無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)課件2023REPORTING無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)概述無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議與架構(gòu)無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)的性能評(píng)估與優(yōu)化無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)的安全與隱私保護(hù)無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)的案例研究與展望目錄CATALOGUE2023PART01無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)概述2023REPORTING無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)（WirelessAdHocNetwork）是一種無(wú)需基礎(chǔ)設(shè)施支持，節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信方式進(jìn)行連接和數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)。這種網(wǎng)絡(luò)具有自組織、動(dòng)態(tài)拓?fù)?、分布式等特點(diǎn)。無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)不需要固定的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，因此具有靈活性和可擴(kuò)展性。節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)無(wú)線(xiàn)信道進(jìn)行通信，可以動(dòng)態(tài)地建立和維護(hù)連接。無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)適用于那些沒(méi)有或者僅有有限的基礎(chǔ)設(shè)施支持的地區(qū)或者應(yīng)用場(chǎng)景，例如災(zāi)害救援、野外通信、城市交通等。定義和特點(diǎn)無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)的概念最早可以追溯到1991年的美國(guó)國(guó)防部資助的分組無(wú)線(xiàn)網(wǎng)（PacketRadioNetwork）項(xiàng)目。該項(xiàng)目旨在研究一種自組織的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，用于軍事應(yīng)用中的通信。目前，無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)的研究和應(yīng)用仍然是一個(gè)熱點(diǎn)領(lǐng)域，涉及到多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)，如計(jì)算機(jī)科學(xué)、通信工程、電子工程等。隨著無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)得到了廣泛應(yīng)用和深入研究。例如，無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)（WLAN）、無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)（WPAN）、無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)（WMAN）等都是無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用實(shí)例。無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)的歷史與發(fā)展在災(zāi)害發(fā)生后，通信基礎(chǔ)設(shè)施往往受到破壞，無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)可以迅速部署，為救援隊(duì)伍提供通信支持。災(zāi)害救援在沒(méi)有基礎(chǔ)設(shè)施的野外地區(qū)，無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間的通信。野外通信在城市交通管理中，無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)可以用于車(chē)輛之間的通信，實(shí)現(xiàn)智能交通管理。城市交通無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用場(chǎng)景PART02無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)2023REPORTING總結(jié)詞動(dòng)態(tài)、靈活、自組織和多跳通信。詳細(xì)描述AdHoc網(wǎng)絡(luò)是一種自組織、動(dòng)態(tài)路由和多跳通信的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其節(jié)點(diǎn)具有高度的移動(dòng)性和靈活性，可以在沒(méi)有基礎(chǔ)設(shè)施支持的情況下進(jìn)行通信。AdHoc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)總結(jié)詞高效、可擴(kuò)展和自修復(fù)。詳細(xì)描述無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò)是一種利用無(wú)線(xiàn)鏈路將多個(gè)節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，具有高效、可擴(kuò)展和自修復(fù)的優(yōu)點(diǎn)，適用于大規(guī)模部署和覆蓋。無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)低功耗、分布式和自組織?？偨Y(jié)詞無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種由大量低功耗、分布式和自組織的傳感器節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò)，主要用于監(jiān)測(cè)和感知環(huán)境信息，適用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能家居等領(lǐng)域。詳細(xì)描述無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)總結(jié)詞高可靠性、高性能和自組織。詳細(xì)描述無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)是一種高級(jí)形式的自組織網(wǎng)絡(luò)，其節(jié)點(diǎn)之間形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)多條路徑實(shí)現(xiàn)通信，具有高可靠性、高性能和自組織的特點(diǎn)。