MANET的关键技术及其在军事通信中的应用_物联网应用中的三项关键技术

MANET的关键技术及其在军事通信中的应用_物联网应用中的三项关键技术,第1张

摘 要:MANET因具有自组性、机动性及抗毁性而受到人们的高度关注。在阐述MANET的起源与发展及其工作原理的基础上,较全面详细地分析了MANET的关键技术;介绍了MANET在法军、美军通信中的应用。
关键词:MANET 关键技术 军事通信
中图分类号:TN911文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2012)007-089-03
1 引言
MANET(Mobile Ad-hoc Network,MANET)起源于1971年美国夏威夷大学设计实现的第一个分组无线网络——ALOHA系统,在军事通信中具有广阔的应用前景。美国DARPA(Defense Advanced Research Project Agency)在1972年、1993年和1994年分别启动于分组无线网(PRNET,Packet Radio NETwork)、高残存性自适应网络SURAN和全球移动信息系统GloMo三个项目,取得丰硕的理论和应用成果,并一直持续深入研究PRNET技术。1991年成立的IEEE80211标准委员会使用术语“Ad Hoc网络”来描述这种特殊的自组织对等式多跳无线移动通信网络。1997年成立IETF MANET工作组,致力于MANET协议的标准化,加速推动了商用MANET的研发。
以局域网技术、数据分组交换技术为基础,MANET由一组带有无线收发装置的移动分组无线单元(Packet Radio Unit,PRU)组成,是一种多跳临时性移动通信网络。PRU由无线电台、天线和数字控制器组成。在MANET网络中传送的信息以分组为基本单元,每个分组包括包头和正文两部分。包头通常包括该分组在分组无线网中的源地址、目的地址和相关路由信息;正文部分则是需要传送的消息,正文部分可包含IP数据或其他数据。MANET不设中心站、采用分布式网络结构,每个节点均可作为源节点、目的节点或中继节点,且利用分组包头中的控制信息分包为每个分组选择传输合适的路由。
和依赖于固定基础设施的通信网络相比,MANET具有自身的特点和优点,近年来受到人们的广泛关注。
2 MANET的关键技术
不依赖于固定的基础设施、节点可能随时进入/离开网络、整个网络采用分布式结构运行,MANET有很多技术难点,其关键技术主要有:MAC协议、QoS保障、路由协议、功率控制、安全问题、网络互联和网络资源管理等。
21 MANET的MAC协议
链路层解决的主要问题包括介质接入控制以及数据的传送、同步、纠错和流量控制等,分为媒介访问控制层(MAC)和逻辑链路控制层(LLC)。MAC协议决定节点什么时候允许发送其分组,且通常控制对物理层的所有访问。
在MANET中存在隐藏终端和暴露终端问题,要在MAC层解决这两个固有问题,因而不能直接应用载波侦听多址访问(CSMA)协议(WLAN中使用最多的异步随机访问协议)。MANET的MAC协议有竞争协议、分配协议和混合协议三类。竞争协议使用直接竞争来决定信道访问权并通过随机重传来解决碰撞问题,在传输载荷轻的时候碰撞次数少、信道利用率高、分组传输时延小;但在传输载荷增大时,协议性能下降很快甚至致使网络崩溃。改进的竞争协议代表有:多址访问与碰撞回避(MACA)协议、信道获取多址访问(FAMA)协议、IEEE80211 MAC等。分配协议使用同步通信模式,时隙与节点的映射决定一个节点在其特定时隙内允许访问的信道。分配协议往往在中等到繁重传输载荷条件下运行良好,但信道时隙化导致在轻传输载荷条件下的时延相对于竞争协议是非常大的。分配协议有:五步预留协议(FPRP)、跳频预留多址访问协议(HRMA)等。混合协议能够保持所组合的各个协议的优点又能避免其缺陷,在传输载荷轻的时候表现为竞争协议的性能,而在传输载荷重的时候近似表现为分配协议的性能。典型的混合协议有:TDMA/CSMA混合协议、Meta-协议等。
22 路由协议
MANET设计中的一个关键问题是开发能够在两个节点之间提供高质量高效率通信的路由协议。Internet路由协议不能适应MANET网络节点的移动性和网络拓扑结构不断变化,专门的适用于MANET的路由协议应能够满足功能:能感知网络拓扑的变化、维护网络拓扑的连接、高度自适应的路由。IETF MANET已经完成的标准化路由协议主要有:主动式路由协议有最优化链路状态路由协议(OLSR)和基于反向路径转发的拓扑分发协议(TBRPF);按需路由协议有按需距离矢量路由协议(AODV)和基于节点间相互关系的路由协议(ABR);综合主动式路由思想和按需路由思想的路由协议称为混合型路由协议,有域路由协议(ZRP)和抢先式路由协议等。
分组无线网应用环境复杂多样,不同的应用环境追求不同的性能,这导致很难寻找MANET的最优路由协议。如:在军事应用中更关注系统的抗毁性、隐蔽性和保密性;而在无线会议系统中则更注重端到端的时延和吞吐量。不同类型的路由协议具有自身的优缺点,适应于不同的网络环境。不可能用一种路由算法作为标准的路由协议去比较好地解决所有MANET路由问题,路由算法的最优化石针对具体网络环境的工程化问题。混合型路由协议因其固有的灵活性,而具有很好的应用前景。
MANET的用户通常是具有协同工作关系的群体,而群组通信必须由多播路由协议提供通信支持。但有线网络环境中使用的多播路由协议(如:多播开放最短路径优先协议MOSPF等)在移动分组无线网中不再适用,因为动态的网络拓扑结构会导致分发树的破坏,而不得不因连接变化而调整。原达等提出了适用于移动分组无线网的多播路由协议。在移动分组无线网环境中,多播路由协议起着非常重要的作用。在协议中采用按需路由发现策略,动态建立路由信息及维持多播组成员关系。控制开销小、实现简单,能够适应较低带宽的大规模动态网络环境,具有稳定的分组转发成功率和良好的伸缩性,获得了较好的多播数据传输质量。

