Mạng MANET là tập các nút mạng không dây có khả năng tự tổ chức và triển khai một cách nhanh chóng mà không cần hạ tầng mạng lõi có dây cũng nhƣ không cần cơ chế điều khiển trung tâm. Các mạng đa chặng này không cần đến nhu cầu thiết lập hạ tầng và quản trị cho phép kết nối mạng ở bất kỳ đâu và bất kỳ thời gian nào. Công nghệ này phù hợp có thể đƣợc ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau từ trong quân đội tới các ứng dụng thƣơng mại. Công nghệ này cũng rất phù hợp khi triển khai trong các ứng dụng quản lý thảm họa, các hoạt động cứu trợ khẩn cấp, trong các nhiệm vụ phòng thủ và họp khẩn cấp.
Công nghệ mạng MANET thực sự có rất nhiều thách thức đối với phƣơng pháp thiết kế tiếp cận theo mô hình phân tầng OSI vì sự giới hạn năng lƣợng nguồn pin, các điều kiện không đồng nhất của mạng và sự thay đổi động của topo mạng. Kiến trúc phân tầng đƣợc thiết kế cho mạng có dây là không linh hoạt khi hầu hết các tầng giao thức chỉ truyền thông dƣới một dạng cố định. Các tầng đƣợc thiết kế để hoạt động dƣới các điều kiện tồi nhất chứ không phải là để thích hợp với các điều kiện thay đổi. Điều này dẫn tới việc sử dụng phổ và năng lƣợng một cách không hiệu quả. Để giải quyết các thách thức trong mạng MANET, nhiều tầng đƣợc xem xét đồng thời dẫn tới thiết kế xuyên tầng nhằm làm mờ đi sự phân tách giữa các tầng. Các thiết kế xuyên tầng nhấn mạng sự tƣơng tác giữa các tầng khác nhau để tích hợp kênh truyền cơ bản và các đặc tính mạng. Cách tiếp cận này hứa hẹn sẽ cải thiện đƣợc hiệu năng tổng thể của mạng. Về cơ bản, thiết kế xuyên tầng cho phép các giao thức mạng và các chƣơng trình
ứng dụng quan sát và đáp ứng với sự thay đổi của mạng và các điều kiện của kênh truyền [10].
Các rằng buộc về năng lƣợng và băng thông, vấn đề truyền dữ liệu đa chặng và topo động của mạng MANET đã có đƣợc những quan tâm đặc biệt trong nghiên cứu về các lĩnh vực đa ăng ten, mã hóa, điều khiển năng lƣợng, lập lịch, định tuyến có nhận biết trễ và năng lƣợng và tƣơng thích với ứng dụng. Nhƣng phần đa các nghiên cứu vẫn tập trung vào các tầng độc lập mà bỏ qua vai trò quan trọng của sự tƣơng tác giữa các tầng. Khi ngăn xếp giao thức đƣợc thiết kế và hoạt động một cách độc lập với các giao tiếp tĩnh giữa các tầng, nó đã làm đơn giản hóa rất nhiều thiết kế mạng. Tuy nhiên, tính không linh hoạt và phƣơng pháp tối ƣu cục bộ của cách tiếp cận theo tầng độc lập đã làm tăng tải điều khiển trong quá trình hoạt động. Do đó, các phƣơng pháp thiết kế theo cách tiếp cận xuyên tầng thông qua việc chia sẻ các tham số tƣơng tác giữa các lớp nhƣ trạng thái liên kết, tắc nghẽn, cƣờng độ nhiễu, yêu cầu QoS, cƣờng độ tín hiệu, v.v., là những thiết kế hiện đại làm tăng hiệu năng mạng [11]. Thông thƣờng, Tầng MAC và Tầng Định tuyến không liên quan đến việc xử lý thông tin liên quan đến cƣờng độ tín hiệu. Tuy nhiên, nếu nó đƣợc những thông tin này từ Tầng Vật lý đƣợc cung cấp cho tầng trên để chúng nhận biết chất lƣợng của liên kết, thì hoàn toàn có thể có các cơ chế phù hợp để tiết kiệm năng lƣợng và lựa chọn liên kết nhằm hình thành tuyến đƣờng đáng tin cậy.
Phần tiếp theo của chƣơng sẽ trình bày ba phƣơng pháp thiết kế xuyên tầng tiêu biểu đƣợc sử dụng nhằm tối ƣu hóa năng lƣợng và tăng hiệu năng của mạng MANET gồm: (1) Phƣơng pháp tối ƣu hóa năng lƣợng trên cơ sở cƣờng độ tín hiệu nhận; (2) Phƣơng pháp định tuyến tiết kiệm năng lƣợng cho mạng cảm biến và (3) Phƣơng pháp định tuyến trên cơ sở nhận biết chất lƣợng liên kết.