目 录
第 1章 基础 1
1.1 4G网络及复合无线环境 1
1.2 协议增强器 7
1.2.1 用户数据报协议(UDP)的单元差错检测增强器 8
1.2.2 传输控制协议(TCP)的单元ACK压缩增强器 8
1.2.3 TCP的单元拥塞控制增强器 8
1.2.4 TCP的单元自动重传请求(ARQ)增强器 8
1.2.5 TCP/IP的前向擦除修正增强器 9
1.2.6 IP的双单元抖动控制增强器 9
1.2.7 TCP/IP的双单元选择性ARQ增强器 9
1.3 混合4G无线网络协议 9
1.3.1 控制信息和状态转移表 10
1.3.2 直接传输 11
1.3.3 单跳直接传输协议 11
1.3.4 两跳直接传输模式的协议 13
1.4 绿色无线网络 15
参考文献 16
第 2章 物理层和多址接入 21
2.1 高级时分多址——ATDMA 21
2.2 码分多址 22
2.3 正交频分复用 26
2.4 多载波CDMA 29
2.5 超宽带信号 31
2.6 MIMO信道和空时编码 36
参考文献 36
第3章 4G信道建模 41
3.1 宏蜂窝环境(1.8GHz) 41
3.2 城区宏蜂窝/微蜂窝环境的空间无线信道(2.154GHz) 44
3.2.1 环境描述 44
3.2.2 结论 45
3.3 微蜂窝和微微蜂窝环境下的MIMO信道(1.71/2.05GHz) 46
3.3.1 测试方案 48
3.3.2 特征分析法 49
3.3.3 功率分配机制 49
3.4 室外移动信道(5.3GHz) 50
3.4.1 路径损耗模型 51
3.4.2 多径数量分布 52
3.4.3 在城区环境中的交替测试 53
3.5 微蜂窝信道(8.45GHz) 55
3.5.1 方位角特性 55
3.5.2 前向到达波的时延特性 56
3.5.3 前向到达波的短期方位角扩展 56
3.6 无线MIMO局域网环境(5.2GHz) 56
3.6.1 数据估算 57
3.6.2 容量计算 58
3.6.3 测量环境 59
3.7 室内无线局域网信道(17GHz) 60
3.8 室内无线局域网信道(60GHz) 65
3.9 UWB(超宽带)信道模型 69
3.9.1 大尺度统计数据 71
3.9.2 小尺度统计数据 73
3.9.3 统计模型 74
3.9.4 仿真步骤 75
3.9.5 室内多径传播信道的簇模型 77
3.9.6 路径损耗建模 78
参考文献 81
第4章 自适应可重构链路层 89
4.1 自适应空中接口链路层容量 89
4.1.1 MAC信道模型 90
4.1.2 马尔科夫模型 91
4.1.3 Goodput和链路自适应 92
4.1.4 切换滞后 94
4.1.5 准确模式选择的链路业务率 94
4.1.6 自适应链中的非理想性 95
4.1.7 估计过程和估计误差 97
4.1.8 信道过程和估计时延 97
4.1.9 反馈过程和模式命令接收 97
4.1.10 非理想情况下的链路业务速率 97
4.1.11 状态概率对滞后区域宽度的敏感性 100
4.1.12 估计过程和估计误差 100
4.1.13 反馈过程和捕获误差 102
4.2 Ad hoc网络的自适应传输 103
4.3 无线链路自适应混合ARQ 108
4.3.1 RS码 109
4.3.2 PHY和MAC帧结构 109
4.3.3 差错控制方案 110
4.3.4 自适应FEC2的性能 113
4.3.5 仿真结果 115
4.4 随机学习链路层协议 115
4.4.1 随机学习机制 116
4.4.2 自适应链路层协议 116
4.5 红外链路接入协议 119
4.5.1 红外链路接入协议(IrLAP)层 119
4.5.2 IrLAP功能模型描述 121
参考文献 124
第5章 自适应媒体接入控制 129
5.1 WLAN增强型分布式协同功能 129
5.2 采用自适应天线的WLAN中的自适应MAC 131
5.3 无线传感器网络的MAC 137
5.3.1 S-MAC协议设计 138
5.3.2 周期监听睡眠 138
5.3.3 冲突避免 139
5.3.4 协同睡眠 140
5.3.5 选择和保持调度进程 140
5.3.6 保持同步 141
5.3.7 自适应监听 142
5.3.8 侦听避免和消息传递 142
5.3.9 侦听避免 142
5.3.10 消息传递 143
5.4 Ad hoc网络中的MAC 145
5.4.1 载波监听无线网络 146
5.4.2 上层交互 149
参考文献 151
第6章 通信量建模与分析 155
参考文献 162
第7章 自适应网络层 165
7.1 图与路由选择协议 165
7.1.1 元素概念 165
7.1.2 有向图 165
7.1.3 无向图 166
7.1.4 顶点的度 166
7.1.5 带权图 166
7.1.6 途径和路 167
7.1.7 连通图 167
7.1.8 树 168
7.1.9 生成树 168
