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宽带无线IP技术与系统( 二 )

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Ad hoc网络结构如图1所示 。网络可采用全分布式控制，也可采用分层分布式控制 。图1是分层分布式控制 。在图1中，将网络节点分成群，每一个群产生一个群首负责本群中节点的治理 。不同的群可使用不同的工作频率，群内可采用高效的多址协议(如UPMA等) 。在Ad hoc网络中，需要采用自组织算法来产生群和群首，计算最佳路由并进行动态资源分配 。
图1 典型的Ad hoc网络结构
研究在Ad hoc环境下高效支持TCP/IP协议的宽带移动无线网络技术是当前另一个研究热点 。其主要目标是将多媒体和Internet业务延伸到Ad hoc用户，可在2～6 GHz频段向用户提供2～50 Mbit/s的数据速率 。
目前对Ad hoc环境下宽带移动无线网络研究的主要两大阵营有：一是IETF和IEEE，二是DARPA 。已有一些标准(如IEEE 802.11、Bluetooth)支持Ad hoc方式 。IETF成立了专门的研究组--移动Ad hoc网络(MANET)组来研究它的路由问题，将移动IP拓展到无固定网络结构支撑的情况 。1999年1月，RFC 2501具体给出了MANET的应用场合、特征和性能要求 。IETF在2000年下半年公布了一系列的有关Ad hoc 路由的草案(AODV、TORA、DSR、OLSR、DDM、MAODV、TBRPF、LANMAR、FSR等) 。IEEE JAC 1999年8月出版了无线Ad hoc网络的专辑 。IEEE 通信分会在2000年底成立了专门的Ad hoc技术分委员会 。IEEE 个人通信杂志于2001年2月出版了Ad hoc网络专辑 。

美国DARPA资助的SUO SAS(Small Unit Operations Situation Awareness System)在开发能够支持未来dismounted soldiers信息需要的突破性技术，并集成进可演示的系统 。在高移动环境下的由100个实验单元组成的现场实验将于2002年春开始 。SUO SAS必须同时支持10 000用户 。系统能够工作在20 MHz～2.5 GHz的频段，带宽为500 kHz～20 MHz，自适应数据速率为16 bit/s～4 Mbit/s 。
瑞士联邦工学院Terminnodes正在研究和实现大规模自组织移动Ad hoc网(与瑞士电信的合作项目时间为2000年~2010年) 。除外还有WING(加州大学SA分校)和MONARCH(卡耐梅容大学)等研究计划 。
3 宽带无线IP实验系统
西安电子科技大学于2000底研制成功的一个典型的基于WLAN支持移动IP的宽带无线IP系统，其网络结构如图2所示[4] 。它利用常规的局域网（如10/100/1 000 Mbit/s以太网)及其互连设备(路由器)构成骨干支撑网，利用无线接入点(AP)和无线接入服务器(WAS)来支持移动终端(MT)的移动和漫游 。无线接入服务器的作用是提供无线终端的接入治理和移动性治理 。在每个无线接入服务器管辖的范围内(称为服务区)可支持多个小区 。无线接入点的作用是完成WLAN和LAN之间的桥接，实现无线空中接口协议到LAN协议的转换，并实现小区内的移动用户治理 。在无线接入服务器中运行移动IP服务器端进程软件，在移动终端上运行移动IP客户端进程便可支持移动IP功能 。该系统可支持用户在移动和漫游的状态下，享用VOD、FTP、WWW浏览等业务 。
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图2 宽带无线IP实验系统
该系统包括两个子网，子网1的IP地址是202.117.125.x，子网2的IP地址是202.117.114.x 。子网1可包括1～2个无线接入点(A和B)，2～4个移动终端；子网2可包括1个无线接入点(C)，2～4个移动终端 。
为了使移动终端在子网内可以访问Internet，无线接入点(AP)必须具有桥接的功能(实现有线网络与无线网络之间的帧格式转换和路由功能)、相同子网内散步治理功能(支持用户在同一子网不同蜂窝小区之间的移动和越区切换)，支持SNMP治理、对用户的身份认证、无线信道的治理、数据库及学习功能、加密等功能，主要的协议包括：IEEE 802.3、IEEE 802.1d、IEEE 802.11等 。
为了使移动终端能在跨越不同子网的不同小区之间任意移动，在不对移动终端作任何配置和改动的情况下，可连续使用Internet业务，即同时做到“操作透明性”(移动终端的移动不会引起用户进行非凡的操作，如对网络参数的重新配置、移动终端的重新启动等)和“性能透明性”(移动终端的性能如通信能力、应用软件的性能等并不因主机的移动而有明显地下降)，需要在每一个子网中配置一个无线接入服务器(WAS)，来支持上述移动IP(Mobile IP)功能 。

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