一般認為,沒有基礎設施的網絡出現在20世紀70年代,在最初開發報文交換技術(后來發展成因特網)不久,美國國防部高級研究規劃署(DARPA)資助了一項特別的研究一分組無線網絡(Packet Radio Network),即讓報文交換技術在不受固定或有線的基礎設施限制的環境下運行。最初的動機之一就是滿足戰場生存的軍事需求。在戰場惡劣的環境下,通信設備不可能依賴已經敷設的通信基礎設施,一方面這些設施可能根本不存在,另一方面,這些設施會隨時遭到破壞。因此,能快速裝備、自組織的移動基礎設施是這種網絡區別于其他商業蜂窩系統的基本要素。在結構上,這種網絡是由一系列移動結點組成,是一種自組織的網絡,它不依賴于任何已有的網絡基礎設施。網絡中的結點動態且任意分布,結點之間通過無線方式互連,它將分組交換網絡的概念引伸到廣播網絡的范疇。這項工作開辟了移動自組網(Mobile Ad Hoc Network,簡稱Ad Hoc網絡或MANET)研發的先河。與此同時,美國政府還資助了其他一些相關研究項目,其中包括“可生存自適應網絡(SURAN)”、“低成本報文無線電(LCR)”、“可生存通信網絡(SCN)”、“戰術因特網和近期無線電(NTDR)”項目等。不過,這些研究內容在當時并沒有公開,在20世紀70年代到90年代早期,我們很難從公開的出版物上獲得有價值的理論與技術成果。由于自組網可以廣泛地應用于戰場通信指揮與控制、警察與醫療部門的搶險救災、傳感器網絡、課堂教育等眾多領域,其戰略意義非常重要。90年代中期,隨著一些技術的公開,Ad Hoc網絡開始成為移動通信領域一個公開的研究熱點。目前Ad Hoc網絡尚未達到完全實用階段,大部分工作仍處在仿真和實驗階段,仿真規模在數百至數千結點,實驗規模在幾十個結點左右。
(3)Ad Hoc網絡與蜂窩網的互連互通。文[17]-[19]研究并提出了一種iCAR(internet Cellular and Ad hoc Realy)系統,提供蜂窩小區內信號的補盲。該方案給出了在加入補盲點之后系統性能改善的性能評價。從結果看,該系統只是針對目前的2G系統,尚無法聯系到基于ip方式的分組網絡。最近,文[22]提出了一種在蜂窩網上覆蓋一個無線多跳網絡的方案,其中用一些無線路由器來代替蜂窩網絡中的一些結點。該結構與[17-19]所提一致,但通過優化路由、信道規劃和功率控制等使系統在發射功率受限的情況下達到系統吞吐量最大化,其他方面沒有太多的貢獻。
(4)基于Ad Hoc網絡的多播/組播協議、TCP協議、地址分配、功率(節能)控制、安全性問題、分布式算漢、QoS等方面有一些研究成果,但各部分的數量相對較少。其中,比較有意思的有,文[20]試圖把移動IP擴展到Ad Hoc網絡,基本方案是要用特定的RIP協議(Routing Information PRotocol)作為路由協議,但這種方案與Ad Hoc網絡的其他路由協議不相容。
馬里蘭大學Satish K.Tripathi教授所領導的“移動計算與多媒體實驗室”(The Mobile Computing and Multimedia Laboratory (MCML),http://www.cs.umd.edu/projects/mcml/)。研究方向包括jiaystar網絡路由協議、QoS等。
加州大學圣巴巴拉分校Elizabeth M.Belding-Royer教授所領導的“移動性管理和聯網實驗室”(The Mobility Management and Networking (MOMENT)Lab,http://moment.cs.ucsb.edu/)。研究方向包括jiaystar網絡路由協議、多播協議、地址重構、安全性、QoS、可伸縮性和適應性等。
加州大學圣克魯茲分校J.J.Garcia-Luna-Aceves教授所領導的“計算機通信研究小組”(The Computer Communications Research Group,http://www.cse.ucsc.edu/research/ccrg/home.html)。研究方向主要包括無線網絡的信道接入等。
其他比較活躍的機構還包括美國陸軍、海軍和一些企業的研究機構。
五、結語
Ad Hoc網絡可以通過臨時組網的方式在惡劣環境中支持移動節點之間的數據、語音、圖像和圖形等業務的無線傳輸,應用范圍可以覆蓋工業、商業、醫療、家庭、辦公環境、軍事等各種場合,氖 行業幾乎無所不在其中,尤其在未來戰場上,Ad Hoc網絡對于高技術武器裝備、集中指揮、協同作戰和提高作戰機動性等具有非常重要的意義。與擴頻通信技術一樣,源于軍事領域研究的移動Ad Hoc網絡,必將給民用產品的開發也帶來了巨大的經濟和社會效益。我們希望我國的學者廣泛地開展Ad Hoc網絡的研究,通過此項研究,獲得具有我國自主知識產權的相關技術,以適應我國未來高技術民用和軍事發展的需要。這項研究不僅具有重要的社會和經濟意義,也具有十分重要的戰略意義。