與傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)相比,無線自組織網(wǎng)絡(luò)具有一些突出的特點(diǎn),包括 無中心、自組織、多跳路由、動態(tài)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、臨時性、有限的無線傳輸帶寬等。
①無中心。無線自組織網(wǎng)絡(luò)沒有嚴(yán)格的控制中心,所有節(jié)點(diǎn)的地位平等,即是一個對等
式網(wǎng)絡(luò),節(jié)點(diǎn)可以隨時加入和離開網(wǎng)絡(luò),任何節(jié)點(diǎn)的故障不會影響整個網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行,具有很強(qiáng)的抗毀性。
②自組織。無線自組織網(wǎng)絡(luò)可以在任何時刻、任何地點(diǎn)不需要現(xiàn)有信息基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的
支持,就能夠快速構(gòu)建起一個移動通信網(wǎng)絡(luò)。這是與常規(guī)通信網(wǎng)絡(luò)的最大區(qū)別。
③多跳路由。無線自組織網(wǎng)絡(luò)中的每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)扮演著多個角色,它們既可以是終端或者服務(wù)器,又可以無當(dāng)路由器。
④動態(tài)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在無線自組織網(wǎng)絡(luò)中,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)以任意速度和任意方向在網(wǎng)絡(luò)中移動。同時受無線發(fā)送裝置發(fā)送功率變化、無線信道間相互干擾,地形等綜合因素的影響,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間通過無線信道形成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)隨時可能發(fā)生變化,而且變化的方式和速度都是不可預(yù)測的,這將對路由協(xié)議提出更高的要求。
⑤臨時性。無線自組織網(wǎng)絡(luò)專為某個特殊目的而建立,如戰(zhàn)場通信、野外救援、應(yīng)用完成即拆除,一般只是臨時性的。
⑥無線傳輸帶寬有限。無找信道本身的物理特性決定了其能提供的網(wǎng)絡(luò)帶寬比有線信道要低很多,而競爭共享無線信道產(chǎn)生的碰撞、信號衰落,噪聲干擾及信道之間干擾等因素使得終端的實(shí)際帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于理論值。
無線自組網(wǎng)絡(luò)設(shè)備技術(shù)的應(yīng)用
??從誕生到現(xiàn)在, 無線自組織網(wǎng)絡(luò)已走過了數(shù)十年的歷程,也越來越廣泛地應(yīng)用到軍事和民用的多個領(lǐng)域,并且仍在迅速發(fā)展中。無線自組織網(wǎng)絡(luò)通常應(yīng)用在沒有或不便利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的情形中,常用的應(yīng)用有以下幾個方面。
①戰(zhàn)場通信。因無線自組織網(wǎng)絡(luò)具備的無須網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、快速部署、魯棒性強(qiáng)等特點(diǎn),它是數(shù)字化戰(zhàn)場通信的首選技術(shù)。在戰(zhàn)場上可以利用它完成友軍兵力和裝備監(jiān)視、敵軍兵力和地形偵查,戰(zhàn)爭損毀評估、定位與跟蹤、生化攻擊檢測等任務(wù);需要通信的艦隊(duì)?wèi)?zhàn)斗群之間也可以通過移動自組織網(wǎng)絡(luò)建立通信,而不必依賴陸地或衛(wèi)星通信系統(tǒng)。除了在戰(zhàn)爭時期,和平年代也使利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通過對聲音和震動信號的分類分析來探測敵方的入侵,從而進(jìn)行國士安全保護(hù)。
②應(yīng)急通信。在發(fā)生了地震、水災(zāi)、強(qiáng)熱帶風(fēng)暴等災(zāi)難后。固定的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施可能被摧毀或無法正常工作,對于搶險教災(zāi)來說,這時就需要無線自組織網(wǎng)絡(luò)這種不依賴任何固定網(wǎng)絡(luò)設(shè)施又能快速部署的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
③環(huán)境監(jiān)控。在野生動物保護(hù)、土壤監(jiān)測、大氣監(jiān)測等網(wǎng)絡(luò)場景中,存在節(jié)點(diǎn)數(shù)目眾多、數(shù)據(jù)種類繁多、數(shù)據(jù)量巨大、監(jiān)測區(qū)域廣大等問題。多個監(jiān)測節(jié)點(diǎn)組成無線自組織網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)低成本構(gòu)建大區(qū)域的自治網(wǎng)絡(luò)的目的,然后通過網(wǎng)關(guān)與公網(wǎng)相連,在不需鋪設(shè)和維護(hù)大量基礎(chǔ)設(shè)施的前提下,對環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測。
④宇宙開發(fā)。在宇宙空間進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施的全面覆蓋,是一件無法完成的任務(wù)?,F(xiàn)有的衛(wèi)星通信方式,可擴(kuò)展性差,無法大規(guī)模滿足民用服務(wù)的帶寬需求。通過節(jié)點(diǎn)間的無線自組織網(wǎng)絡(luò),并結(jié)合存儲—攜帶一轉(zhuǎn)發(fā)的機(jī)會路由模式,實(shí)現(xiàn)宇宙開發(fā)過程中的移動通信功能。
⑤工業(yè)領(lǐng)域。在煤礦、石化這種存在易燃、易爆問題的領(lǐng)域中,可以利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對危險環(huán)境中的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,隨時發(fā)現(xiàn)異常報警,從而提高險情的反應(yīng)精度和速度,減少傷亡。另外,在現(xiàn)代制造業(yè)領(lǐng)域,工作人員從生產(chǎn)流水線到復(fù)雜機(jī)器設(shè)備,都嘗試安裝相應(yīng)的傳感器節(jié)點(diǎn),以便時刻掌握設(shè)備的工作健康狀況,及早發(fā)現(xiàn)問題并及時處理,從而有效地減少損失,降低事故發(fā)生率。
⑥醫(yī)療領(lǐng)域。無線自組織網(wǎng)絡(luò)中的傳感器網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)療健康方面也有一定的應(yīng)用。如醫(yī)生提供了很大的便利。
??無線自組織網(wǎng)絡(luò)不僅對各種悲劣的環(huán)境具有非常強(qiáng)的適應(yīng)性,而且由于其對應(yīng)用環(huán)境的高適應(yīng)性使得它的應(yīng)用范圍已經(jīng)擴(kuò)散到救災(zāi)、環(huán)境、軍事、工業(yè)、 醫(yī)療、科學(xué)探索等各種場合。因此,無線自組織網(wǎng)絡(luò)及其相關(guān)技術(shù)的研究不僅能夠給我們的生活帶來便利,具有重要的社會和經(jīng)濟(jì)意義,同時對于我國的民生、軍事能力也具有莫大的幫助。所以對于無線自組織網(wǎng)絡(luò)及其相關(guān)技術(shù)的研究是十分重要和有意義的。