通訊網(wǎng)路與多媒體應(yīng)用期末書面報告

編號：時間：2021年x月x日書山有路勤為徑，學(xué)海無涯苦作舟頁碼：第76-頁共NUM頁通訊網(wǎng)路與多媒體應(yīng)用期末書面報告Paper:M.ContiandS.Giordano,"MultihopAdHocNetworking:TheReality",CommunicationsMagazine,IEEE,vol.45,2007,pp.88-95.指導(dǎo)老師：童曉儒教授組別：第二組組員：M9656004朱?；蚆9656017林祐沁M(jìn)9656025陳岸佐M9656029吳信衡M9656033高靖宜M9656035呂旭儒

目錄摘要 ……………… 5前言 ……………… 5MANET3-1 發(fā)展 ……………… 73-2 特性 ……………… 73-3 MANET議題 ……………… 83-4 隨意式無線網(wǎng)路 ……………… 93-5 Mobileadhocnetwork應(yīng)用 ……………… 93-6 Mobileadhocnetwork架構(gòu) ……………… 11IEEE802.11無線網(wǎng)路 ……………… 12無線網(wǎng)狀網(wǎng)路（MeshNetwork）MeshNetwork起源 ……………… 13無線Mesh網(wǎng)路特性 ……………… 14優(yōu)點(diǎn) ……………… 15缺點(diǎn) ……………… 15WMN的應(yīng)用 ……………… 15臨機(jī)網(wǎng)路（OpportunisticNetwork）特點(diǎn) ……………… 17DelayTolerantNetworking ……………… 17DTN簡介 ……………… 17為何需要DTN ……………… 19DTN之架構(gòu) ……………… 19DTN的相關(guān)應(yīng)用 ……………… 19VANET（VehicleAd-hocNETwork）智慧型運(yùn)輸系統(tǒng)ITS ……………… 20VANET定義 ……………… 20VANET網(wǎng)路架構(gòu) ……………… 21Inter-VehicleCommunications（IVC）………… 22結(jié)合RVC以及IVC之網(wǎng)路架構(gòu) ……………… 23VANET網(wǎng)路的特性 ……………… 24MANET與VANET比較 ……………… 25VANET網(wǎng)路的研究議題 ……………… 26SafetyApplications ……………… 27Safety議題 ……………… 27ComfortApplications ……………… 28

WSN介紹 ……………… 30平臺內(nèi)容 ……………… 31傳輸協(xié)定標(biāo)準(zhǔn) ……………… 31硬體架構(gòu) ……………… 32作業(yè)系統(tǒng) ……………… 33程式語言 ……………… 34傳輸介質(zhì) ……………… 35工作模式 ……………… 35傳輸方式 ……………… 36設(shè)計要點(diǎn) ……………… 38模擬器 ……………… 40WSN於民事監(jiān)控上的應(yīng)用應(yīng)用特色 ……………… 41WSN網(wǎng)路應(yīng)用 ……………… 41WSN的限制與挑戰(zhàn) ……………… 43摘要及結(jié)論 ……………… 43參考文獻(xiàn) ……………… 44

表目錄表一：行動隨意網(wǎng)路與有基礎(chǔ)網(wǎng)路的比較 …………… 10表2：MANET與VANET比較表 …………… 25圖目錄圖一：Mobileadhocnetworks架構(gòu) …………… 11圖二：跨層方法分類圖 …………… 12圖三：無線網(wǎng)路資料傳送架構(gòu) …………… 13圖四：無線網(wǎng)路架構(gòu) …………… 14圖五：Broadbandhomenetworking …………… 16圖六：WirelessMeshNetwork …………… 16圖七：DTN所適用的各種網(wǎng)路類型 …………… 18圖八：A點(diǎn)和E點(diǎn)從未相遇，但packet卻可以從A傳遞到E………..18圖九：DTN之架構(gòu)圖 …………… 19圖十：Roadside-to-VehicleCommunications（RVC）…… 22圖十一：Inter-VehicleCommunications（IVC） ……… 23圖十二：結(jié)合RVC以及IVC之網(wǎng)路架構(gòu) …………… 23圖十三：IVC架構(gòu)裡發(fā)生fragment …………… 24圖十四：NetworkingchallengesinVANETs …………… 27圖十五：WSN架構(gòu)圖 …………… 30圖十六：各種SensorNode …………… 30圖十七：ZigBee架構(gòu) …………… 31圖十八：6lowpan架構(gòu) …………… 32圖十九：WSN硬體架構(gòu) …………… 33圖二十：TinyOS架構(gòu)圖 …………… 34圖二十一：nesC程式碼 …………… 35圖二十二：WSN工作週期 …………… 36圖二十三：工作週期說明 …………… 36圖二十四：InfrastructureNetwork …………… 36圖二十五：Ad-HocNetwork …………… 37圖二十六：Multihop技術(shù) …………… 38圖二十七：無線感測器網(wǎng)路資訊應(yīng)用示意圖 …………… 40圖二十八：為森林感知網(wǎng)路圖 …………… 42圖二十九：為農(nóng)業(yè)感知網(wǎng)路圖 …………… 42圖三十：為感知網(wǎng)路用於軍事用途圖 …………… 43摘要在目前的真時世界中，單純使用移動式隨意網(wǎng)路（MobileAdHocNetworks，MANET）並不存在，但是多重跳躍式隨意網(wǎng)路（MultihopAdHocNetworks）的概念以及應(yīng)用已經(jīng)成功的在許多網(wǎng)路層面上實(shí)作並且滲透網(wǎng)路的環(huán)境。在本篇文章中，主要介紹與推薦目前已經(jīng)應(yīng)用於實(shí)務(wù)需求中來延伸網(wǎng)際網(wǎng)路或支援需求定義明確多重跳躍式隨意網(wǎng)路的一些實(shí)務(wù)範(fàn)例：網(wǎng)狀網(wǎng)路（MeshNetwork）、臨機(jī)網(wǎng)路（OpportunisticNetwork）、車載網(wǎng)路（VehicularNetwork）以及感測網(wǎng)路（SensorNetwork）。透過這些實(shí)務(wù)範(fàn)例與單純使用移動式隨意網(wǎng)路，我們可以推薦與證實(shí)出這些實(shí)務(wù)範(fàn)例相較下是有效且有用的，也可以觀察出隨意網(wǎng)路的一些缺陷。前言近年來由於行動運(yùn)算以及無線通訊的蓬勃發(fā)展，網(wǎng)際網(wǎng)路服務(wù)的應(yīng)用越來越受到大眾的依賴與重視，但是網(wǎng)際網(wǎng)路應(yīng)用唯一的缺陷，便是必須有網(wǎng)路訊號並連上網(wǎng)際網(wǎng)路方能夠使用各式各樣的服務(wù)，因此如何能夠讓使用者可以不受時間與空間的限制使用網(wǎng)際網(wǎng)路也是十分重要的議題，因次能夠滿足使用者在任何時間、地點(diǎn)進(jìn)行通訊服務(wù)的隨意網(wǎng)路（MobileAdHocNetworks，MANET）受到廣大的重視。隨意網(wǎng)路是一種在沒有BaseStation的情況下，所有的行動裝置皆能彼此直接作訊息交流溝通或者間接經(jīng)由其他中間的行動裝置傳遞訊息的一種網(wǎng)路環(huán)境。而這種網(wǎng)路架構(gòu)由於沒有所謂的BaseStation的機(jī)制，所以他的應(yīng)用環(huán)境不需受到BaseStation的限制，可以使用於許多無法建立BaseStation的情況。在無線網(wǎng)路中，MANET屬於無基礎(chǔ)建設(shè)架構(gòu)（Non-Infrastructure），不受時間、地點(diǎn)以及環(huán)境相關(guān)因素有所影響。在真實(shí)世界中，單純一般用途的隨意網(wǎng)路並不存在與實(shí)作也沒有在工業(yè)技術(shù)上有所發(fā)展，這是因?yàn)槿狈?jīng)濟(jì)效益並且高難度的架構(gòu)與協(xié)定設(shè)計，所以導(dǎo)致在目前真實(shí)世界中沒有針對單純一般使用隨意網(wǎng)路的實(shí)作在生活中?根據(jù)相關(guān)的文章中的研究[M.ContiandS.Giordano，MultihopAdHocNetworking：thetheory（inthisissue）]，從科技以及經(jīng)濟(jì)效益的觀點(diǎn)來看，單純一般用途的隨意網(wǎng)路缺乏注重現(xiàn)實(shí)生活的應(yīng)用傾向；研究人員嘗試建立一個大型的、完全非集中化、無須管理權(quán)限、網(wǎng)路建立在使用者設(shè)備為基礎(chǔ)上的一般用途網(wǎng)路模型，但是卻發(fā)現(xiàn)十分困難建立以及設(shè)計相關(guān)架構(gòu)以及模型。本篇文章主要介紹與分析所推薦的網(wǎng)路科技技術(shù)（MeshNetwork、OpportunisticNetwork、VehicularNetwork、SensorNetwork），這些科技已經(jīng)成功的應(yīng)用在目前的生活實(shí)務(wù)之中。以下針對下列網(wǎng)路範(fàn)例進(jìn)行介紹：網(wǎng)狀網(wǎng)路（MeshNetwork）、臨機(jī)網(wǎng)路（OpportunisticNetwork）、車載網(wǎng)路（VehicularNetwork）以及感測網(wǎng)路（SensorNetwork）。網(wǎng)狀網(wǎng)路（MeshNetwork）網(wǎng)狀網(wǎng)路屬於短期性的應(yīng)用，它是一種在網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)間透過動態(tài)路由的方式來進(jìn)來資料與控制指令的傳送。這種網(wǎng)路可以保持每個節(jié)點(diǎn)間的連線完整，當(dāng)網(wǎng)路拓蹼中有某節(jié)點(diǎn)失效或無法服務(wù)時，這種架構(gòu)允許使用「跳躍」的方式形成新的路由後將訊息送達(dá)傳輸目的地。