| 作者 |
| [美] Stefano Basagni（斯特凡诺·巴萨尼） |
| 丛书名 |
| 通信网络精品图书 |
| 出版社 |
| 电子工业出版社 |
| ISBN |
| 9787121350252 |
| 简要 |
| 简介 |
| 内容简介书籍计算机书籍 本书详细深入介绍了移动Ad Hoc网络*前沿的研究方向，共分5部分。第1部分为总体介绍，包括第1~6章，主要介绍多跳Ad Hoc网络的演进路线，移动多跳无线网络技术标准及应用场景，Ad Hoc网络的安全性问题，终端用户移动性架构的解决方案，移动Ad Hoc网络研究成果的实验及仿真等内容；第2部分为Mesh网络，包含第7~8章，主要介绍多频点多通道无线Mesh网络中的资源优化和Mesh网络中的服务质量等内容；第3部分为机会网络，包括第9~13章，主要介绍容延迟网络和机会网络的应用、机会网络中的移动模型，机会路由，机会网络中的数据传播及数据运算中的群体计算等内容；第4部分为车载自组织网络，包括第14~19章，主要介绍车载自组织网络数据通信协议的分类，VANET移动模型、拓扑结构和VANET仿真，VANET实验，VANET的MAC协议，认知无线电车载Ad Hoc网络：设计、实施及未来的挑战，以及下一种范式转变：从车载网络到汽车云；第5部分为传感器网络，包括第20~23章，主要介绍无线传感器网络的能量采集技术，机器人辅助的无线传感器网络：近期应用及未来面临的挑战，移动受限的水下网络：算法、系统和实验，以及水声网络的进展等内容。本书可以作为从事移动Ad Hoc网络及相关领域研究的系统设计师、算法设计师、软硬件工程师的业务工具书，同时对高等院校相关专业师生及其他科技工作者也有重要参考价值。 |
| 目录 |
第1部分 总 体 介 绍 第1章 多跳Ad Hoc网络的演进路线 2 摘要 2 1．1 引言 2 1．2 MANET研究的主要成就和教训 3 1．2．1 MANET研究的主要成就 3 1．2．2 MANET研究存在的问题和经验教训 11 1．3 多跳Ad Hoc网络：从理论到现实 12 1．3．1 Mesh网络 13 1．3．2 机会网络 14 1．3．3 车载Ad Hoc网络（VANET） 17 1．3．4 传感器网络 18 1．4 小结与结论 20 参考文献 21 第2章 支持移动多跳无线网络技术和标准 29 摘要 29 2．1 引言 29 2．2 宽带无线接入技术 31 2．2．1 IEEE 802．16 Mesh 31 2．2．2 IEEE 802．16j 34 2．3 无线局域网络技术 37 2．3．1 IEEE 802．11s 37 2．3．2 IEEE 802．11n和IEEE 802．11z 41 2．3．3 IEEE 802．11p/WAVE 43 2．4 个域网技术 46 2．4．1 IEEE 802．15．5标准 46 2．4．2 ZigBee的工业标准 49 2．4．3 基于IPv6的WPAN 51 2．5 异构场景的移动性支持 56 2．6 结论 59 参考文献 60 第3章 应用场景 68 摘要 68 3．1 引言 68 3．2 军事应用 70 3．2．1 通信 70 3．2．2 协同 71 3．3 网络连接 72 3．3．1 星际互联网 72 3．3．2 农村地区 73 3．3．3 市/社区系统 74 3．4 无线传感器网络 74 3．4．1 身体和健康监测 75 3．4．2 智能住宅 75 3．4．3 工业监控 76 3．4．4 环境监测 77 3．4．5 动物监测 77 3．5 搜救 79 3．5．1 搜索和救援无人机 79 3．5．2 未知区域的多主体探测 80 3．6 车载自组织网络 82 3．6．1 驾驶安全支持系统 82 3．6．2 车辆协调 83 3．6．3 通知系统 83 3．6．4 智能交通系统 84 3．7 个人信息传输 85 3．8 结论 87 参考文献 87 第4章 Ad Hoc网络的安全性问题 94 摘要 94 4．1 引言 94 4．1．1 无线Ad Hoc网络的安全挑战 95 4．1．2 WSN、UWSN、WMN、DTN和VANET 96 4．2 无线传感器网络 97 4．2．1 对网络可用性和服务完整性的攻击 99 4．2．2 对隐私性和保密性的攻击 107 4．2．3 对数据完整性的攻击 108 4．2．4 WSN中的安全威胁和对策概要 110 4．3 无人值守无线传感器网络 110 4．3．1 数据生存能力 111 4．3．2 Self-Key自愈和入侵恢复 113 4．3．3 认证 114 4．3．4 UWSN安全威胁和对策概述 114 4．