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无线自组织网络关键技术与进展
2007 年 8 月 6 日 10:57 通信世界网 评论（0) 阅读： 次
作 者：韦云凯 毛玉明 吴凡
无线自组织网络由不需要任何基础设施的一组具有动态组网能力的节点组成，这种网络
适应了军事和商用中对网络和设备移动性的要求，而引起了人们的关注，并在 20 世纪 90
年代以后获得了广泛的研究和发展。
与其他通信网络相比，无线自组织网络具有带宽有限、链路容易改变、节点的移动性以
及由此带来的网络拓扑的动态性、物理安全有限、受设备限制等特点。正是由于这些区别，
无线自组织网络协议栈也产生了比传统网络协议栈更高的要求：适应移动分布节点随机收
发行为的媒体接入控制（MAC)协议,基于动态拓扑结果的高效、稳健的路由算法,便利的异
构网络互联技术，有效的功率控制，合理的跨层信息交互、多层协同设计，可靠的安全机
制等等.
1 MAC 协议
MAC 协议是无线自组织网络协议的重要组成部分，是分组在无线信道上发送和接收的
主要控制者。目前，在无线自组织网络中 MAC 协议面临着隐藏终端、暴露终端，信道分
配，单向链路，广播扩散等问题.
1。1 隐藏终端、暴露终端问题
如图 1 所示，节点 A、B、C 都工作在同一个信道上，当节点 A 向节点 B 发送分组时,载
波侦听机制无法阻止节点 C 发送数据，造成信号在节点 B 处冲突.节点 C 是隐藏在节点 A
的覆盖范围之外的、却又能对节点 A 的发送形成冲突的节点，这种在发送节点覆盖范围以
外的、存在着潜在冲突的节点问题就是信道访问中的隐藏终端问题.隐藏终端问题会大大降
低信道的通信能力。
另外还有一种情况也会降低信道的通信能力，即所谓的暴露终端问题。如图 2 所示，当
节点 B 向节点 A 发送分组时，节点 C 侦听到节点 B 在发送分组，所以推迟发送分组.这种
推迟是毫无必要的,因为节点 C 向节点 D 发送分组和节点 B 向节点 A 发送分组并不冲突，
此时节点 C 是节点 B 的暴露终端.这种因发送节点在其覆盖范围内，感知到有其他节点在
传输，而进行不必要的发送延迟就是暴露终端问题。
IEEE 802.11 中提出的请求发送/准备接受/确认（RTS/CTS/ACK）握手机制,以及目
前在很多研究中提出的控制信道-数据信道协作的方式，可以在一定程度上解决隐藏终端问
题,但对于暴露终端问题，目前还没有充分有效的解决方式。
RTS/CTS/ACK 机制的基本思想是在传输数据帧之前，A、B 之间先用很短的握手帧
RTS 进行沟通，而其他所有无关节点收到 RTS 或 CTS 后，抑制自己的发送动作，避免冲
突，从而为 A、B 间的数据帧传输提供一个短暂的“净空”。正确收到的帧需要使用 ACK 来
进行确认.
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