在網(wǎng)狀網(wǎng)路中，所有節(jié)點(diǎn)都可與拓?fù)渲兴泄?jié)點(diǎn)進(jìn)行連線而形成一個「區(qū)域網(wǎng)路」。網(wǎng)狀網(wǎng)路與一般網(wǎng)路架構(gòu)的差異處在於所有節(jié)點(diǎn)可以透過多次跳躍進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊但它們通常不是移動式裝置。網(wǎng)狀網(wǎng)路可以視為是一種點(diǎn)對點(diǎn)的架構(gòu)。移動式點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)路與網(wǎng)狀網(wǎng)路在架構(gòu)上是非常相似的，只是移動式點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)路還必須隨時更新組態(tài)以因應(yīng)各節(jié)點(diǎn)移動的情形。網(wǎng)狀網(wǎng)路透過引導(dǎo)與修正路由和透過顯著的降低影響節(jié)點(diǎn)衝擊可以簡化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計。此外，有了基礎(chǔ)建設(shè)的支援，網(wǎng)狀網(wǎng)路透過提供靈活和低成本的網(wǎng)路延伸性，帶給一般用途的MANET一個大量傳播網(wǎng)路市場。臨機(jī)網(wǎng)路（OpportunisticNetwork）臨機(jī)網(wǎng)路是一種屬於中長期的隨意網(wǎng)路的應(yīng)用，主要功能是在兩個節(jié)點(diǎn)之間沒有存在真實(shí)的路徑，訊息藉由跳躍方式傳送到目的端，藉由跳躍的方式來進(jìn)行資料傳遞，而跳躍中的路徑是隨機(jī)產(chǎn)生，視當(dāng)時環(huán)境中節(jié)點(diǎn)而產(chǎn)生。臨機(jī)網(wǎng)路算是延遲容錯網(wǎng)路（DelayTolerantNetworks,DTN）的一種，當(dāng)沒有機(jī)會使資料前進(jìn)發(fā)送時，節(jié)點(diǎn)會儲存資料訊息等待有機(jī)會發(fā)送，因此在臨機(jī)網(wǎng)路的架構(gòu)中，如何將路徑安排最佳化使資料前進(jìn)目的端發(fā)送資料訊息是非常重要的議題。雖然目前無線網(wǎng)路相關(guān)設(shè)定由於不同的設(shè)備可能擁有著不同的無線網(wǎng)路技術(shù)，規(guī)格與通訊標(biāo)準(zhǔn)不同，但是有時同一系列的設(shè)備但不同網(wǎng)路的設(shè)備之間是可以連接使用的，可以透過臨機(jī)網(wǎng)路提供的臨機(jī)性與流動性與其他無線設(shè)備連接，以便傳送資料。車載網(wǎng)路（VehicularAdHocNetwork，VANET）車載網(wǎng)路是一種透過隨意網(wǎng)路提供車輛之間的通訊，藉由無線通訊與資料傳遞技術(shù)，串聯(lián)交通工具以及路邊交通設(shè)施，所形成的特殊的專用網(wǎng)路，屬於高度客制化的行動式隨意網(wǎng)路。主要功能在於讓所有的用路人可以即時取得與傳遞與交通相關(guān)的資訊，以便提高行車效率，增進(jìn)用路安全與舒適性。目前由於道路事故事件數(shù)目居高不下，高級智慧行車運(yùn)輸系統(tǒng)（Advancedintelligenttransportationsystems，ITS）因應(yīng)而生。無線感測網(wǎng)路（WirelessSensorNetwork，WSN）無線感測網(wǎng)路是一種透過所有散佈於特定空間內(nèi)的自動感應(yīng)裝置透過無線網(wǎng)路進(jìn)行節(jié)點(diǎn)之間合作與監(jiān)測目的物。由於無線感測網(wǎng)路發(fā)展是為了解決特殊應(yīng)用上得問題，所以非常成功導(dǎo)入在一般使用者與工業(yè)技術(shù)層面。此外，無線感測網(wǎng)路擁有豐富的技術(shù)基礎(chǔ)資源，進(jìn)而產(chǎn)生出許多新感測科技研究，也因此，無線感測網(wǎng)路高度應(yīng)用在各種不同的領(lǐng)域中。行動隨意網(wǎng)路的發(fā)展（mobileadhocnetwork－MANET）發(fā)展現(xiàn)今的行動通訊設(shè)備已經(jīng)變的很輕薄且功能增強(qiáng)，人手一機(jī)在現(xiàn)今世代已經(jīng)越來越普遍，早期的行動隨意網(wǎng)路被應(yīng)用在軍事、醫(yī)療、會議等，且由於無線網(wǎng)路技術(shù)的快速發(fā)展，讓行動隨意網(wǎng)路成為當(dāng)今的一股新潮流，給予人們一種極大的便利。然而無線通訊的技術(shù)和傳統(tǒng)的有線通訊技術(shù)不同，因?yàn)闊o線通訊是在公開的空間中傳遞資料，所以任何人都可輕易截取這些資料，也因此許多安全方面的考量都需要重新設(shè)計，行動隨意網(wǎng)路是一種特別的無線網(wǎng)路通訊模式，行動隨意網(wǎng)路（MANET）是一種聚集兩個或多個具有無線通訊能力和網(wǎng)路連線能力的設(shè)備，且設(shè)備可以直接在他們的無線電範(fàn)圍之內(nèi)或一個是在他們的無線電範(fàn)圍之外的其它設(shè)備相互連接進(jìn)行通訊，不必透過AccessPoint來進(jìn)行通訊連接，例如有幾臺PDA、手機(jī)或筆記型電腦，當(dāng)他們聚集在通訊的鏈結(jié)範(fàn)圍內(nèi)，就可以形成一個臨時的網(wǎng)路。整個Ad-hoc無線網(wǎng)路形成無固定形狀的拓樸圖。特性MANET是由一些具有無線收發(fā)裝置的節(jié)點(diǎn)所組成，由於沒有集中管理的伺服器裝置，所以每個節(jié)點(diǎn)都是對等，利用彼此間的位置來形成網(wǎng)路的拓?fù)?，由於各個節(jié)點(diǎn)是能任意的移動，所以拓?fù)湟搽S時間有所變化進(jìn)而形成新的拓?fù)渚W(wǎng)路。另外，在無線隨意網(wǎng)路架構(gòu)中，節(jié)點(diǎn)可以任意進(jìn)入或退出該網(wǎng)路，這也會使得網(wǎng)路拓?fù)洚a(chǎn)生改變。無線隨意網(wǎng)路最大的特徵在於不需要任何有線網(wǎng)路的架構(gòu)或設(shè)備，這意味著我們可以不受實(shí)體基礎(chǔ)架構(gòu)及硬體設(shè)備之限制，而任意拓展網(wǎng)路規(guī)模大小。在Ad-hoc無線網(wǎng)路中，由於多層跳躍（multi-hop）的特性，資料的傳遞需經(jīng)由多個中間節(jié)點(diǎn)來完成，而在頻寬及功率方面都有相當(dāng)?shù)南拗?。?jié)點(diǎn)之間只能透過有線的頻寬，在有限的傳輸距離內(nèi)傳遞訊息。自動組織能力：只要能感測到附近的節(jié)點(diǎn)，便可以在任何環(huán)境和地點(diǎn)組成網(wǎng)路，不需要有現(xiàn)成的網(wǎng)路設(shè)施,MANET的佈署或展開不需要依賴於任何現(xiàn)有的網(wǎng)路基礎(chǔ)設(shè)施。行動設(shè)備藉由分層協(xié)定和分散式演算法協(xié)調(diào)各自的行爲(wèi)，行動設(shè)備在開機(jī)後可以很快自動地組成一個獨(dú)立的網(wǎng)路，因此，在佈署上不但相當(dāng)快速，而且也非常容易。隨時改變的拓?fù)洌河伸妒菬o線的設(shè)備，所以各節(jié)點(diǎn)能夠隨意的移動，加上地形及訊號的干擾，將造成網(wǎng)路拓普隨時都會產(chǎn)生變化,網(wǎng)路中所有的行動設(shè)備都可以任意的移動，也可以隨時開機(jī)和關(guān)機(jī)，這些情況都會導(dǎo)致整個網(wǎng)路拓?fù)浒l(fā)生改變，因此，MANET的網(wǎng)路拓樸是會持續(xù)的變動。安全性較差：由於MANET是無線的方式在傳輸資料，所以在安全性上較易被竊聽、攻擊。頻寬受限：MANET中的各類裝置因?yàn)槠涮匦跃褪强蓴y性高，相對的限制就在硬體方面的資源較低，例如記憶體小、CPU處理能力低、所能儲存的電量有限，使得MANET在設(shè)計上更加困難。由於無線網(wǎng)路的物理特性，所以實(shí)際的傳輸寬頻會較理想值來得小。安全性不佳：MANET是一種無線方式的分散式結(jié)構(gòu)，所以更加容易被竊聽、入侵、網(wǎng)路攻擊和拒絕服務(wù)等。使得網(wǎng)路安全自始以來就是一直被重視的課題。生存時間短：MANET通常是由於某個特定原因而臨時建立的，在使用目的達(dá)成後，網(wǎng)路環(huán)境將會不復(fù)存在。生存時間相對於有線網(wǎng)路而言是短暫的。MANET議題媒介控制機(jī)制（MediumAccessScheme）：MANET網(wǎng)路中在MAC層的最大問題，就是在於共享的頻道中因碰撞而產(chǎn)生的效能影響。另外在這個部份的研究，尚有公平性（Fairness）、隱藏節(jié)點(diǎn)（HiddenTerminalsProblem）、暴露節(jié)點(diǎn)（ExposedTerminalProblem）、吞吐量（Throughput）、同步（Synchronization）以及省電等等的相關(guān)議題。路由（Routing）：目前MANET網(wǎng)路在路由上有下列幾個研究方向，包括快速的路由建立、快速將斷裂的路由回復(fù)、避免無窮迴路、縮小控制信號的額外負(fù)擔(dān)、QoS的提供、安全性與私密性等等議題。群播（Multicast）：傳統(tǒng)有線網(wǎng)路中群播通訊協(xié)定包括CBT（CoreBasedTrees）、PIM（ProtocolIndependentMulticast）與DVMRP（DistanceVectorMulticastRoutingProtocol）等，在MANET網(wǎng)路中運(yùn)作並不是很良好，也因此延伸出許多設(shè)計來因應(yīng)高度移動性的MANET網(wǎng)路。除了傳統(tǒng)的Tree-based架構(gòu)外，近期的研究還提出了Mesh-based架構(gòu)的群播通訊協(xié)定，以對付更為高度移動性的環(huán)境。