Ad Hoc网络技术

第1章  绪论  1
1.1  Ad Hoc网络概述  1
1.1.1  Ad Hoc网络的产生  1
1.1.2  Ad Hoc网络的定义  2
1.1.3  Ad Hoc网络的特点  2
1.1.4  Ad Hoc网络的应用场合  4
1.2  Ad Hoc网络研究的主要问题  6
1.2.1  进行相关研究的主要大学和组织  6
1.2.2  研究重点和研究方向  7
1.3  Ad Hoc网络面临的技术挑战  8
1.3.1  多跳共享无线广播信道  8
1.3.2  无线多跳路由  9
1.3.3  功率控制和节能  10
1.3.4  安全问题  11
1.3.5  网络管理  12
1.3.6  服务质量保证  13
1.4  本书主要内容介绍  13
第2章  Ad Hoc网络的体系结构  16
2.1  节点结构  16
2.2  网络结构  16
2.3  Ad Hoc网络的协议栈  19
2.4  Ad Hoc网络体系结构的跨层设计方法  20
2.5  Ad Hoc网络体系结构的设计策略  23
2.6  Ad Hoc网络的QoS体系结构  24
2.6.1  概述  24
2.6.2  现有的一些用于移动无线网络的QoS体系结构  24
2.6.3  一种适用于Ad Hoc网络的QoS体系结构——FQAM  25
第3章  Ad Hoc网络的信道接入协议  32
3.1  信道接入协议简介  32
3.2  面临的问题  32
3.2.1  Ad Hoc网络的信道共享方式  32
3.2.2  隐终端和暴露终端问题  33
3.2.3  节点移动的影响  35
3.3  信道接入协议应具备的特性  35
3.4  信道接入协议的分类  36
3.4.1  基于单信道的接入协议  36
3.4.2  基于双信道的接入协议  37
3.4.3  基于多信道的接入协议  37
3.5  单信道接入协议  37
3.5.1  ALOHA  37
3.5.2  CSMA  37
3.5.3  MACA  38
3.5.4  MACAW  38
3.5.5  IEEE 802.11 DCF  39
3.5.6  FAMA  39
3.6  双信道接入协议  39
3.6.1  双信道的优势  40
3.6.2  基本的双信道接入协议  40
3.6.3  报文监听的DCMA协议  41
3.6.4  基于载波监听的DCMA协议  51
3.7  多信道接入协议  58
3.7.1  多信道CSMA  58
3.7.2  DCA-PC  59
3.8  信道接入协议的退避算法  60
3.8.1  二进制指数退避算法  60
3.8.2  倍数增线性减算法  61
3.8.3  退避计数器广播  61
3.8.4  计数器值扩散的对策  61
3.9  信道接入协议的发展  62
第4章  Ad Hoc网络的路由协议  64
4.1  概述  64
4.1.1  Ad Hoc网络与传统移动通信系统在路由问题上的区别  64
4.1.2  传统Internet网络路由协议  65
4.2  Ad Hoc网络路由协议的分类  66
4.2.1  表驱动路由协议和按需路由协议  67
4.2.2  平面式路由协议和分簇式路由协议  68
4.2.3  评价Ad Hoc网络路由协议的标准  68
4.2.4  各类路由协议之间的性能比较  69
4.3  几种典型的Ad Hoc网络路由协议  70
4.3.1  DSDV(Destination-Sequenced Distance-Vector Routing)路由协议  71
4.3.2  DSR(Dynamic Source Routing)路由协议  71
4.3.3  LAR(Location aided routing)路由协议  74
4.3.4  AODV(Ad-hoc On-Demand Distance Vector Algorithm)协议  77
4.3.5  ZRP路由协议(Zone Routing Protocol)  79
4.4  Ad Hoc网络中路由选择的QoS问题  80
4.4.1  Ad Hoc网络的QoS问题  81
4.4.2  Ad Hoc网络QoS路由问题的难点  82
4.4.3  现有的Ad Hoc网络QoS路由协议  82
4.5  Ad Hoc网络组播及组播路由问题  85
4.5.1  固定网络中的组播技术  86
4.5.2  几种典型的Ad Hoc网络组播路由协议  87
4.5.3  Ad Hoc网络组播路由协议的比较  90
第5章  Ad Hoc网络的分簇结构和分簇算法  93
5.1  概述  93
5.2  分簇算法的概念和目标  93
5.2.1  相关定义和说明  93
5.2.2  基本概念和目标  96
5.3  Ad Hoc网络中分簇算法的分类和比较  97
5.3.1  基于节点ID的分簇算法  97
5.3.2  最高节点度分簇算法  98
5.3.3  最低节点移动性分簇算法  98
5.3.4  考虑簇头负载和簇稳定度的分簇算法  99
5.3.5  考虑节点能量耗费、适用于传感网络的分簇算法  99
5.3.6  无簇头分簇算法  100
5.3.7  调节簇尺寸的分簇算法  100
5.3.8  基于地理位置的分簇算法  101
5.3.9  基于信道接入的被动分簇算法  102
5.4  簇维护策略和相关机制  102
5.5  自适应按需加权分簇算法(AOW)  104
5.5.1  一般介绍  104
5.5.2  AOW算法的特点和目标  105
5.5.3  算法描述  105
5.5.4  网络初始化和簇维护策略  106
5.5.5  算法示例  107
5.6  分簇算法的性能比较和分析  109
5.6.1  性能指标  110
5.6.2  模拟环境  111
5.6.3  四种分簇算法的性能比较和分析  112
5.6.4  交叠分簇网络结构的性能  117