4 无线Mesh网络 115 4．4．1 安全面临的挑战和现有对策 116 4．4．2 无线Mesh网络中的安全威胁和对策摘要 117 4．5 容延迟网络 118 4．5．1 DTN的应用 119 4．5．2 DTN的安全问题 119 4．5．3 总结 120 4．6 车载Ad Hoc网络（VANET） 121 4．6．1 VANET的优势及存在的问题 121 4．6．2 VANET的设计目标和挑战 122 4．6．3 VANET的可测量性和服务完整性 123 4．6．4 VANET的安全和隐私 124 4．6．5 摘要和展望 126 4．7 结论和开放性的研究问题 126 参考文献 127 第5章 终端用户移动性架构的解决方案 137 摘要 137 5．1 引言 137 5．2 Mesh网络 138 5．2．1 Mesh技术和终端用户移动性 139 5．2．2 定义和挑战 139 5．2．3 微移动性支持 140 5．2．4 微移动和宏移动支持 149 5．3 无线传感器网络 161 5．3．1 基于接收器的移动性问题 162 5．3．2 FLEXOR：移动支持软件体系结构 164 5．4 结论 166 参考文献 167 第6章 移动Ad Hoc网络研究成果的实验及仿真 170 摘要 170 6．1 引言 170 6．2 移动Ad Hoc网络仿真工具和实验平台概述 171 6．2．1 仿真工具 171 6．2．2 实验平台 172 6．3 仿真和实验的区别：问题和参数 177 6．3．1 物理层问题 178 6．3．2 移动性建模 185 6．3．3 MAC层的注意事项 187 6．3．4 影响上层的因素和其他问题 191 6．3．5 模拟器性能的比较 192 6．4 完善的仿真：确认、验证和校准 194 6．5 模拟器和测试平台的前景展望 197 6．6 结论 199 参考文献 199 第2部分 Mesh网络 第7章 多频点多通道无线Mesh网络中的资源优化 212 摘要 212 7．1 引言 212 7．2 网络和干扰模型 214 7．3 SINR模型下的最大化链路激活 215 7．4 最优链路调度 217 7．4．1 优化公式化表述 218 7．4．2 列生成 220 7．4．3 功率控制和速率自适应的扩展 221 7．5 联合路由和调度 223 7．5．1 流量守恒路由 224 7．5．2 路径生成路由 224 7．6 处理信道分配和定向天线 225 7．6．1 信道分配 226 7．6．2 定向天线 229 7．7 协作网络 230 7．7．1 k-协作图表 230 7．7．2 超级链路分类 232 7．7．3 应用于k-协作的列生成 235 7．8 结论和未来展望 236 参考文献 237 第8章 Mesh网络中的服务质量 241 摘要 241 8．1 引言 241 8．2 QoS的定义 243 8．3 现有QoS路由方法的分类 243 8．4 基于优化路径选择的路由协议 245 8．4．1 弹性需求优化 248 8．4．2 固定需求优化 249 8．4．3 基于无关路由的鲁棒性优化 250 8．4．4 随机需求优化 252 8．4．5 饱和数据流优化 253 8．4．6 未解决问题 253 8．5 最小权值路径选择的路由度量 254 8．5．1 设计原则 255 8．5．2 已有方法 257 8．5．3 未解决问题 266 8．6 基于反馈的路径选择 267 8．7 结论 268 参考文献 268 第3部分 机 会 网 络 第9章 容延迟网络和机会网络的应用 276 摘要 276 9．1 应用场景 276 9．1．1 受限区域场景 276 9．1．2 市区场景 278 9．2 基于DTN的应用面临的挑战 280 9．2．1 案例研究：基于消息的应用――电子邮件 281 9．2．2 案例研究：基于流的应用――XMPP 284 9．3 DTN应用的关键机制 285 9．3．1 DTN应用程序的安全性 286 9．3．2 与传统应用程序的交互 288 9．3．3 用户界面 290 9．4 DTN应用（案例研究） 292 9．4．1 网页 292 9．4．2 内容搜索 296 9．4．3 地下采矿中的应用 301 9．4．4 浮动内容 307 9．5 结论：DTN应用的反思 311 参考文献 312 第10章 机会网络中的移动模型 314 摘要 314 10．1 引言 314 10．2 基于接触的度量、分析和建模 315 10．2．1 度量 315 10．2．2 基于接触的数据集 317 10．2．3 相互接触时间分析 319 10．2．4 相互接触时间特性 320 10．2．