行動無基礎網路

但是其連接工作站之不可移動性為其最大的缺點。隨著IEEE 802.11 無線網路的 發展，讓行動工作站可藉由自我組成來建構無線網路環境，並可透過多點跳躍的 傳輸方式來達到通訊的目的。因為不需基礎設備的支援即可運作，故可用軍事或 緊急救援行動，近年來已經運用於商業用途中，以達成區域服務導向的服務 (Location Based Service)。

2.1.1 蜂巢式網路及行動無基礎網路

於行動通訊中最初的網路架構為蜂巢式網路(Cellular Networks)，其需要依靠 基礎設備如基地台的支援才能運作，節點之間的必需經過單點跳躍(Single-hop) 的方式接力完成。蜂巢式網路的優點在於基地台的存在可採集中的方式來做路由 與資源的管理，以提供較安全與穩定的通訊服務，其缺點在於環境的建置需耗費 成本且基地台若故障或節點移動到基地台通訊範圍以外則無法通訊。

因為 IEEE 802.11 的通訊協定制定，讓無基礎無線網路(Ad Hoc Wireless Network)的架構產生，其節點間透過多點跳躍(Multi-hop)的方式由多個節點的傳 遞來完成資料傳輸，由於無基礎行動網路缺乏基地台的存在，使得路由與資源的 管理必須採取分散的方式來處理。行動無基礎網路亦包含了無線網狀網路 (Wireless Mesh Networks)以及無線感測網路(Wireless Sensor Networks)，無線網狀 網路的節點之間都會有鏈路連結存在，而無線感測網路可以讓感測節點(Sensor) 在特定的領域應用且在網路環境存在。

圖3 的蜂巢和行動無基礎網路圖[13]可以闡述其中的關係，除了上述所提的 網路之外，若網路架構包含兩者或網路架構可連接兩不同的網路，則稱為混合無 線網路(Hybrid Wireless Networks)。

圖3 蜂巢和行動無基礎網路

表1 針對了蜂巢式網路以及行動無基礎網路做比較，由結果可知本研究適合 動態架構且建立時間短的行動無基礎網路，所以在往後的研究都是基於行動無基 礎網路之下發展不同的應用。

表1 蜂巢式網路與行動無基礎網路比較

蜂巢式網路 行動無基礎網路

架構 固定式架構 動態架構

主要目的 最大化通話接收率 最短路徑傳送

資源管理 集中式 分散式

頻寬管理 保證頻寬 共享無線電頻道

資料交換 線路交換 封包交換

無線鏈結 單點跳躍 多點跳躍

路由方式 簡單 複雜

環境建置成本 高 低

環境建置時間 長 短

應用領域 手機通訊及3G 軍事及救援

2.1.2 行動無基礎網路的特性

根據上表所比較的特性可知，行動無基礎網路的兩大特性包含了動態拓璞

(Dynamic Topology)、多點跳躍(Multi-hop)、以及自我組成能力 (Self-Organization)，以下針對此三大特性詳述。

動態拓樸起因於無基礎行動網路的通訊節點具有移動性，這些通訊節點可隨 時進入或離開網路環境並在網路環境中任意的移動。為了滿足節點移動性的需 求，這些節點往往具備有限的運算能力或電源供應，並且使用無線網路作為傳輸 媒介。

多點跳躍可讓節點之間的通訊可藉由任何介於兩個節點之間的數個節點的 協助來完成，因此封包傳遞路徑的選擇較為彈性但也因此較為複雜。由於行動無 基礎網路缺乏基地台的存在，使得路由與資源的管理必須採取分散的方式來處 理。

最後一個重要的特性為自我組成，在同一網路中節點可動態組織與維護網 路 ， 其 中 可 透 過 鄰 近 節 點 發 現(Neighbor Discovery) 、 拓 樸 組 織 (Topology Organization)、以及拓樸重新組織(Topology Reorganization)來達成。鄰近節點發 現階段可讓節點藉由Beacon 獲取周圍節點資訊並維護和紀錄環境資訊。至於在 拓樸組織階段時，每個節點都會蒐集整個或部分網路的資訊以維護拓樸資訊。最 後在拓樸重新組織階段時節點可依據節點移動情況、節點毀損、惡意行為和自私 行為來更新拓樸資訊，其更新方式為定期更新或觸發更新。

2.1.3 行動無基礎網路的應用

由於行動無基礎網路不需任何基礎設備的支援，且具有網路環境建置需求成 本低與速度快的特性，因此可用於軍事或緊急救援行動等，並應用商業用途中以 提供便利的生活。

在軍事用途方面，無基礎行動網路特別適合用來作為軍隊作戰時通訊的媒 介，由於在敵軍領土建立基礎設備來協助通訊幾乎無法立即辦到的，此時無基礎 行動網路就可做為即時的通訊方式，此外對於大型的軍事單位，可藉由衛星所提 供的全球定位系統(Global Positioning System, GPS)來使無基礎行動網路的路由

與資源的管理運作更有效率。

又因為PDA 及筆記型電腦的普及使得無線網路和 GPS 的使用更趨頻繁，例 如定位服務和以區域為基礎的服務產品銷售近年來都處於上升的狀態。但是無線 網路的移動性以及訊號廣播的特性讓無線存取安全產生疑慮，故必須制定一套信 任機制以維護無線網路的封包傳送安全。