Ad Hoc 移動無線網(wǎng)絡：原理、協(xié)議與應用（第2版）

第1章 引言 1

1．1 無線網(wǎng)絡基礎 1

1．1．1 藍牙 1

1．1．2 IrDA 2

1．1．3 HomeRF 3

1．1．4 IEEE 802．11（WiFi） 6

1．1．5 IEEE 802．16（WiMAX） 6

1．1．6 熱點 6

1．1．7 Mesh網(wǎng)絡 8

1．2 無線互聯(lián)網(wǎng) 8

1．2．1 IP的局限性 10

1．2．2 移動IP 10

1．2．3 發(fā)現(xiàn)轉交地址 14

1．2．4 注冊轉交地址 15

1．2．5 認證 15

1．2．6 自動本地代理發(fā)現(xiàn) 16

1．2．7 通過隧道到轉交地址 17

1．2．8 移動IP的問題 17

1．3 什么是Ad Hoc網(wǎng)絡 19

1．3．1 蜂窩網(wǎng)和Ad Hoc無線網(wǎng)的區(qū)別 20

1．3．2 Ad Hoc無線網(wǎng)的應用 21

1．3．3 技術和研究挑戰(zhàn) 22

1．3．4 Ad Hoc無線網(wǎng)絡問題 24

習題 33

參考文獻 34

第2章 MAC層協(xié)議 35

2．1 引言 35

2．2 MAC協(xié)議的重要問題和需要 36

2．3 MAC協(xié)議的分類 37

2．3．1 基于競爭的MAC協(xié)議 38

2．3．2 有預留方案的基于競爭的MAC協(xié)議 39

2．3．3 使用定向天線的MAC協(xié)議 43

2．3．4 多信道MAC協(xié)議 45

2．3．5 功率感知或節(jié)能MAC協(xié)議 48

2．4 小結 51

習題 51

參考文獻 52

第3章 路由協(xié)議 55

3．1 簡介 55

3．2 Ad Hoc網(wǎng)絡路由協(xié)議的設計難點 56

3．2．1 路由結構 56

3．2．2 支持單向鏈路 56

3．2．3 超級主機的使用 57

3．2．4 QoS路由 57

3．2．5 支持多播 58

3．3 路由協(xié)議的分類 58

3．3．1 主動式路由協(xié)議、反應式路由協(xié)議和混合路由協(xié)議 59

3．3．2 構建和委派路由任務 60

3．3．3 對路由的網(wǎng)絡度量 61

3．3．4 評估路由的拓撲結構、目的節(jié)點和位置 61

3．4 主動式路由協(xié)議 61

3．4．1 無線路由協(xié)議 62

3．4．2 DSDV 65

3．4．3 FSR 66

3．4．4 AODV 68

3．4．5 DSR 72

3．4．6 TORA 75

3．4．7 CBRP 75

3．4．8 LAR 76

3．4．9 ARA 77

3．5 混合路由協(xié)議 78

3．5．1 ZRP 78

3．5．2 ZHLS 81

3．5．3 分布式動態(tài)路由（DDR）協(xié)議 83

3．6 小結 83

習題 84

參考文獻 85

第4章　多播路由協(xié)議 88

4．1 簡介 88

4．2 設計多播路由協(xié)議的難點 89

4．3 多播路由協(xié)議的分類 89

4．3．1 基于樹的多播路由協(xié)議 89

4．3．2 基于網(wǎng)格的多播路由協(xié)議 98

4．3．3 基于源節(jié)點的多播路由協(xié)議 100

4．4 QoS路由 104

4．5 節(jié)能多播路由協(xié)議 105

4．5．1 節(jié)能多播的衡量標準 105

4．5．2 EEMRP：節(jié)能多播路由協(xié)議 105

4．6 基于位置的多播路由協(xié)議 106

4．7 小結 107

習題 108

參考文獻 108

第5章　傳輸協(xié)議 110

5．1 簡介 110

5．2 TCP在Ad Hoc網(wǎng)絡中面臨的挑戰(zhàn)及設計問題 111

5．2．1 挑戰(zhàn) 111

5．2．2 設計目標 116

5．3 TCP在MANET中的性能 116

5．3．1 TCP性能 116

5．3．2 其他問題 118

5．4 Ad Hoc傳輸協(xié)議 118

5．4．1 分割方法 118

5．4．2 端到端方法 120

5．5 小結 126

參考文獻 126

第6章　服務質量 128

6．1 簡介 128

6．2 挑戰(zhàn) 128

6．2．1 硬狀態(tài)資源預留和軟狀態(tài)資源預留 129

6．2．2 狀態(tài)方法與無狀態(tài)方法 130

6．2．3 硬QoS方法和軟QoS方法 130

6．3 QoS解決方法分類 130

6．3．1 MAC層解決辦法 130

6．3．2 網(wǎng)絡層解決措施 132

6．4 支持QoS的Ad Hoc按需距離矢量路由協(xié)議 132

6．4．1 AODV協(xié)議的QoS擴展 132

6．4．2 優(yōu)點與缺點 133

