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第1章 以第4代无线通信为目标的移动Ad Hoc网络：需求和挑战1

1.1引言1

1.2无线网络发展回顾3

1.2.1无线通信的特性3

1.2.2无线网络的内容4

1.2.3驱动无线技术发展的推动力6

1.2.4 4G无线体系和性能10

1.3移动Ad Hoc网络13

1.3.1特性和优势14

1.3.2 MANET的应用14

1.3.3设计中的问题和约束17

1.4技术挑战和研究综述19

1.4.1媒体介入控制和优化20

1.4.2 Ad Hoc路由22

1.4.3多播和广播26

1.4.4 TCP问题28

1.4.5节能29

1.4.6网络安全31

1.4.7仿真和性能评价32

1.4.8服务质量和优化34

1.5未来的研究方向35

1.6总结和其余章节介绍36

第2章 当前流行的Ad Hoc网络方法48

2.1引言48

2.1.1Ad Hoc和WLAN的汇聚历史49

2.1.2无线局域网50

2.1.3无线个域网51

2.1.4数字无线电的特征51

2.2无线局域网技术53

2.2.1 IEEE 802.11技术概述54

2.2.2 HiperLAN 1和258

2.2.3红外WLAN59

2.2.4 UWB59

2.2.5在Ad Hoc网络中使用IEEE 802.1160

2.3无线个域网技术61

2.3.1历史简介61

2.3.2蓝牙技术概述62

2.3.3在Ad Hoc网络中使用蓝牙67

2.3.4 HomeRF-SWAP68

2.3.5 RFID68

2.4总结69

第3章IEEE 802.11 Ad Hoc网络：协议、性能和遗留问题72

3.1引言72

3.2 IEEE 802.11体系和协议75

3.2.1分布式协调功能75

3.2.2无线Ad Hoc网络中的共同问题77

3.2.3 Ad Hoc网络支持79

3.2.4电源管理81

3.3 IEEE 802.11 Ad Hoc网络的仿真分析82

3.3.1移动性的影响83

3.3.2网络拓扑的影响84

3.3.3 TCP拥塞窗口大小的影响85

3.3.4 MAC协议与TCP机制间交互的影响85

3.4 IEEE 802.11 Ad Hoc网络的实验分析87

3.4.1实验测试平台88

3.4.2室内实验88

3.4.3室外实验91

3.5 IEEE 802.11b96

3.5.1可用带宽97

3.5.2传输范围100

3.5.3四站点网络配置104

3.5.4物理载波侦听范围106

3.5.5 IEEE 802.11 Ad Hoc网络的信道模型109

3.5.6通信灰色区域问题111

3.6 Ad Hoc网络IEEE 802.11 b的演进113

3.6.1转发操作：现有方法与基于NIC的方法115

3.6.2 DCMA MAC协议118

第4章 蓝牙网络中的散射网构成123

4.1引言123

4.2蓝牙基础知识124

4.3问题描述126

4.3.1设备发现127

4.3.2微微网形成127

4.3.3微微网互连128

4.4提出的解决方案概述129

4.4.1单跳解决方案：设备发现和散射网形成129

4.4.2多跳解决方案131

4.5几何技术与散射网形成134

4.6蓝牙网状网138

4.7实现的问题141

4.8总结143

第5章Ad Hoc网络中的天线波束成形和功率控制146

5.1引言146

5.2波束成形天线148

5.2.1天线的概念148

5.2.2“智能”波束成形天线150

5.2.3对Ad Hoc网络的适用性150

5.3媒介访问控制151

5.3.1方向性MAC152

5.3.2功率控制MAC159

5.4邻居发现：拓扑控制165

5.4.1基于功率的拓扑控制166

5.4.2使用波束成形天线实现拓扑控制173

5.5总结和未来的方向179

第6章 无线Ad Hoc网络中的拓扑控制183

6.1引言183

6.1.1组织185

6.2网络拓扑控制185

6.2.1已知的结构186

6.2.2有界节点度188

6.2.3平坦支撑190

6.2.4发射功率控制194

6.3本地化路由197

6.3.1位置服务197

6.3.2本地化路由协议198

6.3.3质量确保协议200

6.4随机几何201

6.5总结208

第7章Ad Hoc网络中的广播与活动调度214

7.1引言214

7.1.1决定论215

7.1.2网络信息216

7.1.3可靠性216

7.1.4 “Hello”消息内容217

7.1.5广播消息内容217

7.2基于簇的泛洪218

7.3基于概率、计数器和位置的方案220

7.4源依赖的主集合221

7.5源独立的主集合224

7.6邻居排除227

7.7可靠广播229

7.8活动调度和功率感知广播231

7.9使用方向性天线的广播233

7.10调整传输半径的广播235

7.11总结235

第8章 位置发现241

8.1引言241

8.1.1在Ad Hoc网络中位置发现的影响242

8.2位置发现综述243

8.2.1什么是位置？243

8.2.2测量技术243

8.2.3位置发现的几何算法245

8.3存在误差的位置发现246