5 接触点数量及持续时间 326 10．3 轨迹模型 328 10．3．1 第一步：测量 328 10．3．2 自由空间模型 337 10．3．3 与空间有关的模型 337 10．3．4 与时间有关的模型 345 10．4 网络协议设计的含义 348 10．4．1 幂律相互接触时间 348 10．4．2 社会结构 350 10．5 新模式：延迟-资源权衡 353 10．5．1 延迟-容量权衡 353 10．5．2 延迟-负载均衡权衡 355 10．5．3 延迟-能量权衡 359 参考文献 360 第11章 机会路由 365 摘要 365 11．1 引言 365 11．2 机会网络基础 367 11．2．1 连通性 367 11．2．2 移动性 369 11．2．3 节点资源 371 11．2．4 高效的机会转发：机会与挑战并存 372 11．3 不确定性处理：基于冗余的路由 373 11．3．1 基于泛洪的方案 373 11．3．2 受控的复制方案 375 11．3．3 基于编码的方案 377 11．3．4 基于复制转发的讨论 379 11．4 利用结构优势：基于效用的转发 380 11．4．1 基于连接的效用 380 11．4．2 基于未连接的效用 387 11．5 混合解决方案：结合冗余和效用 388 11．5．1 基于效用的泛洪 389 11．5．2 喷射和基于效用的喷射 389 11．5．3 智能复制 390 11．5．4 DTN-MANET的混合环境 390 11．6 结论 391 参考文献 391 第12章 机会网络中的数据传播 397 摘要 397 12．1 引言 397 12．2 初步设想：PodNET 399 12．2．1 数据组织 400 12．2．2 内容为中心的传播策略 400 12．2．3 性能结果 401 12．2．4 要点总结 402 12．3 社会意识方案 403 12．3．1 社会意识效用 403 12．3．2 社会意识传输策略 405 12．3．3 性能结果 405 12．3．4 要点总结 406 12．4 发布/订阅方案 406 12．4．1 群体检测 408 12．4．2 叠置处理 409 12．4．3 性能结果 410 12．4．4 要点总结 411 12．5 全局优化 411 12．5．1 系统模型 411 12．5．2 延迟效用函数 412 12．5．3 最优缓存配置 413 12．5．4 从全局到局部的决策 414 12．5．5 性能结果 414 12．5．6 要点总结 415 12．6 基于基础设施的方案 415 12．6．1 推动-追踪系统 416 12．6．2 性能结果 418 12．6．3 要点总结 419 12．7 由无结构P2P系统启发的方法 419 12．7．1 系统模型 420 12．7．2 稳定区域 420 12．7．3 最优策略 421 12．7．4 要点总结 422 12．8 拓展阅读 422 12．8．1 社会意识方案 422 12．8．2 发布/订阅方案 423 12．8．3 全局最优化 424 12．8．4 基于基础设施的方法 425 12．8．5 P2P系统启发的解决方案 426 参考文献 426 第13章 数据运算中的群体计算 432 摘要 432 13．1 引言 432 13．2 理想的并行操作模型 434 13．2．1 定义 434 13．2．2 现实世界的轨迹 435 13．3 数据运算 437 13．4 社会意识的数据运算 440 13．4．1 群体结构 440 13．4．2 工作设备和主设备的选择 442 13．4．3 限制任务寿命 445 13．4．4 主设备选择：团体和日期中心 446 13．4．5 展望 448 13．5 相关工作 448 13．6 结论和下一步工作 449 致谢 450 参考文献 450 第４部分 车载自组织网络 第14章 车载自组织网络数据通信协议的分类 454 摘要 454 14．1 引言 454 14．2 VANET通信协议分类 456 14．2．1 定义和命名问题 456 14．2．2 公路尺寸 457 14．2．3 邻居信息 458 14．2．4 确认 458 14．2．5 选择开始转发车辆 458 14．2．6 转发竞争 459 14．2．7 连接性 460 14．2．8 紧迫性 460 14．2．9 消息内容 460 14．3 面向可靠性的地域群播协议 461 14．3．1 VANET中可靠、高效的广播协议（ackPBSM） 461 14．3．2 持久性协议 463 14．4 基于关键时刻的地域群播协议 463 14．4．