7.1.10 **小生成树计算 169
7.1.11 **短路径生成树 171
7.2 图论 180
7.3 采用拓扑集合的路由选择 182
7.4 网络与聚合模型 183
7.4.1 线性分割法 185
7.4.2 QoS-aware拓扑集合 187
7.4.3 网状网构成 187
7.4.4 星型网构成 187
7.4.5 线段路由算法 188
7.4.6 性能指标 190
7.4.7 性能分析实例 191
参考文献 194
第8章 有效容量 201
8.1 有效业务源的参数 201
8.1.1 有效业务源 203
8.1.2 修整概率 203
8.1.3 修整时延 204
8.1.4 性能举例 206
8.2 有效链路层容量 208
8.2.1 链路层信道模型 208
8.2.2 无线信道的有效容量模型 211
8.2.3 物理层与链路层信道模型 214
8.2.4 性能分析 216
参考文献 218
第9章 自适应TCP层 221
9.1 自适应TCP层 221
9.1.1 高带宽时延积 222
9.1.2 缓存大小 222
9.1.3 往返时延(RTT) 223
9.1.4 TCP层的不公平问题 224
9.1.5 非拥塞丢包 225
9.1.6 端到端的方案 226
9.1.7 不对称带宽 226
9.2 TCP操作和性能 227
9.2.1 TCP发送端 227
9.2.2 重传超时 227
9.2.3 窗口自适应 228
9.2.4 丢包恢复 228
9.2.5 TCP-OldTahoe(超时恢复) 228
9.2.6 TCP-Tahoe(快速重传) 228
9.2.7 TCP-Reno快速重传,快速(但保守)恢复 228
9.2.8 TCP-NewReno(快速重传,快速恢复) 229
9.2.9 伪重传 229
9.2.10 TCP过程建模 230
9.3 蜂窝移动网络的TCP 230
9.3.1 在移动环境下改进TCP 231
9.3.2 Mobile TCP设计 232
9.3.3 SH-TCP 客户程序 234
9.3.4 M-TCP 协议 235
9.3.5 性能示例 236
9.4 拥塞避免的随机早期检测网关 237
9.4.1 RED算法 238
9.4.2 性能示例 238
9.5 移动Ad hoc网络TCP 240
9.5.1 路由重计算效应 240
9.5.2 网络分区效应 240
9.5.3 多径路由效应 240
9.5.4 ATCP子层 241
9.5.5 ATCP协议设计 242
9.5.6 性能示例 244
参考文献 246
第 10章 跨层优化 249
10.1 引言 249
10.2 视频传输的跨层结构 251
参考文献 253
第 11章 移动性管理 259
11.1 介绍 259
11.1.1 蜂窝网络中的移动性管理 260
11.1.2 位置注册和4G中的呼叫传送 263
11.2 蜂窝系统和优先切换 278
11.2.1 信道分配优先策略 280
11.2.2 信道预留——信道预留切换策略 281
11.2.3 信道预留排队切换策略 281
11.2.4 性能示例 285
11.3 小区驻留时间分布 286
11.4 在微微蜂窝和微蜂窝网络中的移动预测 290
11.4.1 PST-QoS保证架构 291
11.4.2 **可能群模型 292
参考文献 302
第 12章 自适应资源管理 309
12.1 信道分配机制 309
12.1.1 不同的信道分配策略 311
12.1.2 固定信道分配 311
12.1.3 信道借用机制 312
12.1.4 混合信道借用机制 313
12.1.5 动态信道分配机制 315
12.1.6 集中式DCA机制 316
12.1.7 基于小区的分布式DCA机制 317
12.1.8 基于信号强度测量的分布式DCA机制 319
12.1.9 一维蜂窝系统 320
12.1.10 固定的复用分区 322
12.1.11 自适应的信道分配复用分区机制(ACA RUP) 322
12.2 4G中的资源管理 324
12.3 基于移动代理的资源管理 325
12.4 CDMA蜂窝多媒体无线网络 332
12.4.1 SCAC原理 334
12.4.2 QoS区分范例 337
12.4.3 业务模型 339
12.4.4 性能评价 340
12.4.5 相关结果 340
12.4.6 基于模型的静态完全共享MdCAC系统 341
12.4.7 基于测量的完全共享MsCAC系统 342
12.4.8 完全共享动态SCAC系统 343
12.4.9 具有QoS区分的动态SCAC系统 343
12.4.10 单级别系统举例 344
12.4.11 NRT包接入控制 346
12.4.12 假设 347
12.4.13 平均上限(UL)数据吞吐量的估计值 347
12.4.14 DFIMA(动态反馈信息的访问控制) 348
12.4.15 性能实例 349
12.4.16 实现问题 355
