基于PNET的无线移动自组织网络.docVIP

PAGE PAGE 4 基于OPNET的无线移动自组织网络 1 引言 1.1 课题研究的背景及意义 最近几年来，随着Internet的发展，连入网络的主机和用户数目逐年呈指数增长。网络的普及为我们的生活带来了许多方便而快捷的服务，如下载网上信息、收发电子邮件、实现远程办公等等，人们变得越来越依赖于计算机网络。与此同时，移动计算机网络业务也逐渐成为人们日益关注的话题。在网络中提供移动性支持可使网络用户在任何时刻、任何地点通过网络发送和接收各种数据，实现人们提出的“Anytime, Anywhere, Mobile Networks in your pocket”的愿望。 无线移动自组织网络作为移动计算机的一种特殊形式，由于它不需要固定的基站，各个节点均可自由移动，且能实现动态的连接，加上其具有生存性极强，且创建与移动极为方便的特点，使之弥补了蜂窝系统与有线网络的不足，在许多特殊情况下有着不可替代的作用。可广泛应用于国防战备、灾难援助、法律执行等无法得到有线网络支持或某些只是临时需要通信但建立有线通信网络代价太大的环境，且可以作为生存性极强的后备网络[2]。因此，移动自组网的研究对科技进步具有重大促进作用。同时，随着移动自组网络研究的发展和相关产品的成熟，移动自组网必将越来越受到人们的重视，会有越来越多的应用领域，因而其具有广泛的研究与发展前景。而天线模型作为影响网络性能的一个重要因素，是确保移动自组网络正确运行的关键。对该领域进行深入而广泛的研究将为移动自组网的应用提供重要科学依据[3]。 1.2 无线移动自组织网络网络的特征 无线移动自组织网络是一种不同于现有网络的特殊无线网络，强调无中心接入、多跳路由，移动终端节点不仅具有主机的功能，还具有路由器的功能。 无线移动自组织网络是由一些带有无线收发装置的移动节点，通过无线信道连接形成的，具有网状拓扑结构的特殊网络。节点的移动性，导致了网络拓扑结构随时间的变化性。在无线移动自组织网络中，由于无线通信覆盖范围的有限性，两个无法直接通信的节点可以利用其他节点的路由转发功能进行通信。它可以在没有或不便利用现有的网络基础设施的情况下提供一种通信支撑环境，从而拓宽了移动通信网络的应用环境。 在无线移动自组织网络中，节点兼备主机和路由器两种角色。一方面，节点作为用户主机运行相关的协同应用程序；另一方面，节点作为路由器运行相关的路由协议，进行路由发现、路由维护等常见的路由操作，对接收到的信宿不是自己的分组需要进行分组转发。 由此可以看出，与其他通信网络相比，无线移动自组织网络具有以下特征: (1)网络的自组织性: 无线移动自组织网络相对常规通信网络而言，最大的区别就是可以不需要硬件基础网络设施的支持，在任何时刻、任何地点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，具有自组织性。 (2)动态的网络拓扑结构:在无线移动自组织网络中，网络中的节点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。 (3)网络的分布式:在无线移动自组织网络中没有中心控制节点，主机通过分布式协议互联。无线移动自组织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，增强了网络健壮性。 (4)有限的无线传输带宽无线移动自组织网络中的节点是通过无线信道进行数据传输的，无线信道本身的物理特性使得网络的网络带宽相对有线网络要低的多；另外，无线信道竞争时所产生的信号衰落、碰撞、阻塞、噪声干扰等因素使得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。 (5)移动终端的有限性: 无线移动自组织网络中的移动用户终端内存小、CPU处理能力低、所带电源有限使得无线移动自组织网络设计更加困难。 (6)安全性差：无线移动自组织网络是一种无线方式的分布式结构，所以更加容易被窃听、入侵、网络攻击和拒绝服务等；不过无线移动自组织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。 (7)生存时间短: 无线移动自组织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。 1.3与蜂窝无线网的比较 一　无中心和自组织性 传统的蜂窝网由基站和用户终端组成，基站是蜂窝的控制和协调中心；而在无线移动自组织网络中每个节点都是“自治”的主体，节点之间地位平等，这种分布式的结构要求在上层协议中能够让每个节点协同的保持和维护网络的状态。 二 多跳通信 蜂窝网的通信方式是用户终端和基站上下行直接通信，采用FDMA、TDMA、CDMA等多址通信方式；对于无线移动自组织网络而言，一个信源信宿对节点可以是网络内部的任何两个节点，由于每个节点发射功率有限，节点的覆盖范围是有限的，