8.3.1误差原因246

8.3.2原子多边算法247

8.3.3位置精度测度248

8.4位置发现的Ad Hoc技术249

8.4.1 Ad Hoc定位系统中的挑战250

8.4.2现有的Ad Hoc定位方法250

8.5位置发现的未来方向261

第9章 移动Ad Hoc网络：动态无线网络的路由技术265

9.1网络层路由和动态无线网络266

9.1.1为什么是IP层？268

9.1.2 MANET节点和网络看起来像什么？269

9.1.3无线特性与适用性273

9.1.4小设备网络274

9.2 MANET技术应用275

9.2.1混合基础设施扩展275

9.2.2固定基础设施操作的情况277

9.2.3其他网络应用领域（协作体和传感器）278

9.2.4大规模对小规模的使用278

9.3 MANET和IETF的相关工作280

9.3.1历史和动机280

9.3.2一些未来工作的问题281

9.4总结282

第10章 移动Ad Hoc网络中的路由方法285

10.1引言285

10.2主动式方法287

10.2.1目的节点序列号距离矢量路由协议287

10.2.2最优链路状态路由288

10.2.3基于逆向路径转发的拓扑分发路由协议290

10.3先应式协议291

10.3.1 Ad Hoc按需距离矢量路由协议292

10.3.2动态源路由294

10.4地理位置方法296

10.4.1位置辅助路由296

10.5混合协议298

10.5.1域路由协议298

10.6分群路由和分层路由300

10.7其他技术303

10.7.1多径路由303

10.7.2节能协议304

10.7.3安全意识协议305

10.8总结308

第11章Ad Hoc无线网络中的高效节能通信313

11.1引言313

11.2 Ad Hoc无线网络314

11.3测量能量消耗315

11.4功率节省协议317

11.4.1网络层功率节省协议317

11.4.2同步功率节省协议318

11.4.3基于拓扑的功率节省协议320

11.4.4异步功率节省协议324

11.4.5 MAC层功率节省协议326

11.5功率控制技术327

11.5.1拓扑控制327

11.5.2最小能量路由329

11.5.3多传输功率问题332

11.5.4自适应功率控制332

11.5.5网络最优传输功率333

11.6最长寿命路由333

11.6.1路由选择规则334

11.6.2算法与协议336

11.6.3可替代的方法337

11.7总结338

第12章Ad Hoc网络安全342

12.1引言342

12.2可靠路由343

12.2.1现有路由协议许可的开发343

12.2.2可靠路由协议345

12.2.3虫洞攻击的处理351

12.3移动Ad Hoc网络中的强制合作353

12.3.1 Nuglets353

12.3.2 CONFIDANT354

12.3.3 CORE355

12.3.4基于令牌的合作增强356

12.4密钥管理357

12.4.1基于PGP的自组织公共密钥管理357

12.4.2基于多项式机密共享的普遍健壮鉴权服务359

12.5第二层的安全机制360

12.5.1有线等效保密360

12.5.2蓝牙安全机制363

12.5.3数据链路层安全机制的相关性365

12.6总结366

第13章 自组织和协作Ad Hoc网络369

13.1引言369

13.2自组织网络中的通信370

13.2.1终端路由371

13.2.2分格位址服务373

13.3协作模型373

13.3.1从封闭的Ad Hoc网络到自发的网络374

13.3.2博弈论模型374

13.4总结381

13.5博弈论基本概念381

第14章 无线移动Ad Hoc网络的仿真与建模386

14.1引言386

14.2无线移动Ad Hoc网络的设计与建模387

14.2.1移动Ad Hoc网络模型387

14.2.2移动Ad Hoc网络仿真406

14.3仿真技术408

14.3.1序列网络仿真测试床409

14.3.2并行与分布式仿真411

14.3.3基于PDES的无线网络仿真器413

14.4总结420

第15章 使用逆向优化的建模跨层交互425

15.1引言425

15.2 MANET相关工作426

15.2.1 MAC协议交互426

15.2.2路由协议交互427

15.2.3协议交互的正式模型427

15.3使用逆最优描绘交互特征427

15.3.1促进举例428

15.3.2链路度量中的拥塞模型429

15.3.3逆最短路径公式化429

15.4仿真学习432

15.4.1仿真环境432

15.4.2例子方案432

15.4.3路由缓存跟踪433

15.4.4计算分组延迟和损失率434

15.4.5解线性规划方程434

15.4.6 α和β的解释436

15.5动态源路由协议436

15.6总结437

第16章Ad Hoc网络中的算法挑战440

16.1引言440

16.2对最短路径问题的重新审视441

16.2.1路径问题的例子442

16.3路径测度的统一表述444

16.4寻找？-最短路径447

16.5移动路径449

16.6逆最短路径问题451

16.7路由系统454

16.8总结456

关于编者458