目前的研究議題主要是針對路由的強(qiáng)健性、效能、控制信號的額外負(fù)擔(dān)、QoS、群組管理的效能等等。傳輸層通訊協(xié)定（TransportLayerProtocols）：MANET網(wǎng)路傳輸層的研究也是相當(dāng)受到矚目的議題，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的reliableconnection-oriented傳輸協(xié)定例如TCP（TransmissionControlProtocol），當(dāng)初設(shè)計之時並未考慮到MANET網(wǎng)路這類變化劇烈的環(huán)境，傳統(tǒng)的SequenceNumber、CongestionWindow、SlowStart等等的設(shè)計，根本無法應(yīng)用於MANET網(wǎng)路，而且會導(dǎo)致傳輸效能的嚴(yán)重下滑。主要原因歸咎於傳統(tǒng)網(wǎng)路下，TCP封包遺失主要是因?yàn)榫W(wǎng)路壅塞，而TCP當(dāng)年也是為了因應(yīng)這種狀況所設(shè)計的；然而MANET網(wǎng)路中造成封包遺失的主要狀況卻是因?yàn)橄聦勇酚蓴嗔眩蔷W(wǎng)路壅塞。為了解決這些問題，目前有相當(dāng)多關(guān)於傳輸效能的研究，其中大量的研究偏重在cross-layer的解決方案。能量管理：關(guān)於MANET網(wǎng)路上省電議題的研究也是相當(dāng)多，大致上可分類為傳輸能量管理（與RF模組設(shè)計有關(guān)）、電池能量管理、CPU能量管理與周邊裝置能量管理等。隨意式無線網(wǎng)路由許多行動節(jié)點(diǎn)（MobileHost；MH）動態(tài)組合成網(wǎng)路。藉由多躍程無線聯(lián)結(jié)（multi-hopwirelesslinks）互相溝通。每個MN扮演如同路由器般的角色協(xié)助轉(zhuǎn)送封包。網(wǎng)路拓?fù)涑尸F(xiàn)動態(tài)的改變。Mobileadhocnetworks應(yīng)用目前在MANET上的應(yīng)用如下：軍事上的應(yīng)用：士兵可以在戰(zhàn)地中使用無線裝置形成行動隨意網(wǎng)路互相交換彼此資訊。個人區(qū)域網(wǎng)路：印表機(jī)、PDA、行動電話以及數(shù)位攝影機(jī)等裝置都裝有無線通訊模組，因此就可以隨時隨地使用這些資源。室內(nèi)外應(yīng)用：開會、研討會、示威遊行、車輛以及體育場中，可利用臨時形成的網(wǎng)路分享彼此資訊，例如開會資料、交通狀況。緊急狀況：災(zāi)難現(xiàn)場營救，如地震，救災(zāi)人員可以立即投入救災(zāi)而不需花時間建構(gòu)資料通訊網(wǎng)路。感應(yīng)網(wǎng)路：可追蹤時間或空間相關(guān)的訊息，例如天氣、火山活動、環(huán)境污染或地震等等?；蛘哂渺蹲粉櫩梢苿拥奈矬w例如動物、昆蟲等。娛樂：目前包括許多掌上遊樂器例如NDS或PSP等，都提供了Ad-Hoc模式的服務(wù)，使得可以用戶同時連線進(jìn)行遊戲。教育：建立虛擬教室或虛擬會議室，讓進(jìn)行報告的學(xué)生或客戶間可以直接進(jìn)行資料或文件的傳輸交換。電子商務(wù)：對於道路上的車輛，彼此之間可以以MANET網(wǎng)路來組成區(qū)域性的局部網(wǎng)路，相互交換訊息等等。表一：行動隨意網(wǎng)路與有基礎(chǔ)網(wǎng)路的比較InfrastructureAd-Hoc需基地臺設(shè)備接上固定網(wǎng)路不需基地臺設(shè)備single-hop無線連結(jié)multi-hop無線連結(jié)中央統(tǒng)一控管路由分散式路由成本較高成本較低設(shè)置較為費(fèi)時設(shè)置較為快速時間同步容易時間同步困難

Mobileadhocnetworks架構(gòu)圖一：Mobileadhocnetworks架構(gòu)一種聚集兩個或多個具有無線通訊能力和網(wǎng)路連線能力的設(shè)備，可在無線範(fàn)圍內(nèi)或無線範(fàn)圍外的利用其他設(shè)備做連接聚集再通訓(xùn)練節(jié)範(fàn)圍內(nèi)就可形成一個臨時的網(wǎng)路，如圖一：車子、PDA、筆電、Smartphone都可利用MANET進(jìn)行連接。

IEEE802.11無線網(wǎng)路圖二：跨層方法分類圖在跨層結(jié)構(gòu)中，某層中藉由協(xié)定產(chǎn)生/收集的資訊都可被其它層的協(xié)定取得，來產(chǎn)生最佳化和改善網(wǎng)路效能。將此共同科學(xué)切割的問題是「這種持續(xù)分層的模組可以延伸到何種程度」，此結(jié)果顯示範(fàn)圍從傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)層到完全不分層架構(gòu)的解決方法中。一般而言，階層間的通訊仍保留模組結(jié)構(gòu)，但階層設(shè)計就打破模組（藉由連接各階層設(shè)計），階層間調(diào)整位於兩者間，在完全不分層方法中，層的概念消失，進(jìn)而發(fā)展新的破壞結(jié)構(gòu)，對於MultihopAdHocNetwork是非常有益的。無線網(wǎng)狀網(wǎng)路（MeshNetwork）MeshNetwork起源美國當(dāng)初為了戰(zhàn)地通訊而研發(fā)出的無線網(wǎng)路通訊傳輸技術(shù)，此技術(shù)無需佈建實(shí)體網(wǎng)路線，而是將Mesh基地臺（AP）架設(shè)在車隊(duì)中快速移動。在MeshNetwork中，每個AP節(jié)點(diǎn)都具有傳送與接收功能。因此，當(dāng)眾多MeshAP的覆蓋區(qū)域聯(lián)集成一大片無線網(wǎng)路覆蓋區(qū)域時，AP之間會藉由相互溝通來找出最佳的連接路徑，並且會自動偵測與避開已故障毀、損毀，或負(fù)載程度較高AP，透過別的路徑到達(dá)目的端，這即是所謂的自我修復(fù)傳遞路徑的功能。透過此功能，在此meshnetwork上的網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)，便不易發(fā)生通訊中斷的情形。MeshNetwork是一個LocalAreaNetwork，它利用網(wǎng)路上節(jié)點(diǎn)兩兩互相連接的排列方式，來達(dá)成一個Topology的網(wǎng)路架構(gòu)。MeshNetwork藉由Redundancy的方式來提供可靠的通訊環(huán)境。如果網(wǎng)路中有一節(jié)點(diǎn)損壞或因其它因素?zé)o法繼續(xù)運(yùn)作時，其它的節(jié)點(diǎn)依然可透過一個或多個中間節(jié)點(diǎn)來傳輸訊息，不會因?yàn)橛泄?jié)點(diǎn)損壞而產(chǎn)生通訊中斷或資料無法傳輸?shù)那樾伟l(fā)生。而且，當(dāng)節(jié)點(diǎn)不規(guī)則的散佈在網(wǎng)路上時，此網(wǎng)路依然可以保有良好的工作性質(zhì)。在早期，固定式的MeshNetwork中，主要的缺點(diǎn)是佈建MeshNetwork時需要花費(fèi)大量的佈建成本，且在某些特定的方案中，環(huán)狀網(wǎng)路或星形網(wǎng)路都會比MeshNetwork來的有效。如果每個節(jié)點(diǎn)皆置於固定位置上，使用BusNetworkTopology通常為最好的選擇。無線網(wǎng)狀網(wǎng)路有著如基礎(chǔ)網(wǎng)路架構(gòu)提供穩(wěn)定且不移動的存取點(diǎn)讓其它設(shè)備連接，以及像無線隨意網(wǎng)路利用節(jié)點(diǎn)之間的無線通訊能力，經(jīng)用多重跳躍的方式將資料傳送到目的。而且不像基礎(chǔ)網(wǎng)路架構(gòu)需要將每一個存取點(diǎn)接上網(wǎng)路線，也不像無線隨意網(wǎng)路會有較大的機(jī)率改變整個無線網(wǎng)路拓?fù)洹Ｈ缤聢D三，圖中PDA要進(jìn)行溝通時，只要將資料傳輸給最近的網(wǎng)狀網(wǎng)路存取點(diǎn)（MeshAP），再經(jīng)由MeshAP互相傳遞把資料傳給另一部PDA。而電腦要存取到（Internet）也可以直接透過MeshAP間的傳遞，將資料送到網(wǎng)狀網(wǎng)路後置節(jié)點(diǎn)（MeshBackhaul）連到網(wǎng)際網(wǎng)路（Internet）存取資料。圖三：無線網(wǎng)路資料傳送架構(gòu)網(wǎng)狀網(wǎng)路由router、client所組成。是透過AP的連結(jié)，使網(wǎng)路上的每個使用者同樣扮演著一個可以傳送資料的角色。由於每個節(jié)點(diǎn)的工作只需負(fù)責(zé)將資料傳送於下一個節(jié)點(diǎn)，所以具有「分權(quán)」和「簡化」的特性。圖四：無線網(wǎng)路架構(gòu)無線網(wǎng)狀網(wǎng)路與無線隨意網(wǎng)路的資料傳輸類似，都是利用節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)之間的無線網(wǎng)路來傳遞資料，而且也會利用多重跳躍的方式將資料傳輸?shù)礁h(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)。因此在無線網(wǎng)狀網(wǎng)路中，也可以利用無線隨意網(wǎng)路的路由協(xié)定來幫助資料傳送到需要多重跳躍才能到達(dá)的節(jié)點(diǎn)。無線Mesh網(wǎng)路特性自我組織：網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)和授權(quán)最終用戶可即時加入網(wǎng)路，擴(kuò)展網(wǎng)路覆蓋範(fàn)圍，並可連接至所有其他節(jié)點(diǎn)。自我設(shè)定：如果網(wǎng)路中的某臺設(shè)備發(fā)生故障或從其拓?fù)湮恢蒙喜鹦?，網(wǎng)路會自動適應(yīng)這種改變。既使發(fā)端與對端之間的連接涉及多臺中繼設(shè)備，網(wǎng)路也會找到從發(fā)端到對端的新的路由。