無線ad hoc網路是由一組自主的無線節點或終端相互合作而形成的,獨立於固定的基礎設施的並且採用分散式管理的網路,是一種自創造、自組織和自管理網路。與傳統的蜂窩網路相比,無線 ad hoc網路沒有基站,所有節點分散式運行 ,具有路由器的功能 ,負責發現和維護到其它節點的路由 ,向鄰居節點發射或轉發分組。這種網路既可以單獨運行,又可以通過網關接入到有線骨幹網路(如網際網路)。
歷史,結構,特點,套用,
歷史
ad hoc 網路的起源可以追溯到 1968 年的 aloha網路和1973年darpa開始研究的分組無線電網路。ieee在開發 ieee802. 11標準時 , 將分組無線電網路改稱為 ad hoc網路。ad hoc來源於拉丁語 ,字面上的意思是 “為特定目的或場合的” 或 “僅為這種情況的” 。當時分組無線電網路已經用於大規模的軍事和救援行動中 , 採用新的名字 , ieee希望 ad hoc網路成為為特定目的而臨時組建並短期存在的網路。需要指出的是 , ieee802. 11標準定義的 ad hoc 網路為僅由那些通過無線媒質能夠互相進行直接通信的站點組成的網路 , 即獨立的基本服務集( i bss) 。i bss沒有接入點 ,為單跳 ad hoc網路 ,但是目前研究的ad hoc網路通常是多跳的。 1997年 ietf成立了移動ad hoc網路manet(mobile ad hoc net w ork ) 工作組 , 專門負責具有數百個節點的移動 ad hoc網路的路由算法的研究和開發 , 並制定相應的標準。manet工作組的工作成績斐然 , 已經制定了十幾個internet草案標準。
結構
adhoc無線網路的拓撲結構可分為兩種：對等式平面結構和分級結構。在對等式平面結構中，所有網路節點地位平等。 而在分級結構的adhoc無線網路拓撲結構中，整個網路是以簇為子網組成，每個簇由一個簇頭和多個簇成員組成，簇頭形成高一級網路，高一級網路又可分簇形成更高一級網路。每一個簇中的簇頭和簇成員是動態變化、自動組網。分級結構根據硬體的不同配置，又可以分為單頻分級結構和多頻分級結構。單頻分級結構使用單一頻率通信，所有節點使用同一頻率;而在多頻分級結構中，若存在兩級網路，則低級網路通信範圍小，高級網路通信範圍大，簇成員用一個頻率通信，簇頭節點用一個頻率與簇成員通信，用另一個頻率來維持與簇頭之間的通信。 對等式平面結構和分級結構使用時各存在優缺點：對等式平面結構網路結構簡單，各節點地位平等，源節點與目的節點通信時存在多條路徑，不存在網路瓶頸，而且網路相對比較安全，但最大的缺點是網路規模受到限制，當網路規模擴大時路由維護的開銷指數增長而消耗掉有限的頻寬;分級結構網路規模不受限制，可擴充性好，而且由於分簇，路由開銷相對小一些，雖然分級結構中需要複雜的簇頭選擇算法，但由於分級網路結構具有較高的系統吞吐量，節點定位簡單，目前adhoc無線網路正逐漸呈現分級化的趨勢，許多網路路由算法都是基於分級結構網路模式提出的。
特點
ad hoc無線網路作為一種新的組網方式，具有以下特點。 1、動態變化的網路拓撲結構 在ad hoc網路中，移動主機可以在網中隨意移動。主機的移動會導致主機之間的鏈路增加或消失，主機之間的關係不斷發生變化。在自組網中，主機可能同時還是路由器，因此，移動會使網路拓撲結構不斷發生變化，而且變化的方式和速度都是不可預測的。對於常規網路而言，網路拓撲結構則相對較為穩定。 2、網路的獨立性 ad hoc網路相對常規通信網路而言，最大的區別就是可以在任何時刻、任何地點不需要硬體基礎網路設施的支持，快速構建起一個移動通信網路。它的建立不依賴於現有的網路通信設施，具有一定的獨立性。ad hoc網路的這種特點很適合災難救助、偏遠地區通信等套用。 3、有限的無線通信頻寬 在ad hoc網路中沒有有線基礎設施的支持，因此，主機之間的通信均通過無線傳輸來完成。由於無線信道本身的物理特性，它提供的網路頻寬相對有線信道要低得多。除此以外，考慮到競爭共享無線信道產生的碰撞、信號衰減、噪音干擾等多種因素，移動終端可得到的實際頻寬遠遠小於理論中的最大頻寬值。 4、有限的主機能源 在ad hoc網路中，主機均是一些移動設備，如pda、便攜計算機或掌上電腦。由於主機可能處在不停的移動狀態下，主機的能源主要由電池提供，因此ad hoc網路有能源有限的特點。 5、網路的分散式特性 在ad hoc網路中沒有中心控制節點，主機通過分散式協定互聯。一旦網路的某個或某些節點發生故障，其餘的節點仍然能夠正常工作。 6、生存周期短 ad hoc網路主要用於臨時的通信需求，相對與有線網路，它的生存時間一般比較短。 7、有限的物理安全 行動網路通常比固定網路更容易受到物理安全攻擊，易於遭受竊聽、欺騙和拒絕服務等攻擊。現有的鏈路安全技術有些已套用於無線網路中來減小安全攻擊。不過ad hoc網路的分散式特性相對於集中式的網路具有一定的抗毀性。
套用
與蜂窩網路相比, 無線ad hoc網路具有不可比擬的優點。首先,不需要固定的基礎設施(如基站) ,無線ad hoc網路可以被隨時隨地建立,可以在沒有其它通信設施,或者由於保密、 費用、 安全性等原因使一些設施不能被使用的情況下使用。 其次,ad hoc網路不受固定拓撲結構的限制,具有很強的容錯性和魯棒性。 無線ad hoc網路具有廣闊的套用前景。 軍事行動和地震、 水災或偏遠地區的救援行動都是ad hoc網路的傳統套用領域。它也可以作為無線接入網, 提供迅速的組網能力。在本地範圍內,筆記本和掌上型電腦可以採用ad hoc的方式在會議中發布和共享信息。採用藍牙技術的個人區域網路作為短距離的 ad hoc網路極具發展前途。 感測器網路可以用於戰地情報蒐集、 環境污染監測、 地震和海嘯的早期預報、 生產車間監控等許多領域。
