1.3.1　自组网

自组织网络（Ad Hoc Network），简称自组网，是一种自治多跳无中心网络。用户终端可以随意地自主进入和离开网络，任一节点出现故障并不会影响整个网络的正常运行，具备很强的抗毁性，为军事通信、临时通信和灾区救援等场景提供有效的基础支撑。随着移动通信技术的飞速发展和普及，自组网将成为移动通信的核心技术之一，被广泛地应用于军事、民用和工业等各个领域。

1. 基本概念

自组网是由一组带有无线转发装置的移动节点组成的无中心网络，其不依赖于预设的基础设施，网络节点基于自身的无线转发装置自由组网以实现通信。当交互节点不在彼此的通信范围内时，须借助其他中间节点转发数据分组实现多跳通信。自组织网络起源于1968年美国夏威夷大学建立的ALOHA网络，随后于1973美国又提出了PR（Packet Radio）网络。IEEE在开发802.11标准时，提出将PR网络改名为Ad Hoc网络，即今天我们常说的自组网。

自组网具备以下特点：

（1）无中心对等网络。常规网络中存在路由器、服务器、基站等控制设备，用户终端通过这些控制设备实现通信，因此终端与这些设备的地位是不对等的。自组网没有严格的控制设备，网络节点兼备终端和路由功能，所有节点地位平等。

（2）网络拓扑动态变化。网络节点随机移动、节点自主关机/开机、无线信道干扰等因素，导致节点间通过无线链路形成的网络拓扑结构频繁变化。

（3）多跳通信方式。节点的发射功率受限，节点通信范围有限。当网络节点与其通信范围之外的节点进行通信时，须借助中间节点中继转发数据分组才能实现。

（4）传输带宽受限。由于自组网采用无线传输技术，无线信道自身的物理特性决定了所能提供的带宽比有线信道要小。此外，共享信道竞争产生的碰撞、干扰、信号衰减等因素，使得每个节点使用的实际带宽远小于理论上的物理带宽。

（5）有限的节点能量。网络节点的能量大多由电池供应，电池的能量是有限的，这限制了节点的能量使用。

（6）安全问题。自组网比固定的有线网络容易遭受链路层的攻击、被窃听和破坏。

2. 应用领域

自组网因具备自组织、自管理、大规模和抗毁性强等特点，受到军民等领域的广泛关注。随着自组网及其相关技术的快速发展，自组网将会在以下场景中得到更广泛的应用。

（1）军事领域。在战争环境中，基站等通信设备经常会遭到对方的攻击，由于自组网不依赖于预设的基础设施，这为作战通信带来了巨大的帮助和支撑。依赖于自组网，无人机集群网络应运而生，并被广泛应用于军事作战场景中，如紧急救援、侦察与监控。

（2）车联网。随着智能驾驶技术的发展和普及，车辆间的信息传输也变得频繁，基于自组网搭建的车联通信系统也得到了广泛的应用，称为车联网。每辆车被看作网络中的一个节点，能够感知周围的车流量和事故信息，并将所感知的信息发送给其他车辆或后端数据库，以改善行车效率，减少交通事故等事件的发生。

（3）无线传感网络。传感器作为收集特定信息的设备已被广泛应用于生活中的各个领域，大量的数据信息需要在网络中传输。然而在很多环境下，传感器难以通过固定的设备进行信息传输，这需要依靠自组网来解决。

（4）个人域网络。也称为体域网，仅包含与个体相关的设备，这些设备无法与广域网连接。蓝牙技术是一种典型的个人域网络技术，但其只能用于室内近距离通信。因此，自组网为建立PAN与PAN之间的多跳互联提供了可能。一个典型的应用是个体健康监测，基于自组网，将个体监测设备、医护人员终端设备及后端医疗分析设备相连，以随时随地对患者健康状况进行监测和评估。

（5）紧急救灾。在紧急突发情况下，由于自然灾害（如地震、海啸等）或其他各种原因导致网络基础设备被破坏，此时可借助自组网技术快速搭建临时网络，以提供可靠通信，从而减少营救时间和灾难带来的危害。