跳躍式：每個網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)和用戶端設(shè)備均能轉(zhuǎn)發(fā)和路由發(fā)送至另一個對端的數(shù)據(jù)包，能選擇並確定一個從發(fā)端到對端的最佳路由。點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)路：自組織網(wǎng)路通常由平等的網(wǎng)元構(gòu)成，只要發(fā)端和對端的距離足夠近，就能直接連接發(fā)端和對端。而不必透過中央管理節(jié)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)保持每個節(jié)點(diǎn)間的連線完整：當(dāng)網(wǎng)路拓蹼中有某節(jié)點(diǎn)失效或無法服務(wù)時,這種架構(gòu)允許使用「跳躍」的方式形成新的路由後將訊息送達(dá)傳輸目的地。沒有網(wǎng)點(diǎn)的限制：可以由一網(wǎng)點(diǎn)傳送到另外十個網(wǎng)點(diǎn),而這十個網(wǎng)點(diǎn)又能互相複製（replicate），所以傳遞較為可靠。覆蓋層面很廣闊：因?yàn)榫W(wǎng)點(diǎn)與網(wǎng)點(diǎn)之間的傳送距離可達(dá)三百米，只需十多點(diǎn)傳送的距離就可達(dá)一萬尺以上。降低架設(shè)成本、增加架設(shè)之便利性：因?yàn)闊o線網(wǎng)狀網(wǎng)路不需要將買一個無線網(wǎng)路存取點(diǎn)連接到網(wǎng)路現(xiàn)，它利用存取點(diǎn)之間相互溝通，把訊息傳送到目的端。缺點(diǎn)網(wǎng)狀網(wǎng)路有傳輸過程訊號的延遲問題：因?yàn)檗D(zhuǎn)傳的節(jié)點(diǎn)越多，所以需繞道的路徑越多，因此傳遞資料到目的地所需要的時間就會延長，這對於即時性高的資料會有些許的影響。安全性的問題：在無線網(wǎng)路傳輸技術(shù)裡，安全性一直是被關(guān)注的問題，在透過那麼多節(jié)點(diǎn)的傳輸過程裡，資料被竊取的機(jī)率相當(dāng)?shù)母摺０踩▌t是建立一個點(diǎn)對點(diǎn)相對應(yīng)傳輸過程，因?yàn)橹苯幼屬Y料由一端傳送到另一端，只要確保這一條直線的安全性就好，但是WirelessMeshNetwork的特性，雖可以免去由於故障而引發(fā)網(wǎng)路中斷的情況發(fā)生，但卻帶來了安全性的考量。WMN的應(yīng)用網(wǎng)狀網(wǎng)路因成本低、易建立、可靠度高因此被廣泛的應(yīng)用，因此常被拿來做日常生活的應(yīng)用。WirelessMeshNetwork的應(yīng)用方式，是透過AccessPoint的連結(jié)，使網(wǎng)路上的每個使用者也同樣扮演著是一個可以待傳資料的角色。由於每個節(jié)點(diǎn)的工作只需負(fù)責(zé)將資料傳送於下一個節(jié)點(diǎn)，所以具有decentralizedandsimplified的特性。此外，WirelessMeshNetwork允許讓居住在邊遠(yuǎn)地區(qū)位置的網(wǎng)路和一般小型企業(yè)使用同一連結(jié)，在這些小型企業(yè)可容忍的範(fàn)圍內(nèi)，使用小型企業(yè)的網(wǎng)路。BroadbandhomenetworkingCommunityandneighborhoodnetworkingEnterprisenetworkingMetropolitanareanetworksTransportationsystems下圖五是內(nèi)部網(wǎng)狀網(wǎng)路，它採點(diǎn)對點(diǎn)的方式傳輸，都是透過短距且快速的資料交換來達(dá)到即時的訊息傳遞。圖五：Broadbandhomenetworking圖五：Broadbandhomenetworking如圖六，它並不特定依賴網(wǎng)路中的某個節(jié)點(diǎn)，此種網(wǎng)路的彈性較佳。每個節(jié)點(diǎn)的要傳輸資料時，會搜尋一可用的網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)，因此每一個節(jié)點(diǎn)都有多種傳輸路徑可供選擇。當(dāng)傳輸路徑中某個節(jié)點(diǎn)故障，便會尋找備用的節(jié)點(diǎn)裡最近的節(jié)點(diǎn)將資料傳輸出去，使得傳輸資料時不會因?yàn)槟硞€節(jié)點(diǎn)損壞而傳輸失敗。圖六：WirelessMeshNetwork

臨機(jī)網(wǎng)路（OpportunisticNetwork）臨機(jī)網(wǎng)路是DTN的一種，就是使用者的行動裝置有機(jī)會可以互相傳輸資料和交換訊息的網(wǎng)路。在臨機(jī)網(wǎng)路中，點(diǎn)跟點(diǎn)之間會間歇性且臨機(jī)性地作連結(jié)。臨機(jī)網(wǎng)路是利用攜帶者本身的移動性讓不同使用者移動裝置的無線裝置有「臨機(jī)」（opportunities）可互相傳輸資料或交換訊息的網(wǎng)路。特點(diǎn)當(dāng)節(jié)點(diǎn)呈現(xiàn)無系統(tǒng)狀，則MANET就無法進(jìn)行資料的傳送，臨機(jī)網(wǎng)路克服了這個限制。他與傳統(tǒng)網(wǎng)際網(wǎng)路的不同點(diǎn)在於發(fā)送端與目的端之間不一定存在有一條點(diǎn)到點(diǎn)的資料路由路徑。像是E-MAIL的傳送，它不在乎時間的延遲問題，只在乎是否訊息確實(shí)的傳送到收件人手中，因此，當(dāng)節(jié)點(diǎn)附近沒有可以傳送的另一個節(jié)點(diǎn)時，則會暫時停止傳送資料，等有適合的節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)。因此，臨機(jī)網(wǎng)路沒有一個固定的路線。DelayTolerantNetworking6-2-1 DTN簡介在網(wǎng)際網(wǎng)路之外的許多通訊網(wǎng)路，包括有限電力的移動設(shè)備、衛(wèi)星、星球間的通訊，漸漸地在發(fā)展起來，其通訊的技術(shù)需考慮通訊環(huán)境的特殊需求。這些通訊網(wǎng)路無法使用TCP／IP協(xié)定，也無法相互溝通，只能用特定的協(xié)定在其內(nèi)通訊。以上的通訊網(wǎng)路各自形成一塊region，region內(nèi)各連線的通訊特性相當(dāng)近似。不同region的界線可由連結(jié)延遲、連結(jié)連通度、資料的相對速率、錯誤率、定址、可靠性與傳輸品質(zhì)來決定。不同於網(wǎng)際網(wǎng)路，這些無線網(wǎng)路具有以下特性：長而變動的延遲、傳輸中斷、高資料錯誤率、資料傳輸相對速率差異大。在網(wǎng)際網(wǎng)路之外的無線網(wǎng)路包括：跨州公路網(wǎng)路，戰(zhàn)場作戰(zhàn)單位網(wǎng)路，太空網(wǎng)路。連結(jié)不同region的網(wǎng)路需由代理機(jī)制的介入來轉(zhuǎn)換不同網(wǎng)路的特性，並且在兩個傳輸速率相異甚大的網(wǎng)路間扮演緩衝的角色。簡單來說，在一般的隨意網(wǎng)路裡，即使node的移動會產(chǎn)生路徑的中斷，但是大部分的節(jié)點(diǎn)都是互相連接的；但是可能一些環(huán)境因素、拓?fù)涞牟环€(wěn)定，每一次的封包傳遞常會有延遲的狀況，這樣的隨機(jī)網(wǎng)路就稱為延遲網(wǎng)路。圖七：DTN所適用的各種網(wǎng)路類型在一般的wirelessad-hocnetwork裡，routingprotocol都是假設(shè)network是連接的，即使node的移動會產(chǎn)生或中斷一些link，但大部分的node都是connected的；但越來越多新的應(yīng)用，由於node在稀疏網(wǎng)路中移動、環(huán)境改變、頻譜共用、或sensornode休眠節(jié)能等等的因素，使得network不總是connected的，node與node之間的連線狀態(tài)會隨著時間改變，產(chǎn)生新的連線或中斷連線。如下圖所示，在這種情況下，node往往會有一個queue來暫存封包，以備未來有新連線出現(xiàn)時可以將封包繼續(xù)forward下去。類似這樣，network連線的狀況不穩(wěn)定，每一次的packetdelivery往往會有很長的delay，這樣的wirelessad-hocnetwork就稱為delay-tolerancenetworks、highly-partitionednetworks、或disruption-tolerantnetworks。而為了盡量提升delay-tolerancenetwork的性能表現(xiàn)與提高繞徑成功率，node裡一般會有buffer可以暫存封包，以便未來如果連線狀況變好的時候可以繼續(xù)傳遞，其他常見的配套做法還包括適合各種scenario的routingprotocol，用來決定該傳出buffer裡的哪些packet，以及應(yīng)該刪除哪些不必要的packet；網(wǎng)路編碼，可以計算不同packet的線性組合，降低網(wǎng)路的overhead及提高它的傳輸率；或根據(jù)網(wǎng)路連線拓墣的缺口，安置可自主移動的傳輸中繼站來提高網(wǎng)路的連線品質(zhì)等。圖八：A點(diǎn)和E點(diǎn)從未相遇，但packet卻可以從A傳遞到E為何需要DTN許多新一代的網(wǎng)路不具有網(wǎng)際網(wǎng)路的優(yōu)點(diǎn)，因此無法使用TCP協(xié)定進(jìn)行可靠通訊。這些網(wǎng)路具有以下特性：間歇性中斷長而變動的延遲非對稱的傳輸速率高錯誤率DTN之架構(gòu)DTN網(wǎng)路的主要目標(biāo)是希望在異質(zhì)性的網(wǎng)路提供一個徹底的相互溝通方式，並且能在封包遺失、延遲過大、錯誤發(fā)生、可能暫時性沒有連結(jié)的環(huán)境下提供一個可接受的網(wǎng)路表現(xiàn)。