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『簡體書』移动Ad Hoc网络:前沿研究方向(第2版)

書城自編碼: 3271841
分類:簡體書→大陸圖書→計算機/網絡網絡與數據通信
作者: [美国]Stefano Basagni[斯特凡诺?巴萨尼]等
國際書號(ISBN): 9787121350252
出版社: 电子工业出版社
出版日期: 2018-11-01


書度/開本: 16开 釘裝: 平塑

售價:HK$ 282.6

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內容簡介:
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。
關於作者:
斯特凡诺?巴萨尼,于1991年从意大利比萨大学获得计算机科学学士学位,1998年5月从意大利米兰大学获得计算机科学博士学位,2002年12月从德克萨斯大学达拉斯分校获得电机工程博士学位。2002年1月起,在位于波士顿的东北大学电气和计算机工程系任计算机专业助理教授。
于鹏,辽宁大连人,现为中国洛阳电子装备试验中心高级工程师。长期从事通信及相关设备试验方法研究工作。出版译著3部,论文数十篇。
目錄
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
1.2MANET研究的主要成就和教训3
1.2.1MANET研究的主要成就3
1.2.2MANET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
1.3.1Mesh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
2.2.1IEEE 802.16 Mesh31
2.2.2IEEE 802.16j34
2.3无线局域网络技术37
2.3.1IEEE 802.11s37
2.3.2IEEE 802.11n和IEEE 802.11z41
2.3.3IEEE 802.11pWAVE43
2.4个域网技术46
2.4.1IEEE 802.15.5标准46
2.4.2ZigBee的工业标准49
2.4.3基于IPv6的WPAN51
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
4.1.2WSN、UWSN、WMN、DTN和VANET96
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
4.2.4WSN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
4.3.2Self-Key自愈和入侵恢复113
4.3.3认证114
4.3.4UWSN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
4.5.1DTN的应用119
4.5.2DTN的安全问题119
4.5.3总结120
4.6车载Ad Hoc网络(VANET)121
4.6.1VANET的优势及存在的问题121
4.6.2VANET的设计目标和挑战122
4.6.3VANET的可测量性和服务完整性123
4.6.4VANET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
5.2Mesh网络138
5.2.1Mesh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
5.3.2FLEXOR: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
6.3.3MAC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
7.3SINR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
7.7.1k-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
8.2QoS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XMPP284
9.3DTN应用的关键机制285
9.3.1DTN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
9.4DTN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
11.5.4DTN-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:PodNET399
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
12.8.5P2P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
14.2VANET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
內容試閱