12.5 联合数据速率与功率管理 356
12.5.1 集中式**小总传输功率(CMTTP)算法 356
12.5.2 **大吞吐量的功率控制(MTPC)算法 357
12.5.3 统计分布式多速率功率控制(SDMPC)算法 358
12.5.4 拉格朗日乘数功率控制(LRPC)算法 359
12.5.5 选择性功率控制(SPC)算法 360
12.5.6 多目标框架下的无线资源管理算法 360
12.5.7 多目标分布式功率和速率控制(MODPRC)算法 361
12.5.8 多目标的全部分布式功率和速率控制算法 363
12.5.9 吞吐量**大化/功率**小化(MTMPC)算法 363
12.6 无线网络中的动态频谱共享 366
12.6.1 信道容量(Channel Capacity) 366
12.6.2 信道模型(Channel models) 366
12.6.3 分集接收(Diversity reception) 367
12.6.4 性能评估 367
12.6.5 多址接入技术和用户容量 368
12.6.6 多用户监测 368
12.6.7 干扰与共存 368
12.6.8 信道估计/缺陷 369
12.6.9 信号和干扰模型 369
12.6.10 接收机结构 370
12.6.11 干扰抑制电路模型 371
12.6.12 性能分析 375
12.6.13 性能实例 376
参考文献 379
第 13章 Ad hoc网络 387
13.1 路由协议 387
13.1.1 路由协议 389
13.1.2 反应式路由协议 392
13.2 混合路由协议 404
13.2.1 回环(Loop-back)终止 405
13.2.2 提前终止 405
13.2.3 选择性广播(SBC) 406
13.3 可扩展路由策略 408
13.3.1 分层路由协议 408
13.3.2 性能实例 410
13.3.3 鱼眼路由协议(FSR) 411
13.4 多路径路由协议 413
13.5 分群协议 415
13.5.1 简介 415
13.5.2 分群算法 416
13.5.3 具有预测的分群 417
13.6 路由缓存策略 424
13.7 分布式QoS路由 430
13.7.1 无线链路可靠性 430
13.7.2 路由 431
13.7.3 路由消息 431
13.7.4 基于令牌的路由 431
13.7.5 延迟受限的路由 432
13.7.6 令牌 433
13.7.7 转发接收到的令牌 433
13.7.8 带宽受限的路由 434
13.7.9 转发接收到的令牌 435
13.7.10 性能实例 435
参考文献 437
第 14章 传感器网络 443
14.1 简介 443
14.2 传感器网络参数 444
14.2.1 预部署和部署阶段 446
14.2.2 后部署阶段 446
14.2.3 由新加入节点引起的重部署阶段 446
14.3 传感器网络的结构 447
14.3.1 物理层 447
14.3.2 数据链路层 447
14.3.3 网络层 449
14.3.4 传输层 453
14.3.5 应用层 454
14.4 移动传感器网络的部署 455
14.5 定向扩散(Directed Diffusion) 457
14.5.1 数据传播 459
14.5.2 路径增强 460
14.6 无线传感器网络中的聚合 460
14.7 边界估计 463
14.7.1 P中RDP的数量 464
14.7.2 Kraft不等式 465
14.7.3 可达到精确度的上限 465
14.7.4 系统优化 466
14.8 传感器网络的**优传输半径 468
14.9 数据漏斗 472
14.10 传感器网络中的等效传输控制协议 475
参考文献 478
第 15章 网络安全 489
15.1 认证 489
15.1.1 对密码系统的攻击 491
15.1.2 典型的认证协议 493
15.2 安全架构 496
15.3 密钥管理 499
15.3.1 加密 500
15.3.2 篡改检测码 501
15.3.3 回放检测码 501
15.3.4 密钥信息已知的验证 501
15.3.5 点对点密钥分发 501
15.4 GSM网络中的安全管理 503
15.5 UMTS网络中的安全管理 507
15.6 UMTS/WLAN交互工作时的安全架构 508
15.7 Ad hoc网络中的安全 510
15.8 传感器网络中的安全 515
参考文献 517
第 16章 主动网络 523
16.1 概述 523
16.2 可编程网络参考模型 525
16.2.1 IETF ForCES 526
16.2.2 主动网络参考结构 526
16.3 向4G无线网络演进 528
16.4 可编程4G移动网络结构 531
16.5 认知分组网络 533
16.5.1 认知分组自适应 535
16.5.2 基于随机神经网络的算法 535
16.6 认知无线电中的博弈论模型 538