6．5 針對Ad Hoc無線網(wǎng)絡的QoS框架 133

6．6 INSIGNIA 135

6．6．1 INSIGNIA框架的運行 137

6．6．2 優(yōu)點和缺點 138

6．7 INORA 138

6．7．1 粗糙反饋機制 138

6．7．2 基于類的精細反饋機制 139

6．7．3 優(yōu)點 140

6．8 小結 140

習題 140

參考文獻 141

第7章　能量管理系統(tǒng) 142

7．1 簡介 142

7．1．1 為什么在Ad Hoc網(wǎng)絡中需要能量管理 142

7．1．2 能量管理設計分類 143

7．1．3 電池技術概述 144

7．1．4 電池放電原理 145

7．1．5 放電特性對電池容量的影響 145

7．1．6 電池模型 150

7．1．7 電池驅動系統(tǒng)設計 152

7．1．8 智能電池系統(tǒng) 153

7．2 節(jié)能路由協(xié)議 155

7．3 發(fā)送功率管理方案 157

7．3．1 Ad Hoc網(wǎng)絡的功率管理 157

7．3．2 PCCB路由協(xié)議的基本思想 159

7．3．3 PCCB路由協(xié)議分析 160

7．3．4 MAC協(xié)議 161

7．3．5 功率節(jié)省 161

7．3．6 時間同步功能 162

7．3．7 功率節(jié)省功能 162

7．3．8 功率節(jié)省前景 164

7．4 發(fā)射功率控制 164

7．4．1 根據(jù)信道狀態(tài)自適應調節(jié)發(fā)射功率 166

7．4．2 MAC技術 166

7．4．3 邏輯鏈路控制 167

7．5 AODV協(xié)議 168

7．5．1 簡介 168

7．5．2 路由發(fā)現(xiàn) 169

7．5．3 路由維護 169

7．6 LEAR-AODV 169

7．6．1 簡介 169

7．6．2 路由發(fā)現(xiàn) 170

7．6．3 路由維護 170

7．7 PAR-AODV 170

7．7．1 簡介 170

7．7．2 路由發(fā)現(xiàn) 171

7．7．3 路由維護 171

7．8 LPR-AODV 171

7．8．1 簡介 171

7．8．2 路由發(fā)現(xiàn) 172

7．8．3 路由維護 172

習題 173

參考文獻 173

第8章　多跳無線網(wǎng)絡的移動模型 175

8．1 簡介 175

8．2 移動模型 175

8．2．1 隨機游走移動模型 176

8．2．2 隨機航點移動模型 177

8．2．3 隨機方向移動模型 179

8．2．4 無界仿真區(qū)域移動模型 179

8．2．5 高斯-馬爾科夫移動模型 180

8．2．6 概率版的隨機游走移動模型 181

8．2．7 城市移動模型 181

8．3 隨機航點移動模型和其他隨機模型的局限性 182

8．3．1 具時間依賴性的移動模型 182

8．3．2 具空間依賴性的移動模型 182

8．3．3 具地形限制的移動模型 183

8．4 小結 184

習題 185

參考文獻 186

第9章　跨層設計問題 188

9．1 簡介 188

9．2 跨層設計的定義 188

9．3 跨層設計原理 188

9．4 對跨層設計的建議 190

9．4．1 創(chuàng)建新的通信接口 190

9．4．2 合并相鄰層 192

9．5 對實施跨層交互的建議 192

9．5．1 層與層之間的直接通信 192

9．5．2 跨層共享數(shù)據(jù)庫 192

9．5．3 全新抽象 193

9．6 跨層設計：是否值得應用 193

9．6．1 馮?諾依曼體系結構 193

9．6．2 信源信道分離和數(shù)字化系統(tǒng)架構 194

9．6．3 網(wǎng)絡中的OSI結構 194

9．7 跨層設計方法的缺陷 194

9．7．1 開發(fā)成本 194

9．7．2 性能與長效性 195

9．7．3 交互和意外風險 195

9．7．4 穩(wěn)定性 195

9．8 性能目標 196

9．8．1 總容量最大化 196

9．8．2 最大最小公平性 196

9．8．3 效用公平性 197

9．9 跨層協(xié)議 197

習題 199

參考文獻 200

第10章　應用與發(fā)展 202

10．1 簡介 202

10．2 典型應用 203

10．3 應用 204

10．3．1 教學應用 205

10．3．2 國防應用 205

10．3．3 工業(yè)中的應用 206

10．3．4 醫(yī)療應用 206

10．3．5 搜索和救援中的應用 207

10．3．6 車輛中的應用 207

10．4 挑戰(zhàn) 207

10．5 最新發(fā)展熱點 210

10．5．1 傳感器 210

10．5．2 無線Ad Hoc傳感器網(wǎng)絡 210

10．6 小結 211

參考文獻 211

縮略語 212