1 多跳车载广播（Multihop Vehicular Broadcast，MHVB） 464 14．4．2 带确认的紧急信息传播-侦听转发（Emergency Message Dissemination with ACK-Overhearing Based Retransmission，EMDOR） 464 14．4．3 分布式平均功率调整协议（Distributed Fair Power Adjustment Protocol， D-FPAV） 465 14．4．4 接收机共识（Receiver Consensus，ReC） 465 14．5 小规模路由协议 465 14．5．1 DPP和OPERA 466 14．5．2 二进制划分辅助广播（Binary-Partition-Assisted Broadcast，BPAB） 467 14．5．3 跟踪检测及距离延迟传输协议（Track Detection and Distance Defer Transmission，TRADE＆DDT） 468 14．5．4 基于连接受限的转发（Connection-Based Restricted Forwarding，CBRF） 469 14．5．5 分布式车载广播（Distributed Vehicular Broadcast，DV-CAST） 469 14．5．6 基于车辆密度的紧急广播（Vehicle Density-Based Emergency Broadcasting，VDEB） 469 14．5．7 辅助拓扑地理机会路由（Topology-Assisted Geo-Opportunistic Routing， TO-GO） 469 14．6 大规模路由 470 14．6．1 距离感知传染路由（Distance-Aware Epidemic Routing，DAER） 470 14．6．2 连接感知路由（Connectivity-Aware Routing，CAR） 470 14．6．3 VANET中的有限延迟路由（延迟-贪婪） 471 14．6．4 VANET中的车辆辅助数据交付（Vehicle-Assisted Data Delivery，VADD） 472 14．6．5 VANET的低负荷交通中基于轨迹的数据传递（Trajectory-Based Data Forwarding，TBD） 472 14．6．6 VANET中的一种静态节点辅助的自适应路由协议（SADV） 473 14．6．7 位置和延迟感知交叉层通信（Location-and Delay-Aware Cross-Layer Communication，LD-CROP） 473 14．6．8 地理机会路由（Geographical Opportunistic Routing，GeOpps） 474 14．6．9 基于道路的车载交通路由（Road-Based Vehicular Traffic Routing，RBVT） 474 14．6．10 改进的贪婪流量感知路由协议（Improved Greedy Traffic-Aware Routing Protocol，GyTAR） 474 14．6．11 依据二相路由协议的访问覆盖路由（TOPO） 475 14．7 小结 475 14．8 结论与未来工作 477 参考文献 478 第15章 VANET移动模型、拓扑结构和VANET仿真 481 摘要 481 15．1 引言与动机 481 15．2 移动模型 482 15．2．1 汽车跟随模型 483 15．2．2 多车道交通模型 484 15．3 移动模拟器 486 15．3．1 商用移动模拟器 486 15．3．2 非商用移动模拟器 488 15．4 综合模拟器 491 15．5 车载通信建模 495 15．5．1 无线链路 495 15．5．2 无线信号传播 496 15．5．3 通信技术 497 15．6 公路上的连通性分析 499 15．6．1 无线电通信距离的计算 500 15．6．2 单车道时的连接性 502 15．6．3 双车道时的连接性 505 15．7 结论与未来工作 506 参考文献 507 第16章 VANET实验 510 摘要 510 16．1 引言 510 16．2 麻省理工学院：车载电话（CARTEL） 512 16．2．1 概述 512 16．2．2 测试平台设置 512 16．2．3 研究和实验 512 16．3 马萨诸塞大学：DieselNet 514 16．3．1 概述 514 16．3．2 测试平台设置 514 16．3．3 研究和实验 515 16．4 上海交通大学：上海网格（ShanghaiGrid） 517 16．