无线自组织网络MAC层协议设计与实现(2)

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4.1 概要设计15

4.1.1 设计思想15

4.1.2 体系结构16

4.1.3 接口设计16

4.1.4 帧结构18

4.2 详细设计21

4.2.1 UI模块设计21

4.2.2 接入协议模块设计21

5 系统实现26

5.1 类的实现26

5.2 核心代码27

5.3 效果图29

6 总结31

致谢32

参考文献33

1 绪论

无线自组织网络（Wireless ad hoc Networks）[1]是一种特殊的无线移动通信网络。Ad hoc网络由带无线收发信号装置的移动设备组成，在网络中每个节点的地位平等，它不依赖于传统无线网络中的网络基础设备，不需中心控制节点，每个设备节点既作为主机节点，又作为网络设备转发数据充当路由器或交换机的功能。当源节点与目的节点在直接通信范围内时，双方直接通信；而当源、目的设备不在直接通信范围时，双方通过其它移动设备的转发通信，即报文可通过多跳到达目的地，这也是Ad hoc网络与其它无线通信网络最为根本的区别。由于Ad hoc网络不依赖于基础设施、动态建立、灵活多变，它被广泛用于战场、救灾、偏远野外等无法依赖固定或预设的网络设施进行通信的场合，并发挥着越来越重要的作用。

1.1 研究背景及意义

近年来移动设备的存储能力、无线通信能力等迅速提高，移动设备大量的普及，使得不需固定基站的Ad hoc网络渐渐成为研究的热点并得到大面积的普及。与传统的无线通信系统相比较，Ad hoc网络具有以下特点[1][2]：论文网

自组织性；

多跳路由；

网络拓扑动态变化；

有限的链路带宽；

节点的局限性；

安全性不足；

特殊的信道特征；

无线自组织网络特别适用于那些不能建立固定网络设备的场合。因此，它在诸多场合中扮演着举足轻重的作用[1]：

1）军事应用

Ad hoc网络起源于军事通信，目前军事通信仍然是自组织网络的主要应用领域。由于Ad hoc网络无中心、不依赖基础设施网络满足军事通信快速展开与组织、抗毁性强、移动通信、远距离通信的要求，Ad hoc网络已成为数字化战场的首选技术。

2）传感网络

传感网络是自组织网络的另一大应用领域。无线传感网络是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信的方式形成一个多跳的、自组织的网络监控系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖范围内感知对象的信息，并传送给中心处理系统。由于传感器的体积和电池不可能很大，因此传感器的发射功率也不能太大。因此采用Ad hoc网络技术实现较远距离的通信。

3）紧急场合

在发生地震、火灾、台风等灾难地区，固定的通信设备常受到损坏而不能进行通信，这时就没有办法使用常用的通信手段。此时，在现场可以建设Ad hoc网络这种不依赖于基础设施的网络，快速部署，在短时间内恢复基本通信。其在恶劣环境下提供通信支持，对抢险救灾工作具有十分重要的意义。

4）个人通信

无线自组织网络技术的另一个应用领域是个人局域网（Personal Area Network，PAN）。无线自组织网络技术可以用于笔记本电脑、手机、平板等无线设备之间的通信，为个人用户提供多样化的服务。

无线自组织网与常规有线网络、卫星通信和蜂窝网络等相比，其最大的区别在于竞争共享的接入方式和多跳中继的通信模式。相应的，在无线自组织网络协议中，现有的研究工作主要集中在链路层的MAC协议和网络层的路由协议。MAC协议能否高效地利用有限的无线信道资源对整个网络的性能起着决定性的作用。因此，针对无线自组织网络的特点，研究高性能的MAC协议，提高对无线信道的资源利用率，具有重要的实际应用意义。文献综述