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)PART03無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議與架構(gòu)2023REPORTING物理層協(xié)議負(fù)責(zé)無(wú)線(xiàn)信號(hào)的發(fā)送和接收，包括調(diào)制解調(diào)、信道編碼等。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)鏈路的建立和維護(hù)，保證數(shù)據(jù)的正確傳輸。網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)中的路由選擇和數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)。應(yīng)用層協(xié)議用于實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)中的各種應(yīng)用，如文件傳輸、語(yǔ)音通信、視頻傳輸?shù)?。傳輸層協(xié)議負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂坪凸芾?，保證數(shù)據(jù)在無(wú)線(xiàn)信道上的可靠傳輸。無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議棧通過(guò)手動(dòng)配置路由表來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，適用于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定的情況。靜態(tài)路由協(xié)議動(dòng)態(tài)路由協(xié)議分層路由協(xié)議根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓瘎?dòng)態(tài)選擇最優(yōu)路徑，適用于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化較大的情況。將路由分為多層，每層負(fù)責(zé)不同的路由選擇，適用于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的情況。030201無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議面向連接的傳輸協(xié)議，能夠保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸，但效率相對(duì)較低。TCP協(xié)議無(wú)連接的傳輸協(xié)議，效率相對(duì)較高，但可靠性較差。UDP協(xié)議用于實(shí)時(shí)音視頻傳輸，能夠保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和流暢性。RTP協(xié)議無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)的傳輸協(xié)議TDMA協(xié)議時(shí)分復(fù)用協(xié)議，將無(wú)線(xiàn)信道劃分為多個(gè)時(shí)隙，每個(gè)節(jié)點(diǎn)只能在指定的時(shí)隙內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)。CDMA協(xié)議碼分多址協(xié)議，通過(guò)不同的碼字對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用和抗干擾能力。CSMA/CA協(xié)議用于解決無(wú)線(xiàn)信道沖突的問(wèn)題，通過(guò)隨機(jī)退避和競(jìng)爭(zhēng)重傳機(jī)制來(lái)保證數(shù)據(jù)的正確傳輸。無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議PART04無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)的性能評(píng)估與優(yōu)化2023REPORTING網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍吞吐量延遲丟包率無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)的性能評(píng)估指標(biāo)01020304評(píng)估網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍是否滿(mǎn)足用戶(hù)需求。評(píng)估網(wǎng)絡(luò)在單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量是否足夠。評(píng)估網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的延遲時(shí)間是否在可接受的范圍內(nèi)。評(píng)估網(wǎng)絡(luò)在傳輸數(shù)據(jù)過(guò)程中丟棄數(shù)據(jù)包的比例是否在可接受的范圍內(nèi)。通過(guò)優(yōu)化路由選擇算法，減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶鴶?shù)和路徑長(zhǎng)度，提高傳輸效率。路由優(yōu)化通過(guò)平衡網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的負(fù)載，避免網(wǎng)絡(luò)擁堵和延遲，提高整體性能。負(fù)載均衡通過(guò)利用多個(gè)路徑同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性和容錯(cuò)能力。多徑傳輸通過(guò)感知無(wú)線(xiàn)頻譜，選擇最佳的傳輸頻率，提高網(wǎng)絡(luò)的抗干擾能力和傳輸效率。頻譜感知無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化策略功率控制通過(guò)調(diào)整發(fā)射功率，平衡節(jié)點(diǎn)間的通信距離和信號(hào)干擾，降低能耗。節(jié)能模式通過(guò)開(kāi)啟節(jié)能模式，降低節(jié)點(diǎn)功耗，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命。分布式能源管理通過(guò)分布式能源管理，利用可再生能源，減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴(lài)。無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)的能耗管理通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，快速發(fā)現(xiàn)并恢復(fù)故障節(jié)點(diǎn)，保持網(wǎng)絡(luò)連通性和可靠性。故障檢測(cè)與恢復(fù)通過(guò)冗余傳輸，使用多個(gè)路徑同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性和容錯(cuò)能力。