译 者 序
移动Ad Hoc网络是复杂的分布式网络系统,是自组织、自愈网络,由无线移动节点组成。无线移动节点可以自由而动态地自组织成任意临时性Ad Hoc网络拓扑,从而允许人们和设备在没有通信基础设施的环境中进行无缝互联互通。移动Ad Hoc网络中,每个节点具有足够的智能进行连续侦听和寻找其他邻近节点,动态地确定数据包的最佳传输路径,从而把数据包逐跳地转发到网络中的任何其他节点,避免因网络节点的移动、RF传播条件变化、节点被毁等原因造成网络结构性损伤。
移动Ad Hoc网络几乎涉及所有方面:从战机、战舰、坦克、士兵的装备到普通家庭消费类产品,如汽车、笔记本电脑、佩戴式数字设备及蜂窝电话等。事实上,即使很小的传感器也可能包含Ad Hoc通信节点。因此,移动Ad Hoc网络的应用领域非常宽广,是当前移动通信和计算机网络的一个研究热点,也是译者非常感兴趣的一个技术方向。
众多科技人员和院校学生非常需要一些介绍移动Ad Hoc网络基础理论并关注技术应用设计方面的参考书籍。此书的翻译者就是一群从事移动Ad Hoc技术研究、应用与测试的技术人员。在学习和工作过程中,译者切身感受到文献的重要性,找到合适的技术参考资料,学习和工作的效率就会大大提高。因此,我们根据自身在科研试验中的工作经验和应用感受,对自己参考过的一些比较优秀、比较有特色的外文技术书籍进行了翻译,希望能够和广大读者共同分享和深入交流,这也是译者翻译本书的重要动力来源。
本书的特点在于其全面性和系统性。传统移动Ad Hoc网络相关书籍可能只关注资源分配或路由机制等某一方面的研究难点,本书则是以Ad Hoc网络的整个发展历程为主线,详细介绍了目前四种成熟的网络范式,包括Mesh网络、机会网络、车载自组织网络和传感器网络。作者针对每种网络范式的移动模型、资源优化、路由协议、实验仿真等研究内容进行了深入分析,展望了相关网络技术在未来发展中可能面临的挑战,对应用理论知识解决实际问题时的技术思路具有示范意义。本书是一本适合高等院校相关专业师生教学参考和相关领域科研人员阅读的 书籍。
本书由于鹏、申振、陈军、贾宁宁、蒋攀攀和安新源合作翻译。参加翻译的还有朱徐诚、蒋天宇、卢施旭、陈瑞等。
由于译者水平有限,对书中的有些术语难免把握不准,翻译不到位,不妥之处在所难免,敬请读者批评指正。
译 者
前 言
随着大量移动用户对因特网业务的需求,移动多跳Ad Hoc网络应运而生。在这些网络中,如经常提及的MANET(移动Ad Hoc 网络),无线网络节点(如用户移动设备)之间能够在无任何网络基础设施的条件下实现数据传输:相邻用户可通过其移动设备在Ad Hoc模式下的无线信道直接通信。因此,在MANET支持下,用户设备能够通过相互协作提供因特网接入服务,这些服务以前通常是由网络基础设施(如路由器、交换机和服务器)提供的。
在出版我们的前一本书Mobile Ad Hoc Networking(IEEE-Wiley,2004)时,移动Ad Hoc网络被视为无线网络技术中最具创新性和挑战性的技术之一,已稳步成为电信界日益普及的最主要技术之一。为此,我们在前一本书中从物理层到应用层详细介绍了MANET。大约10年后,我们发现移动Ad Hoc网络的预期并未完全实现,MANET技术在人们的生活中并未应用。发生了什么?为什么?我们带着这些问题编写了本书。我们主要的关注点包括:
? 分析MANET失败的原因;
? 举例说明移动Ad Hoc网络如何产生一些前沿的研究方向;
? 介绍从MANET中衍生的新兴技术,包括其当前的发展和面临的挑战;
? 阐述那些已成功渗入每个人生活中的新技术。
我们首先分析了通用Ad Hoc技术缺乏成功案例的原因,并介绍了一些新兴技术是如何规避这些错误的:
? 引入一些基础设施对多跳Ad Hoc网络范式自身进行了扩展,提供高性价比的无线宽带因特网接入。Mesh网络章节包含了此方法最相关的例子。
? 不把节点移动性作为一个问题看待,而是作为一个特性加以利用,设计全新的网络范式。机会网络章节包含了这方面最相关的例子。
? 把多跳Ad Hoc网络范式应用于特定的场景中,在这些场景中网络的自组织特性和无需预部署基础设施的特性是一个亮点而不是硬性条件。应用驱动型网络的相关章节,如车载网络和传感器网络等,包含了相关的 例子。
本书所描述的新兴网络技术引入了新的挑战与应对措施,为了便于理解这些新挑战与应对措施,我们选择了从实现技术、标准、应用场景、通信安全需求和移动架构方案等多个方面逐一加以描述。
本书也同时列举了Mesh网络、机会网络、车载网络和传感器网络面临的新挑战和最新研究成果。
本书适用于计算机科学和电气工程专业的学生、通信行业的研究人员和开发人员,以及所有能够从本书的最新解决方案中受益的移动网络领域的从业人员。基于顶级研究者的专业知识,我们相信本书中所覆盖的主题均极具创新性。此外,本书对移动Ad Hoc网络领域的热门主题和尖端技术在相关章节中均进行了阐述。
我们借此机会对本书的所有作者表达深深的谢意,他们为本书贡献了所有高质量的章节。感谢所有的修订者,虽然时间紧迫,但他们仍为本书做了宝贵的工作。此外,特别感谢WILEY-IEEE的联合作者Mary Hatcher及Wiley和Thomson Digital团队,他们参与了本书的所有阶段并做出了卓越贡献。

 

 

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