Ad hoc无线网络：自组织、多跳、无中心的特点及其起源
Ad hoc无线网络，又称为多跳网、无基础设施网或自组织网，是一种特殊的无线通信网络。在这种网络中，节点之间通过无线方式进行通信，无需依赖固定的基础设施。每一个节点都是移动的，并能以任意方式动态地与其他节点保持联系。由于终端无线覆盖的范围有限，两个无法直接通信的用户终端可以通过其他节点进行分组转发。每个节点都充当路由器，负责发现和维护到其他节点的路由。
这种网络的起源可以追溯到1968年的Aloha网络和1973年DARPA开始研究的分组无线电网络。IEEE在开发IEEE802.11标准时，将分组无线电网络更名为Ad hoc网络。Ad hoc来源于拉丁语，意为“为特定目的或场合的”。这种网络可以单独运行，也可以通过网关接入有线骨干网络（如互联网）。
与传统的蜂窝网络不同，Ad hoc网络没有基站，所有节点分布式运行，具有路由器功能。这种网络的建立不依赖于任何固定的基础设施，具有一定的独立性。它可以在任何时刻、任何地点快速构建一个移动通信网络，特别适合灾难救助、偏远地区通信等应用。
Ad hoc网络的特性包括其独立性、结构特点、通信带宽、主机能源、分布式特性、生存周期和物理安全等方面。其中，主机的移动性导致网络拓扑结构不断发生变化，使得网络具有一定的自组织和自管理特性。由于无线信道物理特性的限制，网络带宽相对较低。主机能源有限，主要依赖电池供电。Ad hoc网络还面临物理安全挑战，如、欺骗和拒绝服务等攻击。
在拓扑结构方面，Ad hoc无线网络可分为对等式平面结构和分级结构。对等式平面结构中，所有网络节点地位平等。而在分级结构中，整个网络以簇为子网组成，每个簇由一个簇头和多个簇成员组成，簇头形成高一级网络。每个簇的簇头和成员是动态变化、自动组网的。
Ad hoc无线网络是一种灵活、自组织的通信网络，具有独特的特点和优势。它的研究和应用对于满足现代通信的需求具有重要的价值。分级结构在硬件配置的差异性上，可细分为单频分级结构与多频分级结构。单频分级结构采用单一频率进行通信，所有节点共享同一频率资源。而在多频分级结构中，网络被分为不同的层级，每一层级的网络通信范围各异。簇成员在同一频率内通信，而簇头节点则拥有双重频率，既与簇成员沟通，又与其他簇头维持联系。
对于对等式平面结构与分级结构的运用，二者各有千秋。对等式平面结构的网络布局简洁明了，节点间地位平等，源节点与目的节点间的通信路径多元，不存在网络瓶颈，网络安全性相对较高。其缺点在于网络规模受限，随着规模的扩大，路由维护成本呈指数级增长，可能消耗有限的带宽资源。相较之下，分级结构则展现出其网络规模不受限制、可扩充性强的优势。由于采用了分簇的方式，路由开销相对较小。尽管分级结构需要精细的簇头选择算法，但其系统吞吐量高，节点定位简便，正逐渐在adhoc无线网络中占据主导地位。诸多网络路由算法也正是基于分级结构网络模式进行设计与提出的。
与依赖固定基础设施的蜂窝网络相比，无线ad hoc网络展现出其无可比拟的优势。无需基站等固定设施，ad hoc网络可在任何时间、任何地点快速部署，特别在没有其他通信设施或出于保密、费用、安全等因素考虑的情况下。ad hoc网络不受固定拓扑结构的限制，展现出强大的容错性和鲁棒性。
无线ad hoc网络的应用前景极为广阔。在军事行动、地震、水灾或偏远地区的救援行动等场景中，ad hoc网络已展现出其传统应用领域的优势。ad hoc网络亦可作为无线接入网，提供迅速的组网能力。在本地范围内，如会议中，通过ad hoc方式，笔记本和掌上型电脑可轻松发布和共享信息。采用蓝牙技术的个人局域网作为短距离的ad hoc网络，其发展前景尤为乐观。传感器网络在战地情报搜集、环境污染监测、地震和海啸的早期预警、生产车间监控等领域的应用，都得益于ad hoc网络的独特优势。
