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移动预测算法研究毕业论文 第一章 绪论 1.1 论文的背景 无线移动自组织网络（Ad hoc Network）技术研究始于二十世纪七十年代，美国国防部高级研究计划署（DARPA）出于军事需要，开始研究分组无线网PRNET（Packet Radio Network）在战场环境下数据通信中的应用，与传统无线网络不同的是Ad hoc网络既不需要固定的网络结构，也没有专用固定的基站或路由器作为网络的管理中心。网络中的每个节点均具有路由器的功能，能够发现和维护到其他节点的路由，并且可以任意移动、拓扑结构高度变化。由于具备组网简单灵活、成本低、生存能力强等特点，其应用范围不断扩大，由原来的军用领域扩大到地震、火灾等应急通信领域。近年来，国外很多著名实验室纷纷设立蜂窝网与自组织网络结合方面的研究项目，我国对未来移动通信的研究也正式列入“863”项目，移动自组网极有可能成为未来移动通信系统的网络构架。 1.2 移动自组网的研究现状与应用 九十年代以来，无线移动自组织网络的研究在世界范围内方兴未艾，已经从无线通信领域中的一个小分支逐渐扩大到相对较独立的领域。目前，无论在国际上还是在区域上，周期性的Ad hoc网络学术会议日益增多，Ad hoc网络成果主要在以下几个方面： （1） 提出新的路由协议。Ad hoc路由面临的主要挑战是：传统的保存在结点中的分布式路由数据库如何适应网络拓扑的动态变化。新协议一般以广播或组播方式建立网络路由，核心是减少广播风暴。目前，一般普遍得到认可的代表性成果有DSDV、WRP、AODV、DSR、TORA和ZRP等。源头性的创新性研究主要集中在2001年以前，后续的成果多为这些协议的改进，目前，路由协议的研究仍然是Ad hoc网络成果最集中的部分。不过，从实现的难度来看，这些协议离适用性还有一定的距离。 提出基于Ad hoc网络的媒体接入控制（MAC）协议。主要是解决隐藏终端和暴露终端问题，影响比较大的有MACA协议，即RTS/CTS/ACK方案，控制信道和数据信道分裂的双信道方案和基于定向天线的MAC协议，以及一些改进类的MAC协议。有一些研究则是侧重于将IEEE 802.11的MAC协议移植到Ad hoc网络中。基于定向天线的MAC协议在理论上性能较为优越，但在技术上实现的难度较大。 Ad hoc网络与蜂窝网的互连互通。研究并提出了一种ICAR（internet Cellular and Ad hoc Realy）系统，提供蜂窝小区内信号的补盲。该方案给出了在加入补盲点之后系统性能改善的性能评价。从结果看，该系统只是针对目前的2G系统，尚无法联系到基于IP方式的分组网络。最近，提出了一种在蜂窝网上覆盖一个无线多跳网络的方案，其中用一些无线路由器来代替蜂窝网络中的一些结点。通过优化路由、信道规划和功率控制等使系统在发射功率受限的情况下达到系统吞吐量最大化，其他方面没有太多的贡献。 基于Ad hoc网络的多播/组播协议、TCP协议、地址分配、功率（节能）控制、安全性问题、分布式算、QoS等方面有一些研究成果，但各部分的数量相对较少。其中，比较有意思的有，试图把移动IP扩展到Ad Hoc网络，基本方案是要用特定的RIP协议（Routing Information Protocol）作为路由协议，但这种方案与Ad hoc网络的其他路由协议不相容。在实验和应用网络的构建上，最近比较值得注意的是，一些学者正在研究用蓝牙节点组建Ad hoc网络。就蓝牙本身的技术来说，蓝牙可以组成微微网（piconet），微微网通过桥节点（bridge）互连，可以形成多跳的Ad oc网络，也称为蓝牙散射网（scatternet）。蓝牙规范尚未对蓝牙微微网之间的通信和基于蓝牙的Ad oc网络的形成等内容做出具体描述，这是一个开放的问题，目前已有一些文献针对基于蓝牙的Ad hoc网络的形成提出了各种不同的协议或方案。 国内学者所发表的Ad hoc网络的研究成果较少。从2001年起，开始有少量 成果发表，研究类的论文大约有数十篇，主要成果基本上集中在路由协议的一些改进，少量成果涉及MAC协议的研究。可以说国内在该研究领域基本上是刚刚起步。 。 1.3 问题提出 由于移动自组网络内的每个节点都可以随机移动，所以有了网络组建灵活的特性，同时也给网络的开发带来了很大的难度，当移动节点在子网间切换时，通信中断就很难避免，并会产生较大的切换时延，如果能预测移动节点的移动方向和将要连接的接入路由器，就可以使移动节点为可能发生的切换提前做好准备，为避免或减小通信中断和时延赢得时间。 目前所提出的预测模型大致可分为基于概率统计模型的和基于人工神经网络的两类。虽然后者能够构建出更为精确的分类界面，但需要大量的训练数据才能进行参数估计，计算复杂度高，模型收敛慢，