4．1 概述 517 16．4．2 测试平台设置 517 16．4．3 研究和实验 518 16．5 台湾交通大学：VANET 测试平台 519 16．5．1 概述 519 16．5．2 研究和实验 520 16．6 洛杉矶加州大学：CVeT 521 16．6．1 概述 521 16．6．2 研究和实验 521 16．7 通用汽车公司：DSRC FLEET 522 16．7．1 概述 522 16．7．2 研究和实验 523 16．8 FleetNet项目 523 16．8．1 概述 523 16．8．2 测试平台配置 524 16．8．3 研究和实验 524 16．9 车轮上的网络项目（Network On Wheels，NOW） 524 16．9．1 概述 524 16．9．2 系统安装 525 16．9．3 研究和实验 525 16．10 先进的安全车辆（Advanced Safety Vehicle，ASV） 525 16．10．1 概述 525 16．10．2 每个阶段的任务 526 16．11 日本汽车研究所（Japan Automobile Research Institute，JARI） 527 16．11．1 概述 527 16．11．2 与VANET相关的任务 527 参考文献 528 第17章 VANET的MAC协议 532 摘要 532 17．1 引言 532 17．2 MAC 度量 534 17．3 车载MAC协议的IEEE标准 534 17．3．1 IEEE1609 WAVE标准 535 17．3．2 IEEE1609．4标准 536 17．3．3 IEEE 802．11p标准 537 17．3．4 WAVE MAC的挑战与问题 538 17．4 VANET的备用MAC协议 538 17．4．1 信道分配 538 17．4．2 随机接入 543 17．4．3 轮流接入 546 17．5 结论 547 参考文献 547 第18章 认知无线电车载Ad Hoc网络：设计、实施及未来的挑战 550 摘要 550 18．1 引言 550 18．2 认知无线电车载网络的特性 552 18．2．1 从CR网络继承的特性 553 18．2．2 从VANET继承的特性 554 18．2．3 新特性和假设 555 18．3 认知无线电车载网络的应用 558 18．4 CRV网络架构 558 18．5 CRV网络现有工作的分类和描述 559 18．5．1 频谱感测 560 18．5．2 频谱选择和接入 563 18．6 CRV中的研究问题 565 18．6．1 车辆移动性对频谱管理的影响 565 18．6．2 CRV的安全方面 566 18．6．3 CRV的建模与仿真 566 18．7 结论 568 参考文献 568 第19章 下一种范式转变：从车载网络到汽车云 573 摘要 573 19．1 动机 573 19．2 车辆模型 575 19．3 车载网络 576 19．4 云计算 577 19．5 汽车云 579 19．6 汽车云的独特特性 580 19．6．1 新型服务类型 581 19．6．2 汽车云的安全和隐私 583 19．7 可行的汽车云实例 583 19．7．1 机场数据中心 583 19．7．2 停车场数据云 584 19．7．3 商场数据中心 584 19．7．4 特殊事件管理 585 19．7．5 交通信号灯动态同步 585 19．8 更多应用场景 586 19．8．1 动态优化交通信号灯 586 19．8．2 动态分配HOV车道 587 19．8．3 有计划的疏散管理 587 19．8．4 意外情况的疏散管理 588 19．8．5 共享道路安全信息 589 19．8．6 自动缓解经常性拥堵 589 19．8．7 动态管理停车设施 590 19．8．8 国土安全应用 590 19．8．9 发展中国家的汽车云 591 19．9 汽车云的安全和隐私问题 591 19．9．1 概述 591 19．9．2 攻击模型 593 19．9．3 威胁分类 594 19．9．4 信任关系 594 19．9．5 高机动节点的认证 595 19．9．6 VC消息 596 19．9．7 要求 597 19．9．8 数据隔离和清理 598 19．9．9 数字签名 598 19．9．10 加密 599 19．9．11 认证 599 19．9．12 授权或访问控制 599 19．9．13 位置验证 600 19．9．14 用户身份验证 600 19．9．15 问题检测和资源验证 600 19．9．16 防篡改装置和算法 600 19．9．17 抵御和过滤攻击 600 19．