16.7 生物激励网络 543
16.7.1 生物类比 543
16.7.2 仿生网络结构 545
参考文献 546
第 17章 网络配置 555
17.1 蜂窝系统重叠覆盖 555
17.2 CDMA宏蜂窝网络中嵌入微蜂窝 558
17.2.1 宏蜂窝与微蜂窝的链路预算 560
17.2.2 性能举例 563
17.3 多层无线蜂窝网络 564
17.3.1 网络模型 564
17.3.2 性能举例 568
17.4 本地多点分发业务 570
17.4.1 干扰估计 571
17.4.2 选择极化 572
17.5 4G网络中的自组织技术 573
17.5.1 动因 573
17.5.2 网络自组织技术 575
参考文献 577
第 18章 网络管理 581
18.1 简单网络管理协议 581
18.2 分布式网络管理 585
18.3 基于移动代理的网络管理 586
18.3.1 移动代理平台 587
18.3.2 多运营商网络中的移动代理 587
18.3.3 路由算法与移动代理的融合 589
18.4 Ad hoc网络管理 593
18.4.1 异构环境 593
18.4.2 时变的拓扑结构 593
18.4.3 能量限制 593
18.4.4 网络分裂 594
18.4.5 信号质量的变化 594
18.4.6 窃听 594
18.4.7 Ad hoc网络管理协议功能 594
18.4.8 ANMP结构 595
参考文献 599
第 19章 网络信息论 603
19.1 高级蜂窝网络的有效容量 603
19.1.1 4G蜂窝网络系统模型 605
19.1.2 接收信号 605
19.1.3 多径信道:远近效应和功率控制 607
19.1.4 多径信道:跟踪误差、RAKE接收机和干扰删除 608
19.1.5 干扰删除器建模:非线性多用户检测 610
19.1.6 近似(Approximations) 612
19.1.7 中断概率 612
19.2 Ad hoc网络容量 617
19.2.1 约定式网络 617
19.2.2 随机网络 618
19.2.3 约定式网络:传输容量上限 619
19.2.4 约定式网络:传输容量下限 622
19.2.5 随机式网络:吞吐量下限 623
19.3 信息论和网络结构 626
19.3.1 网络结构 626
19.3.2 可行速率向量的定义 627
19.3.3 传输容量 628
19.3.4 高衰减情况下容量上限(Upper bounds under high attenuation) 629
19.3.5 高衰减下多跳可行下限 630
19.3.6 低衰减情况(The low-attenuation regime) 631
19.3.7 高斯多中继信道 631
19.4 无线多跳Ad hoc 网络中的协作传输 632
19.4.1 传输策略和误差传播 635
19.4.2 OLA扩散算法(OLA flooding algorithm) 635
19.4.3 仿真环境 636
19.5 网络编码 638
19.5.1 **大流-**小割集定理(Max-flow min-cut theorem,MFMCT) 639
19.5.2 通过一个通用LCM达到**大流的界 640
19.5.3 与LCM关联的传输方案 642
19.5.4 无记忆通信网 643
19.5.5 有记忆网络 644
19.5.6 无环网络上通用LCM的创建(Construction of a generic LCM on an acyclic network) 644
19.5.7 时不变LCM和启发式构建(Time-invariant LCM and heuristic construction) 645
19.6 基于MIMO的无线网络容量 647
19.7 多点对一点传输的传感器网络容量 653
19.7.1 网络结构 654
19.7.2 容量结果 655
参考文献 657
第 20章 能效无线网络 661
20.1 能量效用函数 661
20.2 **小能量路由 663
20.3 **大化网络生存期 664
20.4 传感器网络中的能效媒体接入控制 668
参考文献 671
第 21章 服务质量(QoS)管理 675
21.1 盲QoS评测系统 675
21.2 WLAN中的QoS规范 678
21.2.1 基于竞争的多查询机制 678
21.2.2 查询效率 679
21.3 RLC/MAC层的动态调度 682
21.3.1 DSMC功能单元 683
21.3.2 计算高服务率 684
21.3.3 头块时延 687
21.3.4 干扰模型 687
21.3.5 新到达块的标准时延 688
21.3.6 会话中的高服务速率 688
21.4 基于OFDMA的宽带无线接入系统中的QoS 689
21.4.1 迭代解 692
21.4.2 **大化容量的资源分配 694
21.5 预测流量控制和QoS 695
参考文献 699