广州航海学院物联网工程好就业。具体原因如下:
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物联网关键应用技术有:
1、传感器技术,这也是计算机应用中的关键技术。在目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。
2、RFID标签也是一种传感器技术,RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术,RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。
3、政府应该加大对产业的投入,这个投入可以不是资金,而是给企业更多的政策,特别是在 *** 作系统、开发工具、IC设计等产业链中高端领域上从政策到资金都要加大投入。在管理上引入重大资金投向问责制,对长期投入资金不能市场化、产业化的项目,定期论证评估,不能达标的关停并转甚至要追究责任。
4、减少盲目引进项目,在嵌入式与物联网的发展中,核心技术坚持鼓励国产化,从资金上、税收上加大力度向自主研发产品倾斜。杜绝盲目引进产业链的中高端技术,特别是不能出现像其他行业一样,重复引进同一个外国品牌多条生产线的状况。

1、华胜天成

华胜天成的业务方向涉及云计算、大数据、移动互联网、物联网、信息安全等领域,业务领域涵盖IT产品化服务、应用软件开发、系统集成及增值分销等多种IT服务业务,是中国最早提出IT服务产品化的公司。

2、必创科技

无线传感器网络是物联网产业发展的基础和核心,受到国家政策的大力支持。公司是国内最早从事无线传感器网络相关产品研发、生产的企业之一。

3、凤凰光学

2016年12月9日,凤凰光学披露最新收购预案,拟以2215元/股发行3255万股,作价721亿元,购买海康科技100%股权。

海康科技的主营业务为智能控制器、物联网产品、智能设备的研发、生产和销售,其中智能控制器业务收入占比最高,物联网业务是海康科技的重点发展方向。交易后,凤凰光学将新增加海康科技的智能控制器、物联网、智能设备等业务。

4、汇顶科技

汇顶科技正式宣布进军NB-IoT(Narrow Band Internet of Things,窄带物联网)领域,通过并购全球领先的半导体蜂窝IP提供商——德国CommSolid。

整合其全球的超低功耗移动无线基带技术优势与汇顶科技位于美国加州的射频芯片设计及相关技术研发力量,加速公司在NB-IoT领域的战略布局,为全球客户提供差异化的蜂窝物联网系统级芯片(System-on-Chips)解决方案,合力开拓千亿规模NB-IoT市场。

5、力源信息

公司拟以每股1144元的价格定增1239万股,以142亿元收购鼎芯无限35%股权,交易完成后,公司将持有鼎芯无限100%股权。交易对方承诺鼎芯无限2015年至2017年净利分别不低于3750万元、4500万元、5400万元。鼎芯无限是一家专注于物联网综合解决方案的IC产品技术型分销商。