9．18 化名 600 19．9．19 系统维护 601 19．10 密钥管理 601 19．10．1 匿名密钥 601 19．10．2 密钥分配和重新输入 601 19．10．3 密钥验证 602 19．10．4 密钥撤销 603 19．11 相关挑战研究 603 19．12 汽车云架构 604 19．12．1 静态架构 604 19．12．2 连接静态基础设施 605 19．12．3 一种简单的动态架构 605 19．12．4 安全和功能挑战 606 19．13 汽车云中的资源汇聚 607 19．13．1 虚拟化方法 608 19．13．2 负载均衡方法 609 19．14 VC仿真研究 612 19．14．1 仿真方案 612 19．14．2 仿真度量 613 19．14．3 仿真结果 613 19．15 下一步工作 614 19．16 未来发展 615 致谢 616 参考文献 616 第5部分 传感器网络 第20章 无线传感器网络的能量采集技术 624 摘要 624 20．1 引言 624 20．2 节点平台 625 20．2．1 能量采集传感器节点的体系架构 625 20．2．2 能量采集硬件模型 625 20．2．3 电池模型 628 20．3 能量采集技术 629 20．4 预测模型 633 20．5 EHWSN协议 636 20．5．1 任务分配 636 20．5．2 采集感知通信协议：MAC和路由 641 致谢 647 参考文献 647 第21章 机器人辅助的无线传感器网络：近期应用及未来面临的挑战 656 摘要 656 21．1 引言 656 21．2 机器人辅助的传感器布设 659 21．2．1 基于折返的传感器布设 660 21．2．2 利用静态中继的多机器人搜索和监测 662 21．2．3 重点覆盖模式 664 21．3 机器人辅助的传感器搬移 670 21．3．1 随机的机器人运动场景 672 21．3．2 确定的机器人运动场景：ACO方法 673 21．3．3 确定的机器人运动场景：混合方法 676 21．4 机器人辅助的传感器维护 680 21．5 未来挑战 681 21．5．1 机器人辅助的无线传感器网络 681 21．5．2 依靠机器人的无线传感器网络 682 参考文献 683 第22章 移动受限的水下网络：算法、系统和实验 688 摘要 688 22．1 引言 688 22．2 相关成果 691 22．2．1 传感器布设 691 22．2．2 传感器网络平台 692 22．3 分布式控制算法 693 22．3．1 问题陈述和相关知识 693 22．3．2 目标函数 694 22．3．3 通用的分布式控制器 694 22．3．4 高斯感测函数 695 22．3．5 基于高斯函数的分布式控制器 696 22．3．6 控制器的收敛性 696 22．4 通用系统结构和设计 697 22．4．1 处理 698 22．4．2 通信 699 22．4．3 感测 700 22．4．4 电源管理 700 22．4．5 数据存储 701 22．4．6 配置 701 22．4．7 用户界面 702 22．5 程序架构和设计的应用特例 703 22．6 实验及结果 706 22．6．1 采样应用程序 706 22．6．2 算法实现 707 22．6．3 实验室和水池的硬件实验 708 22．6．4 协方差可变的河流硬件实验 710 22．6．5 系统分析 712 22．7 结论 716 致谢 716 参考文献 716 第23章 水声网络的进展 720 摘要 720 23．1 引言 720 23．2 通信体系架构 721 23．3 水下通信基础知识 722 23．4 物理层 728 23．4．1 非相干调制 728 23．4．2 相干调制 729 23．4．3 信道均衡 730 23．4．4 直接序列扩频 732 23．4．5 多载波调制 733 23．4．6 空间调制 734 23．5 MAC层 736 23．5．1 基于ALOHA的MAC协议 736 23．5．2 基于CSMA的MAC协议 737 23．5．3 基于CDMA的MAC协议 739 23．6 网络层 741 23．6．1 基于位置的路由协议 742 23．6．2 基于非定位的路由协议 744 23．7 跨层设计 745 23．8 实验平台简介 746 23．8．1 商用声学调制解调器 747 23．8．2 实验性的声学调制解调器 749 23．8．3 实验平台 751 23．9 UW-BUFFALO：布法罗大学水声网络测试平台 754 23．10 结论 755 致谢 755 参考文献 755 |