如底下圖九，網(wǎng)路上分成4種不同性質(zhì)的網(wǎng)路，像RegionA是傳統(tǒng)的網(wǎng)際網(wǎng)路，RegionB是隨意網(wǎng)路（Ad-Hocnetworks），RegionC是一種內(nèi)部的網(wǎng)際網(wǎng)路，RegionD是衛(wèi)星網(wǎng)路，則假如目前UserHost位於RegionA，有資料想傳送到RegionD，但又一定必須經(jīng)過RegionB及RegionC的條件下，DTN在這邊就提供了一種傳送資料的方法，在DTN的傳送方法，資料在不同性質(zhì)的網(wǎng)路傳送會透過DTN閘道器，在DTN的閘道器會提供一些功能，讓整個DTN網(wǎng)路可以順利運(yùn)作。圖九：DTN之架構(gòu)圖DTN的相關(guān)應(yīng)用外太空傳輸（Outerspacecommunication）：衛(wèi)星傳輸是短期目標(biāo)，行星間傳輸則是長程目標(biāo)，衛(wèi)星傳輸在現(xiàn)今已經(jīng)有一些技術(shù)是可行的，直觀的來說，DTN容許長時間delay和higherrorrate的性質(zhì)，的確也十分適合外太空傳輸所需的特性。開發(fā)中國家或偏遠(yuǎn)地區(qū)網(wǎng)路傳輸（DevelopingRegionsNetworks）：開發(fā)中國家或偏遠(yuǎn)地區(qū)的網(wǎng)路基礎(chǔ)建設(shè)通常未臻完善，所以勢必有許多的地區(qū)的對外網(wǎng)路不發(fā)達(dá)，甚至是沒有網(wǎng)路可言，這時候DTN的作用和優(yōu)勢就可以被突顯出來，雖然不能提供即時的網(wǎng)路服務(wù)，但是能提供這些地區(qū)價格相對較低，而且一定品質(zhì)的網(wǎng)路服務(wù)。戰(zhàn)爭網(wǎng)路應(yīng)用（Battlefilednetworks）：戰(zhàn)爭型的網(wǎng)路本身就具有須具備容忍高度不可靠性和某種程度delay的需求，在以前Ad-Hoc網(wǎng)路常被拿來做此類應(yīng)用，但是DTN在網(wǎng)路特性上比Ad-Hoc網(wǎng)路更能容忍隨機(jī)，與具高度不可靠性的傳輸，所以有可能更適合應(yīng)用在戰(zhàn)爭型網(wǎng)路。野生動物追蹤（WildlifeTracker）：在每隻動物的身上戴一個低功率省電且可互傳資料的sensor，藉此觀察牠們的活動範(fàn)圍和互動情形。VANET智慧型運(yùn)輸系統(tǒng)ITS應(yīng)用先進(jìn)的電子，通信，資訊與感測等技術(shù)，以整合人，路，車的管理策略，提供即時（real-time）的資訊而增進(jìn)運(yùn)輸系統(tǒng)的安全，效率及舒適性，同時也減少交通對環(huán)境的衝擊。智慧型運(yùn)輸系統(tǒng)ITS提供以下九大服務(wù)：先進(jìn)交通管理系統(tǒng)（AdvancedTrafficManagementSystems－ATMS）：ATMS為智慧型運(yùn)輸系統(tǒng)的核心與基礎(chǔ)，此系統(tǒng)係利用偵測、通訊及控制等技術(shù)，將交通監(jiān)控系統(tǒng)偵測所得的交通狀況，經(jīng)由通訊網(wǎng)路傳輸?shù)浇煌刂浦行?，中心再結(jié)合其他方面所獲得之資訊，制定及評估交通控制策略，執(zhí)行整體性的交通管理，並將相關(guān)資訊傳送給用路人，以達(dá)到運(yùn)輸效率最大化及運(yùn)輸安全等目的。先進(jìn)旅行者資訊系統(tǒng)先進(jìn)旅行者資訊系統(tǒng)（AdvancedTravelerInformationSystems－ATIS）：ATIS係藉由先進(jìn)資訊、通訊及其他相關(guān)技術(shù)，提供旅行者必要之資訊，使其能於車內(nèi)、家裡、辦公室、車站等地點(diǎn)方便地取得所需之資訊，作為旅次產(chǎn)生、運(yùn)具與路線選擇之決策參考，以順利到達(dá)目的地。先進(jìn)公共運(yùn)輸系統(tǒng)（AdvancedPublicTransportationSystems－APTS）：APTS係將ATMS、ATIS與AVCSS之技術(shù)應(yīng)用於公共運(yùn)輸，以改善公共運(yùn)輸服務(wù)品質(zhì)，提高營運(yùn)效率，增加公共運(yùn)輸之吸引力。

先進(jìn)車輛控制安全系統(tǒng)（AdvancedVehicleControlandSafetySystem－AVCSS）：AVCSS係結(jié)合感測器、電腦、通訊、電機(jī)及控制技術(shù)應(yīng)用於車輛及道路設(shè)施上，協(xié)助駕駛?cè)颂岣咝熊嚢踩?，增加道路容量，減少交通擁擠。商車營運(yùn)系統(tǒng)（CommercialVehicleOperations－CVO）：CVO係利用前述ATMS、ATIS與AVCSS之技術(shù)於商業(yè)營運(yùn)車輛，以提昇運(yùn)輸效率及安全，並減少人力成本，提高生產(chǎn)力。緊急事故支援系統(tǒng)（EmergencyManagementSystem－EMS）：EMS即為當(dāng)緊急危難發(fā)生時，求援車輛如何求援、救援車輛如何在最短時間內(nèi)到達(dá)現(xiàn)場，以及如何警示其他駕駛?cè)酥到y(tǒng)。本系統(tǒng)包括車輛故障與事故求援、事故救援派遣以及救援車輛優(yōu)先通行等部份，為使意外能在最短時間獲得解除，降低傷害之程度。電子收付費(fèi)系統(tǒng)（ElectronicPaymentSystem&ElectronicTollCollection－EPS&ETC）：電子收付費(fèi)乃是利用車上單元之電子卡與路測單元作雙向之通訊，經(jīng)由電子卡記帳之方式進(jìn)行收費(fèi)，以取代現(xiàn)行人工收費(fèi)之方式。資訊管理系統(tǒng)（InformationManagementSystem－IMS）弱勢使用者保護(hù)服務(wù)（VulnerableIndividualProtectionServices－VIPS）VANET（VehicleAd-hocNETwork）定義VANET網(wǎng)路之應(yīng)用範(fàn)疇，包括提供行車安全的服務(wù)以及便利生活的訊息。例如：當(dāng)前方車輛發(fā)生事故時，能立即回報緊急訊息給後面車輛知道，避免連續(xù)事故的發(fā)生；或是開車族可以透過VANET網(wǎng)路所提供之服務(wù)，獲取有關(guān)停車位位置之資訊。VANET網(wǎng)路架構(gòu)在VANET網(wǎng)路架構(gòu)的分類裡，主要可以分為以下三大種類：Roadside-to-VehicleCommunications（RVC）：如圖十所示，車輛可以透過路旁的AP或是基地臺連線到Server端索取所需的資訊。在此部份之研究議題包括：InternetGateway（即圖十的AccessPoint部分）的尋找以及選擇：當(dāng)某車輛同時擁有兩個以上之AP可供使用時，如何決定該使用哪一個AP來達(dá)到最大效能，其考慮因素包括path上可供使用之頻寬以及所經(jīng)過之hop數(shù)。移動性（mobility）的管理：由於車輛具有移動性，當(dāng)從某一個AP換到另一個AP下時，會發(fā)生所謂換手（handover）的問題。該如何處理換手問題以減少封包遺失的情形也是一門學(xué)問。圖十：Roadside-to-VehicleCommunications（RVC）Inter-VehicleCommunications（IVC） 如圖十一所示，車輛可以透過其他臺車輛主動要求所需的資訊，或是當(dāng)前方有緊急事件發(fā)生時，車輛彼此間也可以迅速交換訊息。 由於此方式並無路旁的AP或是基地臺可供使用，故當(dāng)車輛間距離太遠(yuǎn)，超出彼此能夠通訊的範(fàn)圍時，將會發(fā)生斷線的情況，如圖十一中之A、B兩車所示。其解決方法之一，可以使用「carryandforward」的方式：當(dāng)A、B其中一方有資料要送往對方，卻發(fā)現(xiàn)無法直接傳送時，會先把要送給對方的訊息攜帶在自己身上，繼續(xù)往前進(jìn)。當(dāng)其進(jìn)到對方的通訊範(fàn)圍時，再將此訊息傳送給對方。不過，要達(dá)到以上目的，前提是A、B兩車事先能透過GPS等方式取得對方的location相關(guān)資訊。若無法事先取得location相關(guān)資訊，也可透過「trajectoryforwarding」或是「opportunisticrouting」等方式來解決。圖十一：Inter-VehicleCommunications（IVC）結(jié)合RVC以及IVC之網(wǎng)路架構(gòu) 如圖十二所示，車輛彼此間距離短的話，便可以直接交換訊息。若距離太遠(yuǎn)時，便藉由路旁的基地臺或是AP來做轉(zhuǎn)送的動作。 由於車輛間之通訊方式有RVC以及IVC兩種，故使用此方式可以增加網(wǎng)路的可靠性：當(dāng)其中一種傳輸方式失敗時，可以切換成另一種傳輸方式來幫忙轉(zhuǎn)送資訊。圖十二：結(jié)合RVC以及IVC之網(wǎng)路架構(gòu)

VANET網(wǎng)路的特性 VANET雖然為MANET上的一項(xiàng)應(yīng)用，但其之間仍有些差異。根據(jù)所整理，VANET的特性包括：在VANETs網(wǎng)路裡，車輛彼此間有所謂的相對速度。在相對速度較高的情況下，將使得網(wǎng)路拓?fù)潆y以管理。在IVC網(wǎng)路架構(gòu)裡，由於道路上之車輛並非呈現(xiàn)均勻分布，故網(wǎng)路拓?fù)溆锌赡鼙环指畛珊脦撞糠?。如圖十三所示之例子，網(wǎng)路拓?fù)浔环指畛蓛蓚€部份，分別用兩個虛線方框所圈起來。虛線方框內(nèi)之車輛彼此間可以互相通訊，但某方框內(nèi)車輛因?yàn)榫嚯x遙遠(yuǎn)、傳輸範(fàn)圍等限制而無法與其他方框內(nèi)之車輛直接通訊。其解決方法之一為將RVC架構(gòu)給結(jié)合進(jìn)來。圖十三：IVC架構(gòu)裡發(fā)生fragment在VANET網(wǎng)路裡，車輛間使用的是短距離通訊，傳輸半徑較短。這使得車輛在高相對速度移動之情況下，原本事先找好的路徑，當(dāng)要使用時，此路徑可能已經(jīng)失效，必須再重新尋找新的路徑。如此一來，整體網(wǎng)路效能將變得非常差。VANET比較沒有電力的限制，不像感測網(wǎng)路（sensornetwork），必須想辦法節(jié)省電力的使用，使其在有限電力下發(fā)揮最大之效能。VANET網(wǎng)路的規(guī)模非常龐大，包括城鎮(zhèn)中心或是高速公路，皆可以是VANET所涵蓋的範(fàn)圍。