5.7  Ad Hoc网络中骨干网的建立和维护  121
5.7.1  相关概念和要求  121
5.7.2  骨干网的建立和维护  122
5.8  分簇网络结构的应用  123
5.8.1  基于分簇结构的路由协议  123
5.8.2  基于分簇结构的网络管理  125
5.8.3  基于簇的资源分配和信道接入机制  126
5.8.4  基于分簇结构的功率控制  127
5.8.5  基于分簇结构进行洪泛广播  128
5.8.6  分簇结构在蓝牙散布网络中的应用  128
第6章  Ad Hoc网络的节能问题  132
6.1  概述  132
6.2  协议栈各层涉及的节能问题  133
6.2.1  物理层  133
6.2.2  数据链路层  133
6.2.3  网络层  134
6.2.4  传输层  134
6.2.5  应用层  135
6.3  两种主要的节能机制  135
6.3.1  无线网卡动态关闭机制  135
6.3.2  功率控制机制  137
6.４  无线网卡动态关闭机制  138
6.4.1  MAC层无线网卡动态关闭机制  139
6.4.2  2.5层无线网卡动态关闭机制  145
6.4.3  性能分析和比较  148
6.5  功率控制机制  151
6.5.1  几种典型的功率控制机制  152
6.5.2  性能分析和比较  156
6.6  其他节能机制  158
第7章  Ad Hoc网络的QoS保障  164
7.1  概述  164
7.1.1  服务质量(QoS)的概念  164
7.1.2  当前Internet支持QoS保障概况  164
7.1.3  移动网络上提供QoS保障的现状  165
7.1.4  Ad Hoc网络中QoS保障的提出和面临的挑战  165
7.2  Ad Hoc网络协议栈各层的QoS保障机制  166
7.2.1  Ad Hoc网络的物理层和无线信道  166
7.2.2  Ad Hoc网络的QoS MAC协议  169
7.2.3  Ad Hoc网络的QoS路由  172
7.2.4  Ad Hoc网络中传输层协议的设计考虑  176
7.2.5  Ad Hoc网络中的自适应应用和动态自适应机制  178
7.3  Ad Hoc网络中的QoS信令机制  181
7.3.1  背景  181
7.3.2  RSVP在Ad Hoc网络中的应用分析  182
7.3.3  RSVP的改进  182
7.3.4  适用于Ad Hoc网络的带内信令机制(INSIGNIA)  183
7.3.5  相关问题  188
7.4  Ad Hoc网络中的QoS服务模型  190
7.4.1  概述  190
7.4.2  现有服务模型在Ad Hoc网络中的应用可行性  191
7.4.3  新的适用于Ad Hoc网络的服务模型  193
7.5  Ad Hoc网络中的其他QoS保障机制  197
7.5.1  备份路由  197
7.5.2  多路径传输机制  197
7.5.3  自适应转发机制  198
7.5.4  分组冗余消除机制  198
7.5.5  一种与应用和信道相关的综合QoS保障机制  199
第8章  Ad Hoc网络的应用  203
8.1  一些典型应用和潜在的应用  203
8.1.1  一些典型的应用  203
8.1.2  一些可能开展的应用  206
8.2  基于Ad Hoc网络的移动对等系统(MP2P)  207
8.2.1  概述  207
8.2.2  基于Ad Hoc网络的移动对等应用  208
8.2.3  移动对等系统面临的技术挑战  209
8.2.4  移动对等系统的开发  211
8.3  战术互联网(TI)  212
8.3.1  战术互联网的概念和组成  212
8.3.2  战术互联网的主要装备  213
8.3.3  战术互联网的业务需求  216
8.3.4  信道接入控制  217
8.3.5  路由协议和组网方式  218
8.3.6  战术互联网的信息处理  219
8.3.7  战术互联网的发展  220
8.4  Ad Hoc传感网络  222
8.4.1  传感网络的目标和特点  223
8.4.2  Ad Hoc传感网络的体系结构  223
8.4.3  Ad Hoc传感网络的设计  226
8.4.4  当前研究现状  229
第9章  Ad Hoc网络的实现及其他相关问题  232
9.1  Ad Hoc网络实现的相关技术  232
9.1.1  IEEE 802.11技术  232
9.1.2  CDMA技术  234
9.1.3  蓝牙技术(Bluetooth)  236
9.1.4  HiperLAN2  237
9.1.5  HomeRF  238
9.2  分级Ad Hoc网络的移动管理  239
9.2.1  概述  239
9.2.2  MMWN中的移动管理机制  239
9.2.3  虚拟子网结构中的移动管理  240
9.2.4  基于虚拟家乡区域的移动管理机制  240
9.3  安全问题  241
9.3.1  Ad Hoc网络存在的安全问题  241
9.3.2  Ad Hoc网络的安全目标  242
9.3.3  Ad Hoc网络的安全策略和机制  243
9.3.4  设计安全Ad Hoc网络面临的挑战  246
9.4  Ad Hoc网络与其他网络的互联  247
9.4.1  网络互联的几种形式  247
9.4.2  网络互联的解决方案  248
9.5  其他相关问题  252
9.5.1  Ad Hoc网络中的连接和信息共享问题  252
9.5.2  节点的激励协作机制  256
9.5.3  地址自动配置机制  257
9.5.4  服务发现  260
9.6  小结  263
第10章  Ad Hoc网络的发展和应用前景  265
10.1  发展脉络  265
10.2  应用前景  266
10.3  待解决的问题  267
附录：缩略语表  269