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浅谈自组织无线网络技术
李燕
(甘肃中医学院网络中心，甘肃兰州730000)

摘要：移动自组织网络源于军事应用，经过30多年的研发，应用目标扩大到了家庭网
络、个人无线移动通信等广大的民用领域。它是未来移动通信技术的核心组成部分之一，
本文介绍了自组织网络技术的概念，特点及体系结构的知识，使我们更进一步了解这种
技术。

关键词：自组织网；特点；体系结构

中图分类号：TN929.5

1概述

自组织(AdHoc)网络的概念是由Baker等人提出的，它是由若干带有无线收发信机
的节点构成的一个多跳的具有自组织功能的通信网络，在国际上一般被称为
MANET（MobilAdHocNetworks）。近些年来，随着移动通信技末和计算机技术的发展
以及用户需求的不断增长，对自组织通信网的研究得到了飞速的发展，尤其在那些没有
通信基础设施支持、网络节点状态变化剧烈、对网络抗毁性要求较高的场合，如军事野
战通信、抢险救灾等，自组织网正以其固有的优势引起越来越多的关注。
AdHoc网络是一种没有有线基础设施支持的移动网络，网络中的节点均由移动主机
构成。AdHoc网络最初应用于军事领域，它的研究起源于战场环境下分组无线网数据通
信项目，该项目由DARPA资助，其后，又在1983年和1994年进行了抗毁可适应网络
SURAN(SurvivableAdaptiveNetwork)和全球移动信息系统GloMo(Global
InformationSystem)项目的研究。由于无线通信和终端技术的不断发展，AdHoc网络在
民用环境下也得到了发展，如需要在没有有线基础设施的地区进行临时通信时，可以很
方便地通过搭建AdHoc网络实现。

2自组织网的特点

由于自组织网有其特殊的应用环境，因此它具有区别于其它常规通信网络的特点：
(1)网络拓扑结构动态变化
自组织网中，各节点可以以任意速度和任意方式在网中移动，加上无线发信机发送
功率的变化、信道内的各种干干扰、地形变化等因素的影响，各节点间通过无线信道形
成的网络拓扑结构随时可能发生变化，而且变化的方式和速度都是不可预测的。
(2)采用分布式控制方式
此特点使得自组织网有别于常规移动通信网和无线局域网，因为后两者需要有中心
站来进行控制。在自组织网中，不设专门的拄制中心，把网络的控制功能分散配置到各
节点，网络的建立和调整是通过各节点的有机配合实现的。即自组织网均衡了网中各节
点的特殊性和重要佐，从控制能力上看，各节点没有重要和次要之分，从而可防止一旦
拄制中心被破坏而引起全网瘫痪的危险，提高了网络的抗毁性。同时，网络也可根据需
要，选定一个或几个节点充当控制中心。在自组织网中，任何普通节点都有能力充当控
制中心，并可根据情况变化自动更换。

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(3)采用自适应组网技术
网中各节点能相互协调的遵循一种自组织原则，自动探测网络的拓扑信息，自动选
择传输路由，自动进行控制，把网中所有节点组成一个有机整体。即使网络发生动态变
化或某些节点严重受损时，仍可迅速调整其拓扑结构以保持必耍的通信能力。
(4)不需要原有通信基础设施的支持
自组织网不依赖于原有通信基础设施，网内各节点本身就可组成一个完整的通信网
络，可满足随时随地组网、使用的要求。
(5)信道质量较差
自组织网采用无线传输技术作为物理层通信手段。无线信道由于其本身的物理特
性，如衰减大、干扰大、多径效应等，信道质量比有线信道差的多。
(6)用户终端能源受限
在自组织网中，用户终端通常为手持电脑、掌上电脑或笔记本电脑，这些装置虽然
重量轻、移动性好，但主要靠电池供电，因此在进行网络系统设计时必须耍考虑到节电
问题。
(7)安全性面临挑战
自组织网由于采用无线信道、分布式控制等技术，更容易受到被动窃听、主动人侵、
拒绝服务、剥夺“睡眠”（终端无法进人睡眠模式）、信息阻塞、信息假冒等会种方式的
攻击。由于终端电源有限，自组织网无法实现复杂的加密算法，增加了被窃密的可能性。
在军事应用中，节点很可能被占领，恶意的攻击不仅来自自组织网之外，而且可能从网
内产生。

3自组织网络的体系结构

自组织网络可以分成两种结构：平面结构和分级结构。平面结构中，所有结点的地
位平等，所以又称为对等式结构。而分级结构中，网络被划分为簇，每个簇由一个簇头
和多个成员节点组成，簇头结点负责簇间业务的转发。根据不同的硬件配置，分级结构
又可以分为单频分级和多频分级两种。单频率分级网络只有一个通信频率，所有结点使
用同一个频率通信。为了实现簇头之间的通信，需要有网关结点（同时属于两个或多个
簇的结点）的支持。簇头和网关形成了高一级的网络，称为虚拟骨干。而在多频率分级
网络中，不同级采用不同的通信频率。低级的结点的通信范围较小，而高级的结点要覆
盖较大的范围。
高级的结