多變的網(wǎng)路密度：在離峰時段，道路上之車輛可能寥寥可數(shù)。但一到尖峰時段，道路上可能會發(fā)生塞車的情形。VANET網(wǎng)路拓?fù)淇赡軙驗(yàn)槭褂谜呤盏侥秤嵪⑨嶙龀龇磻?yīng)而有所變動。也就是說，網(wǎng)路上訊息封包的內(nèi)容對於整個網(wǎng)路的拓?fù)涫怯杏绊懙?。舉例來說，使用者可能會因?yàn)槭盏角胺郊t燈的訊息，而停下車來；當(dāng)收到前方發(fā)生塞車的訊息時，便會選擇改走其他路徑。MANET與VANET比較VANET的特性主要來自於其與MANET的高同質(zhì)性，VANET是由分散式、具自我組織形成且有多跳躍距離（Multi-hop）傳輸能力的節(jié)點(diǎn)所組成的行動網(wǎng)路環(huán)境，其中行動節(jié)點(diǎn)代表車輛。表二列出本研究針對VANET與MANET在各項(xiàng)特性上所作的比較與說明：表2：MANET與VANET比較表網(wǎng)路拓墣：MANET的節(jié)點(diǎn)可隨機(jī)產(chǎn)生或移動於任何地方，例如正在使用智慧型手機(jī)或者筆記型電腦的使用者其所持的設(shè)備就可視為一個節(jié)點(diǎn)，所以MANET網(wǎng)路拓墣是隨機(jī)變化的，沒有固定的形式；VANET的節(jié)點(diǎn)為車輛，就實(shí)際應(yīng)用層面來說，大多指行駛在街道上的移動車輛，因此網(wǎng)路拓墣大致上隨著道路路徑而變化。移動速度：MANET上的節(jié)點(diǎn)通常為智慧型手機(jī)或者筆記型電腦這類的小型行動運(yùn)算設(shè)備，這些設(shè)備大多為使用者所隨身攜帶的，因此節(jié)點(diǎn)的移動速度，一般而言，即為人的移動速度；VANET中，節(jié)點(diǎn)為車輛，當(dāng)車輛行駛於一般道路抑或高速公路上時，擁有相對較高的移動速度?？陕酚煞较颍篔eremy等學(xué)者曾經(jīng)利用模擬技術(shù)來分析VANET的網(wǎng)路特性，研究中發(fā)現(xiàn)VANET在資料傳輸上，會因?yàn)檐囕v高速行駛於不同方向，而造成資料的遺失與延遲，也會造成資料保護(hù)上的安全問題。研究中建議在VANET安全路由技術(shù)的設(shè)計時，必須考量節(jié)點(diǎn)的路由方向是否為一致。而MANET則無這方面的問題。網(wǎng)路基礎(chǔ)架構(gòu)：MANET的基礎(chǔ)架構(gòu)為無線隨意網(wǎng)路的形式，可以為「點(diǎn)對點(diǎn)傳輸」或「點(diǎn)對基地臺的傳輸」；VANET則為「車輛對車輛」與「車輛對路邊設(shè)備」兩大傳輸模式，由於世界上各個國家，都是由政府統(tǒng)一管理車輛，就此點(diǎn)而言，VANET頗適合於集中式管理的網(wǎng)路架構(gòu)。資源限制：VANET中的相關(guān)設(shè)備是裝置於車輛上，屬於高價商品，因此能夠配備相當(dāng)完善的硬體設(shè)備，使其運(yùn)算資源充足，電力也不虞匱乏；而MANET則為運(yùn)用小型的行動運(yùn)算設(shè)備，如智慧型手機(jī)與PDA等，基於小型化的需求，其運(yùn)算資源限制較大，電力的儲存與供應(yīng)也較有限。一般連結(jié)節(jié)點(diǎn)數(shù)：MANET比較偏向於無線區(qū)域網(wǎng)路的行動應(yīng)用，因此一般連結(jié)的節(jié)點(diǎn)數(shù)有其限制；VANET則被定義為廣域的無線網(wǎng)路，故其一般連結(jié)的節(jié)點(diǎn)數(shù)相當(dāng)龐大，例如駕駛者可查詢幾百公里外的路況，資訊的回報者就是當(dāng)?shù)氐能囕v。應(yīng)用領(lǐng)域：MANET已經(jīng)被研究多年，其應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，如軍事、災(zāi)害防範(fàn)等無線應(yīng)用；而VANET則著眼於交通上的應(yīng)用，如路況通知、碰撞防範(fàn)與電子收費(fèi)系統(tǒng)等應(yīng)用，其他如Doetzer等學(xué)者也提出了目前VANET上的資料傳輸應(yīng)用，並加入了資料安全性的考量。VANET網(wǎng)路的研究議題 目前有關(guān)VANET的研究議題主要可以分成兩大類，分別是應(yīng)用到安全服務(wù)上以及提供便利生活的訊息應(yīng)用上，如圖十四：圖十四：NetworkingchallengesinVANETs 7-8-1 SafetyApplications將VANET應(yīng)用在safety上的例子很多，包括前方車輛事故的回報、路面狀況的通知、以及接近交叉路口的警告訊息等等，告知駕駛?cè)吮仨毿⌒鸟{駛。其訊息產(chǎn)生的方式主要可分為以下兩種種類：Eventdriven：當(dāng)偵測到會有造成不安全的事情發(fā)生時（例如車禍），封包才會產(chǎn)生並廣播通知給其車輛注意。Periodic：封包會定期的廣播，通知給網(wǎng)路中的車輛知道。此訊息不但可用來提供safety的服務(wù)，也可提供一些non-safety的應(yīng)用，例如道路車輛之流量監(jiān)測。此定期的廣播訊息也可稱為beacon，其訊息內(nèi)容包括車輛的位置（location）資訊、行進(jìn)方向、以及行車速度等等。定期的廣播可讓所有的車輛隨時注意、隨時瞭解目前整個網(wǎng)路的狀況。 7-8-2 Safety議題Servicedifferentiation&AdmissionControl：上面提到，關(guān)於safetymessages產(chǎn)生的方式可以分成兩大類。由其描述我們可以知道，eventdriven產(chǎn)生的訊息必須要比periodic產(chǎn)生的訊息以及之後要提到的comfortmessage有更高的優(yōu)先權(quán)，故需要一些機(jī)制來處理Servicedifferentiation和AdmissionControl的問題。換句話說，必須將優(yōu)先權(quán)劃分成3種等級，其等級由高至低依序?yàn)椋篹ventdrivensafetymessages，beaconingsafetymessages，comfortmessages。這些運(yùn)作機(jī)制大多與MAClayer的研究息息相關(guān)。目前仍在草案，預(yù)計西元2009年將完成的IEEE802.11p標(biāo)準(zhǔn)，其討論議題就包括這部份的研究。Powerassignment：只要一提到無線網(wǎng)路，電力就是個不可不討論的重要議題。在VANET網(wǎng)路上並不太會有所謂電力不足的情況發(fā)生。故在此部分所提到的powerassignment，其研究主要集中在如何有效率地分配VANET上每個vehicle通訊所需的功率。在VANET網(wǎng)路裡網(wǎng)路密度是多變的。在密度低的情況裡，若是每個vehicle通訊所使用的功率太低，則會造成部分vehicle被孤立，無法與其它vehicle通訊。若在密度高的情況下，卻使用高的發(fā)射功率，將會造成多餘的功率浪費(fèi)。除此之外，還會使得訊息碰撞的機(jī)率增加。Clustering：將鄰近的node合為一個cluster，可以有效率，並且更可靠地傳輸。除此之外，使用cluster方式，可以避免太多的vehicle彼此干擾；可以在不同cluster內(nèi)使用相同的channel，彼此不會影響；也可避免message到處flooding，便於管理。Efficientbroadcasting：為確保message能順利在VANET上傳送，並且受限於VANET路徑多變的特性，使用broadcast方式來傳送封包是最方便的方法。但若是所有node皆做broadcast，則會造成node重複收到相同的封包，如此一來將會降低網(wǎng)路的效率。ComfortApplications 將VANET網(wǎng)路應(yīng)用在comfort方面，其訊息主要是透過multicast、unicast、anycast或是scan等方式來幫忙傳送。 舉例來說，當(dāng)一臺車子要求某項(xiàng)服務(wù)時，首先使用multicast的方式去詢問鄰近車輛。若鄰近車輛擁有此要求服務(wù)的資料時，便經(jīng)由unicast的方式傳回給要求此服務(wù)之車輛。假若在一段時間內(nèi)，此車輛接收不到任何回應(yīng)時，便透過anycast的方式去詢問remote端的車輛。另一項(xiàng)comfort的應(yīng)用便是mobileInternetaccess。任何行進(jìn)間的車輛都有可能隨時隨地想連上Internet來擷取最新資訊，這時候就必須透過設(shè)置在路邊的Internetgateway來幫忙。首先，車輛會用scan的方式，發(fā)出封包來搜尋鄰近的路邊gateway。當(dāng)這些gateway收到此scan封包，便會透過unicast方式告知此車輛。如此一來一往的結(jié)果，車輛便可透過路邊之gateway來連上Internet。 VANET上關(guān)於comfort應(yīng)用議題的研究，主要以routing為主。除了傳統(tǒng)MANET上的routingprotocol外，也有所謂的「Carryandforward」傳輸方式。 所謂的「Carryandforward」，簡單來說，即是某臺車輛收到一筆訊息時，由於此車輛傳輸功率不夠大或是其他因素，此訊息無法立即傳送給下一臺車輛。此時，此車輛會先將這筆訊息buffer在自己身上，等遇到下一臺車輛時，再將此訊息送出。「Carryandforward」傳輸方式主要可以分為三種種類，分別描述如下：OpportunisticRouting： 其運(yùn)作原理為：當(dāng)一筆訊息被送出給下一個node時，送出此訊息的node會自己保留一份此訊息。除非收到下一個node的回應(yīng)才將此訊息刪除，否則此node會週期性地廣播此訊息。藉由這個方法，便可克服在VANET環(huán)境中，路徑變動很大所造成不可靠的問題?？上攵?，使用此方式會造成網(wǎng)路上充斥著許多重複的封包，造成網(wǎng)路資源的浪費(fèi)。Trajectoryforwarding： 所謂Trajectoryforwarding的傳輸方式：當(dāng)訊息封包欲傳送給目的端時，會透過事先定義好的路徑來做傳送。此方法應(yīng)用很廣，VANET只是其應(yīng)用之一。使用此傳送方式，可以限制封包在特定的路徑、特定的範(fàn)圍內(nèi)傳送，進(jìn)而減少整體網(wǎng)路的負(fù)擔(dān)（overhead）。GeographicalRouting： 此為最常見，也最令人熟悉的路由技術(shù)。每臺車輛會經(jīng)由GPS等方式來取得相關(guān)location等訊息，之後再彼此交換此location訊息，建立傳輸路徑。 由於必須定期去更新彼此的location訊息，故會造成許多網(wǎng)路資源的浪費(fèi)。除此之外，由於在VANET環(huán)境裡，車輛具有高移動性，故其路徑較不穩(wěn)定。且GPS在隧道內(nèi)或是有遮蔽物影響的地方將失效而無法發(fā)揮其功能，如此一來將造成location訊息發(fā)生錯誤。

