解调,获得接收SNR的重叠增益;Diversity增益体现在BERVSSNR曲线的斜率上,理想情况下增益与独立信道个数成正比,此时需用到空时编码;Multiplexing指的是在Mt个天线上叠加发送不同的数据,获得整体容量提升。文献[6,7,8,9]研究了MIMO-basedAdHoc网络中MAC协议、模型。参考文献:[1]InternationalStandardISO/IEC8802-11,ANSI/IEEEStd802.11,1999edition,Part11:WirelessLANMediumAccessControl(MAC)andPhysicalLayer(PHY)Specifications.[2]J.Monks,V.Bharghavan,andW.-M.Hwu,“Apowercontrolledmultipleaccessprotocolforwirelesspacketnetworks,”inProceedingsoftheIEEEINFOCOMConference,Apr.2001,pp.219–228.[3]P.GuptaandP.R.Kumar,“Thecapacityofwirelessnetworks,”IEEETrnansactionsonInformationTheory,vol.46,no.2,pp.388–404Mar.2000.[4]M.Krunz,A.Muqattash,andS.-J.Lee,“Transmissionpowercontrolinwirelessadhocnetworks:Challenges,solutions,andopenissues,”IEEENetworkMagazine,vol.18,no.5,pp.8–14,Sept.2004.[5]A.Paulraj,R.Nabar,andD.Gore,“Introductiontospace-timewirelesscommunications,”CambridgeUniversityPress,Cambridge,U.K.,2003.[6]K.Sundaresan,R.Sivakumar,M.A.Ingram,andT.-Y.Chang,“Mediumaccesscontrolinad-hocnetworkswithMIMOlinks:Opti-mizationconsiderationsandalgorithms,”IEEETransactionsonMobileofconcurrenttransmissionswhentheMIMOmodeisused.Computing,vol.3,no.4,pp.350–365,Oct.-Dec.2004.[7]M.HuandJ.Zhang,“MIMOadhocnetworks:Mediumaccesscontrol,saturationthroughput,andoptimalhopdistance,”JournalofCommunicationsandNetworks-SpecialIssueonMobileAdHocNetworks,pp.317–330,Dec.2004.[8]J.M.Gilbert,W.-J.Choi,andQ.Sun,“MIMOtechnologyforadvancedwirelesslocalareanetworks,”inProceedingsoftheDesignAutomationConference(DAC),June2005,pp.413–415.[9]M.M.CarvalhoandJ.J.Garcia-Luna-Aceves,“Modelingwirelessadhocnetworkswithdirectionalantennas,”inProceedingsoftheIEEEINFOCOMConference,Apr.2006.这是总结了两篇论文,上面的参考文献没看。相关论文小结ADHOCMOBILEWIRELESSNETWORKSPRINCIPLES,PROTOCOLS,ANDAPPLICATIONSCommunicationmagazine这是一本书的序。AdHoc无线网络的优势:部署容易,配置灵活。适合的应用场所:灾区、军事训练区、学校、会议、旅店、机场、公寓等,对于基础通信设施并不完备的发展中国家与地区比较适合。与传统的有线网络的相比,提供的带宽小,设计要求高。需要综合考虑:不断变化且不可测的信道条件、隐藏\暴露节点、变化的网络负载、可变的设施性能、不同的传输与感知范围以及自身的移动性等问题。BeyondShannonTheQuestforFundamentalPerformanceLimitsofWirelessAdHocNetworksMagazine无线自组织网络:一组可自配置的无线节点在没有已有通信设施的帮助下组成一个网络。当这些无线节点中含有移动节点时,又称为移动自组织网络(MobileAdHocNetwork,MANETs)。因为没有固定的网络设施,所以网的控制与测量均需通过动态控制算法实现;同时多条路由是提高网络容量与范围的常用技术;节点间一般是通过双向链路通信,需要反馈信道(与直接链路分开或捆绑)。优势:可快速部署与重配;可以为特殊的应用定制;具有很高的鲁棒性(由于分布式特点、大量的节点冗余,不会因单个节点失败而瘫痪),鲁棒性在军事通信中特别重要(第一个无线自组织网络就是在军事领域中发展出来的)。但是无线自组织网络的仙农界(所有用户能共同时达到的最大容量)仍然是一个问题。没仔细看,感觉没什么作用SellingMultimediaResourcesinAdHocNetworksMagazine介绍了AdHoc网络中多媒体资源(如歌曲)买卖中的抵赖问题。AAA(authentication,authorization,andaccounting)协议。卖者通过买者的数字签名得利,买者通过卖者的数字签名后的资源(均可以是在买卖结束之后再向运行方求得),问题是如何证明这些数字签名的有效性。通常使用私人密钥与公开密钥结合的方法,但是需要第三方提供绑定公开密钥与身份ID的证明,且提前完成身份证明操作。给出了新的方法。也没仔细看OnCapacityofWirelessAdHocNetworkswithMIMOMMSEReceiversIEEETransonwirelesscommunication论文分析了无线AdHoc网络在使用MIMO技术后,可获得的最大网络容量(以单位面积的系统容量)与网络通信链路密度(单位面积的链路个数)间的关系。对于MIMO处理:发送端是简单的MRT(最大本征方向发送),每个链路只发送一路数据流;接收端是MMSE处理。关键在MMSE处理后得到每条链路的SINR,并给出SINR的概率分布。这里以往的研究是基于每条链路的信道、发送功率以及干扰链路个数固定且已知,但是对于AdHoc网络,干扰链路个数K,每个的发送功率Pk、以及对应的信道Hk是随机的。论文分析了在单位面积干扰链路个数固定下,干

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