冗余傳輸通過(guò)容錯(cuò)機(jī)制，處理網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤和異常情況，保證數(shù)據(jù)的完整性和可靠性。容錯(cuò)機(jī)制無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)與可靠性PART05無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)的安全與隱私保護(hù)2023REPORTING由于無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)（WSN）的無(wú)線(xiàn)傳輸特性，使得它容易受到外部攻擊，如竊聽(tīng)、篡改、拒絕服務(wù)等。外部攻擊WSN中的一些節(jié)點(diǎn)可能會(huì)被惡意攻擊，從而泄露敏感信息或?qū)W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行破壞。內(nèi)部威脅WSN中的節(jié)點(diǎn)通常是一些資源受限的設(shè)備，其安全問(wèn)題需要特別關(guān)注，如防止被惡意節(jié)點(diǎn)冒充或破壞等。節(jié)點(diǎn)安全由于WSN中的數(shù)據(jù)傳輸通常需要跨越多個(gè)節(jié)點(diǎn)，因此需要采取措施確保數(shù)據(jù)的機(jī)密性、完整性和可用性。數(shù)據(jù)安全無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)安全威脅與挑戰(zhàn)采用對(duì)稱(chēng)或非對(duì)稱(chēng)加密算法來(lái)保護(hù)數(shù)據(jù)的機(jī)密性，防止被惡意攻擊者竊取。加密技術(shù)通過(guò)身份認(rèn)證技術(shù)來(lái)確認(rèn)節(jié)點(diǎn)的身份，防止惡意節(jié)點(diǎn)冒充合法節(jié)點(diǎn)進(jìn)行攻擊。身份認(rèn)證設(shè)置訪問(wèn)控制策略，限制對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的訪問(wèn)，以防止未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)和攻擊。訪問(wèn)控制通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)流量和行為，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并阻止惡意攻擊行為。入侵檢測(cè)與防御無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)的安全防護(hù)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行脫敏處理，刪除可識(shí)別個(gè)人信息的字段，以保護(hù)用戶(hù)隱私。數(shù)據(jù)匿名化加密通信隱私保護(hù)路由安全多方計(jì)算采用加密通信協(xié)議，確保通信內(nèi)容不被竊聽(tīng)或篡改。通過(guò)隱私保護(hù)路由協(xié)議，隱藏節(jié)點(diǎn)的真實(shí)位置和通信行為，防止被惡意攻擊者追蹤和竊聽(tīng)。利用安全多方計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在不泄露各參與方數(shù)據(jù)的前提下完成特定計(jì)算任務(wù)，保護(hù)用戶(hù)隱私。無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)的隱私保護(hù)方案PART06無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)的案例研究與展望2023REPORTING高效、快速、自組織、抗毀性強(qiáng)?？偨Y(jié)詞AdHoc網(wǎng)絡(luò)是一種自組織、對(duì)等式、多跳轉(zhuǎn)的無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)，在緊急救援中具有顯著優(yōu)勢(shì)。在災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)，救援人員可以通過(guò)AdHoc網(wǎng)絡(luò)快速建立通信鏈路，實(shí)現(xiàn)高效的信息傳遞和協(xié)同工作，提高救援效率。詳細(xì)描述案例一VS低成本、高速率、覆蓋廣、穩(wěn)定可靠。詳細(xì)描述無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò)是一種基于多跳轉(zhuǎn)技術(shù)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的協(xié)作實(shí)現(xiàn)信息傳遞。在農(nóng)村地區(qū)，由于地理環(huán)境復(fù)雜、人口分布稀疏，傳統(tǒng)有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)難以覆蓋。無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò)能夠以低成本、高速率、覆蓋廣的優(yōu)勢(shì)，為農(nóng)村地區(qū)提供穩(wěn)定可靠的互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)?？偨Y(jié)詞案例二智能化、低功耗、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)采集。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種由大量低功耗、微型、智能傳感器節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)采集、信息傳遞等功能。在智能家居中，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)可以用于家庭環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能照明、智能安防等方面，提高家居生活的舒適度和安全性。總結(jié)詞詳細(xì)描述案例三：無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)在智能家居中的應(yīng)用總結(jié)詞高可靠性、大容量、低時(shí)延、高安全性。詳細(xì)描述無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)是一種自組織、多跳轉(zhuǎn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有高可靠性、大容量、低時(shí)延和高安全性等特點(diǎn)。在智能城市中，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)可以用于交通信號(hào)控制、智能停車(chē)、公共安全監(jiān)控等方面，提高城市管理的智能化水平和社會(huì)效益。案例四：無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)在智能城市中的應(yīng)用總結(jié)詞普及化、融合化、協(xié)同化、智能化。要點(diǎn)