参考资料来源:百度百科—华胜天成

参考资料来源:百度百科—北京必创科技有限公司

参考资料来源:百度百科—凤凰光学

参考资料来源:百度百科—深圳市汇顶科技股份有限公司

参考资料来源:百度百科—武汉力源信息技术股份有限公司

工业和信息化部已将物联网规划纳入到“十二五”的专项规划,目前正在形成初稿。同时,工信部也正在加快“顶层设计”,积极研究和推进物联网技术标准和产业化。以下总结物联网概念股:
1恒宝股份:盈利能力显著提升,业绩爆发或在下半年
2新大陆:物联网业务爆发尚需等待
3聚光科技:环境监测物联网先锋,两化融合产业升级推手
4东软载波:电力线载波龙头受益智能电网建设,物联网应用空间广泛
5盛路通信:移动宽带助力物联网公司起航,近看微波超预期,中看物联网布局
6安居宝:保障住房的推广和智能家居是公司的成长动力
7达华智能:实实在在的物联网应用,看得见的市场需求
8远望谷:毛利率恢复正常水准,物联网发展前景广阔
9东方电气:电源设备领袖,期待风机增长
10大唐电信:金融IC卡推广和移动支付标准制定提速利好公司业务
11东信和平:金融IC卡是未来业绩成长主要动力
12厦门信达:自动识别芯片生产商
同概念的股票还有以下多只,注意其特点对比:
盘子最小的是北斗星通2295万、飞马国际5610万、三维通信7008万、怡亚通9300万、远望谷113亿。
最便宜(市盈率最低)的是航天信息、中国联通、浙大网新、同方股份、厦门信达。
绝对价格最低的是东方电子、浙大网新、中国联通、上海贝岭、厦门信达,股价基本在10元以下。
市净率最低的是中国联通、同方股份、上海贝岭、渐大网新、东方电子。
每股未分配利润最多的航天信息、同方股份、中国联通、三维通信、北斗星通。
每股公积金最多的是同方股份、大唐电信、三维通信、怡亚通、中国联通。
自大盘3478点调整结束后至今涨幅最大的是恒宝股份、东信和平、新大陆、大唐电信、海虹控股和厦门信达。股价均已翻了一倍还要多。
涨幅最小的股票是中国联通、同方股份、北斗星通、航天信息、飞马国际
4只最正宗的物联网概念股比较:
远望谷:盘子最小。厦门信达最便宜,绝对股价最低。东信和平,新大陆强势。
分析结论:
物联网概念板块的老龙头是恒宝股份(并不是最正宗的)。

曾读到很有思辨力的一句话:“技术无法拯救行业,只有需求才能做到”。汽车有必要融入IoT物联网生态圈吗?又该怎样融入?将来的话语权会旁落吗?不妨带着问题思考答案。

物联网并不是一个新词。1995年,比尔·盖茨在《未来之路》一书中,提出了物联网的概念。他曾做出设想,未来的住宅应该具备智能家居系统,这也是物联网的一个具体应用场景。

物联网真正兴起,则要进入21世纪10年代了。2014年,谷歌收购Nest,对业界提了个醒,这家公司要在智能家居的跑道上提速了。

小米的创始人雷军也是在2013年年底,开始看到智能硬件与IoT(Internet of Things物联网)的发展趋势。到如今,小米生态链有了一定的规模,主要围绕的也是智能家居这一应用场景。

IoT生态的觉醒

物联网,即万物互联,物与物之间可以网络互通,我们也可以连接并控制万物。这就需要解决两个技术问题:1 硬件要智能,可以被控制;2 物物之间如何连接,通讯技术如何落地。

目前,技术门槛正在被碾碎。

智能硬件越来越多,小米生态链不断扩容的正是智能硬件;通讯技术也不是问题,以NB-IoT、LoRa为代表的LPWAN物联网技术正在崛起,而5G技术的发展可以使物联网加速落地。

以小米生态链为例,链条核心是手机,周边才是小米或投资、或结盟的硬件生产企业。

智能硬件搭起了物联网的基础,这是第一层建筑。再往上,第二层是内容产业,第三层是云服务。当完全搭成之后,就可以满足人们日益增长的提高生活质量的需求了。

不过,你可能发现了,小米生态链的触角暂时并没有延伸到汽车领域。或者说,汽车还不是小米周边的硬件生产企业。

车联万物,还是人联万物?