WSN介紹無線感測網(wǎng)路（wirelesssensornetwork）是由許多感測節(jié)點(diǎn)（sensornode）所組成的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，由美國加洲柏克萊大學(xué)的DavidCuller教授所開發(fā)。最初的用途是想應(yīng)用在軍事上如戰(zhàn)場監(jiān)控。圖十五：WSN架構(gòu)圖目前WSN已成功應(yīng)用在許多領(lǐng)域如科學(xué)（棲息地、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測）、醫(yī)療（病患監(jiān)控）、軍事（偵察敵情、核子攻擊偵測、化學(xué)攻擊偵測）、商業(yè)（材料疲勞監(jiān)控、製程管理、物流追蹤）。這種網(wǎng)路可以用於主動偵測環(huán)境的變化、對物體定位、觀察特定事件等，進(jìn)而做出對應(yīng)的決定或其它的輔助動作。災(zāi)害預(yù)警、病蟲害預(yù)警與防治等已是立即可用的技術(shù)，譬如河川或水庫水位警報，只需搭配水位感測器即可建置完成；透過溫、濕度感測來計算蒸汽壓差，可用來判斷是否容易滋生病蟲害；透過葉片溼度計也可因應(yīng)發(fā)出病蟲害預(yù)警，在環(huán)控設(shè)施內(nèi)則可即時啟動通風(fēng)或除濕裝置。透過土壤含水率感測計亦可偵測某偏遠(yuǎn)地區(qū)是否淹水，搭配加速規(guī)可偵測老人家是否跌倒，搭配GPS模組安裝於設(shè)備、資產(chǎn)或車輛上可作定位管理。譬如醫(yī)院內(nèi)空床位的現(xiàn)況及時瞭解。一套WSN系統(tǒng)基本上含有以下單位：BaseStationSensornodeGateway由於科技的發(fā)展使得WSN有以下的特點(diǎn)：體積更小無線傳輸由電池供電更聰明的感測節(jié)點(diǎn)圖十六：各種SensorNode平臺內(nèi)容8-2-1傳輸協(xié)定標(biāo)準(zhǔn)：ZigBeeZigBee是一種以低成本、低耗電為考量、可進(jìn)行雙向通訊的無線傳輸協(xié)定。IEEE將WPAN的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一用802.15的編號來制訂它使用IEEE802.15.4做為實(shí)體層與媒體存取控制層的傳輸標(biāo)準(zhǔn)，其本身則專注於提供上層所需之網(wǎng)路層、應(yīng)用層、以及加密機(jī)制等功能。ZigBee在2.4GHz（全球）頻段的傳輸率最高，達(dá)250kbps，但傳輸距離也最短，僅10m；但在915MHz（美國）頻段時傳輸率降至40kbps，但傳輸距離也增至30m～75m；若是在868MHz（歐洲）頻段時傳輸率更降至20kbps，然傳輸率也增至300m。ZigBee之目標(biāo)在於可讓不同廠商所製造之產(chǎn)品透過同一標(biāo)準(zhǔn)來達(dá)到產(chǎn)品互通互連的目的進(jìn)而獲取更大之消費(fèi)者市場。在設(shè)計ZigBee標(biāo)準(zhǔn)時，是以可供低價之八位元微控制器使用為主要考量，針對低記憶體與低耗電性等特性去做最佳化設(shè)計。未來可能之應(yīng)用的產(chǎn)品範(fàn)圍包括一般消費(fèi)性電子產(chǎn)品、家庭／企業(yè)／工業(yè)自動化監(jiān)控、個人電腦周邊產(chǎn)品、醫(yī)療儀器、無線感測網(wǎng)路應(yīng)用、玩具娛樂等方面。根據(jù)多篇國內(nèi)外綜合研究報告指出，IEEE802.15.4／ZigBee的全球市場在2005年約可達(dá)一百萬個使用單位，至2006年更有機(jī)會上升至兩億個使用單位。圖十七：ZigBee架構(gòu)WirelessHARTWirelessHART是HARTprotocol用於工業(yè)自動化的一種延伸協(xié)定，且被加入到整個HART組件裡成為HART7的規(guī)格。6LoWPAN（IPv6overLowPowerWirelessPersonalAreaNetworks）6lowpan就是以WPAN為根基，並在其上能行使IPv6的功效機(jī)制。而WPAN的全名為WirelessPersonalAreaNetwork，中文稱為「無線個人區(qū)域網(wǎng)路」，指的是短距離、個人週遭與活動範(fàn)疇的無線區(qū)域網(wǎng)路。WSAN與WPAN的主要區(qū)別在於使用場合的不同，WPAN偏向一般消費(fèi)性的個人使用，例如將自己手機(jī)中的影像傳輸?shù)阶约旱臄?shù)位相機(jī)中，或者將自己MP3隨身聽內(nèi)的音樂傳遞到自己的手機(jī)中，或者在近距離將影像、音樂傳輸?shù)接H友的隨身裝置中。另外WPAN也用於資訊週邊產(chǎn)品的去線化，如無線鍵盤、無線滑鼠、無線列印等。相對的，WSAN的用戶多半不是個人，而是工廠、機(jī)關(guān)、企業(yè)，並且將WSAN的應(yīng)用裝置裝設(shè)、佈署在各種場合與環(huán)境中，甚至是在機(jī)器設(shè)備內(nèi)、管線上、鍋爐旁等等，WSAN與WPAN都屬於短距離無線傳輸，但運(yùn)用的方式確實(shí)南轅北轍。圖十八：6lowpan架構(gòu)ISA100ISA100是另一種用來提供WSN運(yùn)作但包含更多樣的回饋控制的協(xié)定。硬體架構(gòu)感測單元感測單元（SensingUnit）處理單元（ProcessingUnit）傳輸單元（TransceiverUnit）電力供應(yīng)單元（PowerUnit）圖十九：WSN硬體架構(gòu)感測單元Sensor負(fù)責(zé)蒐集實(shí)際環(huán)境中的各式訊號，之後再經(jīng)由ADC（Analog-to-DigitalConverter），將類比訊息轉(zhuǎn)換成數(shù)位訊息後交給處理單元。處理單元Storage:用來將sensor蒐集到的資料儲存起來。Processor:處理接受到的資料，並協(xié)調(diào)sensor間的合作。傳輸單元負(fù)責(zé)sensor間的溝通，或?qū)⒂嵪魉徒ogateway電力供應(yīng)單元提供sensor處理資料的電力，但只週期性的喚醒sensor以節(jié)省電力作業(yè)系統(tǒng)WSN也可以使用嵌入式系統(tǒng)類的作業(yè)系統(tǒng)如eCos或是uC/OS，但WSN通常不像這類系統(tǒng)需要real-time的要求。因此事件驅(qū)動的作業(yè)系統(tǒng)：TinyOS便是WSN常採用的作業(yè)系統(tǒng)。圖二十：TinyOS架構(gòu)圖WhySensor的硬體資源相當(dāng)有限。所以軟體作業(yè)系統(tǒng)上面，必須很有效率的利用有限資源去處理各種狀況事件。一般的OS，這些資料暫存起來，再好好的去排程，並不是個理想的手段。所以要一個更有效率的OS。Who美國加州柏克萊大學(xué)與IntelResearch合作實(shí)驗(yàn)室所研創(chuàng)，如今是一套開放原碼的作業(yè)系統(tǒng)。What利用有限的資源（CPU,memory受限制）來進(jìn)行高效率的進(jìn)行操作。程式語言為sensor寫程式相較於在一般電腦上寫程式要困難得多，系統(tǒng)資源的極度受限是最主要的問題。雖然目前大多數(shù)的sensor應(yīng)用程式是由C語言所撰寫但仍有許多其它程式可使用：c@t（Computationatapointinspace@Time）DCL（DistributedCompositionalLanguage）galsC（ALanguageforEvent-DrivenEmbeddedSystems）nesC（以C語言為基礎(chǔ)，在TinyOS上常見的開發(fā)程式語言）ProtothreadsSNACKSQTLJava（SunSPOT）圖二十一：nesC程式碼傳輸介質(zhì)無線感測網(wǎng)路常見的傳輸介質(zhì)為無線電波及紅外線等，由於無線感測網(wǎng)路受限於採用的無線電傳輸技術(shù)距離限制，一般感測器傳輸距離大約從數(shù)公尺到一百公尺不等，加上感測器是用電池來供應(yīng)運(yùn)作所需的能量，因此為了節(jié)省無線傳輸時的能量消耗，以及克服長距離傳輸問題，感測器設(shè)計可藉由多重跳躍代傳機(jī)制，自動建立網(wǎng)路路由的傳輸方法，將資料經(jīng)由多個感測器組成的路徑傳回?zé)o線資料蒐集器。工作模式由於無線感測器的壽命長短受限於電池能源的消耗，因此如何有效率的應(yīng)用有限的電池能源是一件非常重要的事，最常採用的方法是週期性的睡眠，將一次週期分成二個部份：動作週期（Active）以及睡眠週期（Sleep），在動作週期時感測器可以與其它鄰近周圍的感測器通訊，當(dāng)進(jìn)入睡眠週期時，感測器停止任何通訊，藉由控制動作週期的高低來控制能源消耗，另外在節(jié)省能源的策略上還有以下幾種方法：防止碰撞的發(fā)生（CollisionAvoidance）、防止竊聽的發(fā)生（OverhearingAvoidance）、減少閒置聆聽時間（IdleListen）。WSN基本上有四種工作模式：傳送模式接收模式閒置模式睡眠模式圖二十二：WSN工作週期然而，WSN為了節(jié)省電量會將其DutyCircle設(shè)計的小一點(diǎn)。1.高工作週期可以增進(jìn)資料傳輸效率但消耗較多的電量、2.短工作週期可以節(jié)省電源消耗但傳輸效率下降。圖二十三：工作週期說明傳輸方式傳統(tǒng)的無線傳輸方式主要分為兩大類：InfrastructureNetwork需要centralserver（AP），用戶必須透過AP與其他電腦溝通。