专题：无线自组织网技术

特邀策划人

毕业于石家庄通信测控技术研究所通信与信息系统专业，工学硕士。现任中国电子科技集团公司第五十四研究所微散部党总支书记兼副主任，研究员级高级工程师。主持和参加多项国家重点项目，攻克的多项技术处于国内领先水平，极大推动了相关技术的发展。荣获集团科学技术进步特等奖1项、二等奖1项，国防科技进步二等奖1项，发明专利5项，全国级荣誉2项，省级荣誉6项，市级荣誉2项，发表学术论文10余篇。主要研究方向：对流层散射、微波、自组网、流星余迹等无线通信技术。

北京理工大学信息与电子学院副教授、博士生导师，中国电子学会高级会员，IEEE Communications Society学生竞赛委员会委员，IEEE Access、KSII Transactions on Internet and Information Systems等SCI期刊编委，Wireless Communications and Mobile Computing客座编辑。曾任香港理工大学访问学者，贝尔实验室研究员，巴黎第十一大学博士后。作为项目负责人承担了国家自然科学基金青年和面上基金等项目。获得IEEE Globecom 2017最佳论文奖，发表SCI论文30余篇，提交多篇国际标准化文档，已申请/授权国际/国内发明专利20余项。主要研究方向：地面移动通信、卫星通信以及机载/弹载数据链等。

内容导读

无线自组织网，一般称为Ad Hoc Network，表示无事先准备的、临时性无线网络，由一组带有无线收发装置的可移动节点组成。网络节点既是终端，也是路由器，当节点不在彼此通信范围内时，可借助其他中间节点中继实现多跳通信。无线自组织网凭借其不依赖固定基础设施、自治、多跳等优势，在军事通信和应急通信等领域得到了广泛研究和应用。另外，自组织网也是5G网络连接广域覆盖和超密级组网场景中的重要技术，主要用于构建快速高效的无线传输网络，提高基站间的协调能力和效率，实现易部署、易维护的轻型网络。

无线自组织网受地形环境、发射功率、传输信道等因素影响，带宽有限、链路传输质量不易保证，因此，物理层性能挖潜、MAC协议和路由协议一直以来都是无线自组织网的研究热点。另外，无线自组织网技术的逐步成熟和应用扩展，加速了人们对异构无线网络技术的研究，即研究如何将最初独立存在的无线自组织网接入其他网络。本专题拟从上述几项研究热点出发，或结合当下机器学习、软件定义等热门技术，或结合实际工程应用，给出一些见解和思路，以期抛砖引玉，启发读者思考，共同推动该领域技术发展。

机器学习可以从复杂的数据中自动提取高级特征，优化算法性能。论文“机器学习在移动自组网MAC协议应用研究综述”系统分析了机器学习和自组织网MAC协议特点，介绍了基于机器学习的关键技术原理和仿真性能，现有研究成果表明，机器学习能够显著提升移动自组网MAC协议性能。

自组织网采用定向天线能够实现空、时、频资源复用，提高网络吞吐量，扩展通信范围，增强系统抗截获、抗侦听能力。论文“一种适于波束切换移动自组网的邻居发现改进算法”针对多波束切换系统中存在的波束交叠以及传统SBA算法应用受限问题，提出了一种改进算法，即通过增加接收信号质量评估机制，解决邻居发现过程中最优波束选择问题，以增强网络稳定性，提高系统吞吐量。

“基于Ka/Ku相控阵天线的空基自组网协议设计”针对空基自组织网大容量通信需求，提出了基于频分复用的定向MAC协议，在邻居发现过程中将测距算法与多维尺度变换定位算法相结合，采用双预约资源分配算法，快速完成定向数据传输；采用定向路由协议解决了次佳路由和路由应答风暴等问题，联合相邻搜索、链路质量评估和备用路由等策略，降低了协议开销。

自适应速率选择是影响自组织网性能的关键问题。论文“无线Mesh网络速率自适应算法研究”提出了一种基于动态解调门限的速率自适应选择算法，该算法可针对不同信道环境自动调整信噪比门限，并根据接收信号质量自动选择最佳发送速率。

异构无线网络凭借其综合利用多种无线通信资源的优势，逐渐成为未来无线网络的研究重点。论文“一种基于软件定义的异构无线网络设计”提出了一种基于软件定义的异构无线网络，对无线传输手段进行软件化和资源化设计，并采用网络集中控制架构，实现网络资源的优化配置。

综上所述，本专题既展望了机器学习、软件定义等先进技术在无线自组织网的应用，又结合当前通信需求和工程实践，探讨了定向天线自组织网的MAC协议和路由协议改进算法，研究了基于动态解调门限的速率自适应选择算法，希望能够给广大读者提供有益的启示和参考。衷心感谢各位作者精心撰稿。