事实上,物联网与汽车行业相融合,并非一个新热点。我们有一个词叫“车联网”,但如果仅仅理解为“汽车能上网”,那还是过于狭义了。

车联网更广阔的边界其实是V2X技术,V是汽车,X是万物,Vehicle to Everything,即车联万物。

具体有V2V(车与车)、V2I(汽车与基础设施)、V2P(汽车与行人)、V2N(汽车与互联网),再广义一点想,汽车也可以融入到智能家居的网络中去。

所以,我们也看到了,“车联万物”的核心是汽车,是站在汽车端往周边扩。小米生态链的核心是手机,当然是站在手机端往周边扩。这是两个不同的核心点,不同的扩展方向。

从目前来看,多数智能家居的生态链,一般都会以手机为核心。为什么会这样?因为手机是最为普及的智能硬件,可以做到“人手一部”。那么,每一台手机的背后,主体就是一个人。

这才是需求所在。终究,我们搭建复杂的物联网,是希望以人为核心,与万物互联,也可以控制万物。

那么,问题来了。汽车有可能成为下一代移动终端,也可能成为人们移动的“第二起居室”。汽车与智能家居一定会融合在一起,而且,互联的边界还要拓展到更广的领域。

但是,在这个融合的过程中,核心究竟在汽车端,还是在手机端?哪一种“物”,可以真正代表背后的“人”?

下个十年,谁是核心?

重新再来审视开篇那句话,“技术无法拯救行业,只有需求和场景才能做到”。

汽车与智能家居生态链相融合,技术上的难度并不大,但核心还是看需求,而需求到达了一定程度,也会倒推着技术走向成熟。

美好生活是人类一直以来的追求,物联网大融合的需求势必存在。那么,这场融合会怎样进行呢?我们试着畅想一下。

1 谁在主导?

究竟汽车端是核心,还是手机端是核心,也可能两者都不是,智能穿戴设备反而有可能成为核心。

我们可能戴着一款智能眼镜,或者一块智能手表,具备远程 *** 控各种智能硬件的能力,既可以控制家居家电,也可以控制车辆来去。当然,如何控制智能硬件,能语音对话的,就别动手。

2 车能干什么?

车与家之间,其实是空间上的一种转换,我们可能需要一种无缝衔接式的对接体验。

比如,你正在家中用智能屏幕观看一条视频,却着急乘车赶往目的地,当进入车内时,可以在车载屏幕上继续观看。

此时,汽车可以完美承接智能屏幕的作用,也可以说,进入车内与家中无异,相关内容与服务不会断点与卡顿。但前提明显是,汽车要实现自动驾驶。

3 完全自动驾驶

完全自动驾驶,或在有限区域内的自动驾驶。纵使在主要行程路线中,可以选择手动控制车辆,但在达到目的地之后,“最后一公里”的自动停车需求仍是很充足的。

未来将允许车辆自动寻找车位停放,并自动充电,而在下一次出发的时候,又可以通过远程召唤,让车辆在指定地点等候我们。

4 共享出行可能真的会成真

现在的共享出行,脱离不了租赁的本质,取车还车的痛点也没有解决。真正的共享出行仍需要与自动驾驶深度捆绑,自动来,自动走,闲置资源可以更好地运转起来。

但是,共享化未必会消灭汽车私有化,我们或许还需要一定的独享权,就像手机基本实现了“人手一部”,私有化特征其实很明显。而汽车独享于我,其个人差异化将体现在内部布局及内容服务层面,外观设计或许越来越趋同。

经济条件允许则买车,暂时不允许则共享,大概会形成这样一种汽车消费观。

5 汽车去品牌化

汽车品牌越来越少,而产品将越来越趋同,融入到整个生态链之后,产品自身的品牌已经不重要了(类似于小米生态链的现状),消费者优先记得的,是生态链的名字,或者内容服务商的名字。一句话总结,软件压倒硬件。

未来畅想,未必全对。只是,追求更美好生活的需求一定会在未来肆意生长,那就驱动技术来一场变革吧。

越来越美好,越来越进步。

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。


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