圖二十四：InfrastructureNetworkAd-HocNetwork一種不須要centralserver（AP）的wirelessPeer-to-Peer傳輸模式在ad-hoc的網(wǎng)路架構(gòu)下，任兩臺mobiledevices若在彼此的通訊範(fàn)圍中，則兩臺mobiledevices可直接互相通訊。圖二十五：Ad-HocNetwork而同為無固定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)（infrastructure）的Wirelessad-hocnetwork雖最為接近WSN的架構(gòu)，但許多wirelessad-hocnetwork的網(wǎng)路協(xié)定及演算法大多無法直接套用在WSN上，其理由有以下數(shù)點(diǎn)：sensornode常是ad-hoc網(wǎng)路的數(shù)十倍至數(shù)千倍sensornode密度高、容易故障sensornetwork的網(wǎng)路拓樸時常更動sensornode主要使用廣播（broadcast）而ad-hoc網(wǎng)路使用點(diǎn)對點(diǎn)（point-to-point）sensornode的能量、運(yùn)算能力及記憶體受到嚴(yán)苛的限制由於sensornode的數(shù)量相當(dāng)?shù)亩?，因此sensor可能沒有類似TCP／IP中的IPaddress來為sensor做定址及識別的動作因此WSN的解決方式為在兩個相對遠(yuǎn)距的sensornode中尋找另一個node當(dāng)中繼節(jié)點(diǎn)，以接力的方式達(dá)成不同node間的通訊：Multihop。圖二十六：Multihop技術(shù)設(shè)計要點(diǎn)WSN主要有以下的設(shè)計要點(diǎn)需要注意：容錯能力（FaultTolerance）因?yàn)楦袦y節(jié)點(diǎn)可能會遭遇以下的狀況，能源耗盡、受到損傷、或是環(huán)境造成的屏障，這些狀況會使得部份的感測節(jié)點(diǎn)無法正常的作用，而這些沒辦法正常運(yùn)作的節(jié)點(diǎn)在WSN的架構(gòu)下必須要有一套機(jī)制讓這些節(jié)點(diǎn)不會影響到整個WSN的運(yùn)作，也就是要具有容錯的能力。另外，對於不同狀況下的WSN對應(yīng)的容錯能力也要有所不同，也就是說當(dāng)感測節(jié)點(diǎn)所處的環(huán)境十分容易讓節(jié)點(diǎn)失去功能時（例如在戰(zhàn)場），此WSN的容錯能力就必須要比較高，反之亦然，當(dāng)感測節(jié)點(diǎn)處於較不易損壞的環(huán)境時（例如居家應(yīng)用），相對的容錯能力也就不需要太高。節(jié)點(diǎn)密度（Scalability）通常WSN所使用的感測節(jié)點(diǎn)數(shù)大概在數(shù)百到數(shù)千之間，但隨著不同的應(yīng)用，感測節(jié)點(diǎn)的數(shù)量也會不同，從數(shù)十個到數(shù)百萬個都有，所以WSN在設(shè)計上必須要能夠處理不同數(shù)量的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，另外也必須要能夠處理高密度的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)。生產(chǎn)成本（ProductionCosts）因?yàn)樵赪SN中可能會包含大量的感測節(jié)點(diǎn)，所以感測節(jié)點(diǎn)本身的造價也是一個需要注意的要點(diǎn)，若使用WSN的成本大於使用傳統(tǒng)感測系統(tǒng)的話，那使用WSN便沒有意義，因此感測節(jié)點(diǎn)的價格就必須要非常低廉。硬體（HardwareConstraints）一個感測節(jié)點(diǎn)至少會含有以下四個基本元件，感測單位、運(yùn)算單位、無線傳輸單位、及電源，感測節(jié)點(diǎn)中的感測單位通常由兩個子單位組成:感官單位跟類比轉(zhuǎn)數(shù)位單元（ADCs），感官單位負(fù)責(zé)感知外在的資訊，然後透過ADCs把感知到的類比訊號轉(zhuǎn)換成數(shù)位訊號，再把資料傳送到運(yùn)算單位作處理。運(yùn)算單位通常會伴隨著一個小型的儲存裝置，而運(yùn)算單位的主要功能是負(fù)責(zé)利用各個感測節(jié)點(diǎn)間的相互作用來進(jìn)行WSN的感測工作。無線傳輸單位則是用來把節(jié)點(diǎn)連結(jié)到感測網(wǎng)路上。感測節(jié)點(diǎn)中最重的的就是電源，可以使用太陽能電池來作為電源。感測網(wǎng)路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（SensorNetworkTopology）由於感測節(jié)點(diǎn)在設(shè)置後便難以更動位置和感測節(jié)點(diǎn)本身是會毀損的，所以要維持WSN的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一個困難的工作，通常會有數(shù)百個至上千的節(jié)點(diǎn)散佈在要感測的地區(qū)中，兩個感測節(jié)點(diǎn)之間的距離會非常的接近，也就是說節(jié)點(diǎn)密度會很高，在這種情況下必須要很小心的處理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。設(shè)置環(huán)境（Environment）感測節(jié)點(diǎn)可能會在以下的環(huán)境下作用：車流量大的十字路口、在大型機(jī)械的內(nèi)部、在深海、在龍捲風(fēng)裡、在颶風(fēng)內(nèi)的海面上、在生化的場合、在戰(zhàn)場裡的敵營、在家裡或是大型建築物內(nèi)、在大倉庫裡、在動物身上、在快速移動的交通工具上、在河流中。傳輸媒介（Transmissionmedia）在Multihop的WSN中節(jié)點(diǎn)之間的溝通是透過無線傳輸媒介，像是無線電、紅外線、或光這些媒介，還有所使用的媒介必須是要普及全球的。目前常使用的是無線電中的ISM頻帶。能量消耗（PowerConsumption）能量的消耗在WSN是一項(xiàng)非常重要的要素，由於感測節(jié)點(diǎn)上所攜帶的是有限制的能源，所以對於感測節(jié)點(diǎn)的能源消耗必須非常注意，基本上感測節(jié)點(diǎn)會把能源消耗在感測、通訊、和資料運(yùn)算這三件事上，其中感測的部份所消耗的能量相對的較少，所以這裡主要討論的是在通訊和資料運(yùn)算的能量消耗上。通訊（Communication）感測節(jié)點(diǎn)花在這部份的能源最多，這其中包含了傳送還有接收資料的能量消耗，這兩種功能的能量消耗是差不多的，還有開關(guān)通訊功能事實(shí)分沒有效率的，因?yàn)闊o線傳輸單為在啟動的時候是最消耗電能的。資料運(yùn)算（Dataprocessing）相對於通訊，資料運(yùn)算所花費(fèi)的能量相較起來少的多，但是資料運(yùn)算的能量花費(fèi)會因?yàn)樘幚砥鞯念l率而有所不同。模擬器WSN的模擬器主要可分為兩大類：典型網(wǎng)路模擬架構(gòu)NS-2NCTUnsOMNESTTMJ-SimPtolemy優(yōu)點(diǎn)：方便使用、完善且強(qiáng)大的範(fàn)例檔（script）、圖像支援。缺點(diǎn)：開發(fā)過程太過繁複、協(xié)定的實(shí)作與真實(shí)機(jī)器截然不同、對於新的通訊機(jī)制支援度低。WSN專屬模擬器TOSSIMAvrara優(yōu)點(diǎn)：可對整個系統(tǒng)進(jìn)行更方便的測試、可達(dá)到相當(dāng)高的精確度。缺點(diǎn)：高精確度使系統(tǒng)的擴(kuò)充性變小、效能變差。WSN於民事監(jiān)控上的應(yīng)用圖二十七：無線感測器網(wǎng)路資訊應(yīng)用示意圖如圖二十七所示，必須先架設(shè)一無線感知網(wǎng)路，藉由此網(wǎng)路做遠(yuǎn)端資料同步，傳送回遠(yuǎn)端的伺服器，而伺服器方面會主動通知管理人訊息，以利管理人作應(yīng)對措施。應(yīng)用特色WSN具有以下特色：WSN網(wǎng)路可應(yīng)用於許多地方，例如：健康應(yīng)用、家庭應(yīng)用、天災(zāi)感測、農(nóng)業(yè)感知網(wǎng)路、軍事用途、作戰(zhàn)策略上的監(jiān)控、工廠自動化、辦公室的空調(diào)系統(tǒng)、這些應(yīng)用會於後面提到相關(guān)說明?？梢杂靡越⒁粋€智慧型環(huán)境，如智慧型家庭、農(nóng)業(yè)感知網(wǎng)路等等，可使一般人減少花費(fèi)心力於日常生活中，使生活效率變高，品質(zhì)增加?？晒?jié)省人力，提高工作效率。WSN網(wǎng)路應(yīng)用WSN網(wǎng)路可以有以下利用：健康應(yīng)用：可將sensornetwork佈署於房子裏及人的身上，而達(dá)到遠(yuǎn)距監(jiān)測人體各項(xiàng)健康數(shù)據(jù)及人的各項(xiàng)行為的目的。而sensor可放在病人或藥師身上，醫(yī)生於控制端發(fā)出資料（病歷資訊及所需藥品清單），而病人端sensor中寫入醫(yī)生端發(fā)出的資訊，病人便持著存有資訊的sensor至櫃檯嶺要，如此錯誤的藥物處方或是病人拿錯藥的機(jī)會可以降低。家庭應(yīng)用：可將含有起動器（actuator）的sensornetwork佈署於家中，可以讓人們在遠(yuǎn)方或在家裡經(jīng)由網(wǎng)際網(wǎng)路作許多家事。藉由這些sensor傳達(dá)環(huán)境狀況給中央控制的server，可以視環(huán)境情況改變室內(nèi)溫度、溼度等等。也可在家中冰箱中內(nèi)建感應(yīng)器，可傳達(dá)冰箱內(nèi)食物的資訊，提供使用者是否需要添購食物的依據(jù)。下面連結(jié)中有一展示影片可作為家庭應(yīng)用WSN的範(fàn)例：QuadRepZigBeeSolutionforWSNApplicationbyTedCheng