下一代无线因特网技术：无线Mesh网络

第1章　无线Mesh网络的起源与演进　1
1.1　无线Mesh网络的起源　1
1.2　移动Ad hoc网络向无线Mesh网络的演进　3
1.3　无线Mesh网络的定义　7
1.4　无线Mesh网络与蜂窝网络的主要区别　8
1.5　无线Mesh网络与WLAN(Wi-Fi)的主要区别　8
1.6　无线Mesh网络与移动Ad hoc网的主要区别　8
1.7　无线Mesh网络的主要优缺点　9

第2章　无线Mesh网络结构与连通性　11
2.1　无线Mesh网络结构与特点　11
2.1.1　平面网络结构　11
2.1.2　多级网络结构　12
2.1.3　混合网络结构　12
2.1.4　无线Mesh网络结构的特点　13
2.1.5　实用结构案例　14
2.2　802.16(WiMAX)的Mesh结构　15
2.2.1　IEEE 802.16标准介绍　15
2.2.2　WiMAX Mesh网络结构　16
2.2.3　WiMAX Mesh网络帧结构　18
2.3　其他802标准族对Mesh结构的支持　22
2.3.1　802.11s对Mesh结构的支持　23
2.3.2　802.15系列对Mesh结构的支持　23
2.3.3　802.20对Mesh结构的支持　26
2.4　无线Mesh网络连通性　27
2.4.1　网络连通性中的图形学理论　27
2.4.2　基于图的无线Mesh网络连通性　29
2.4.3　基于渗透理论的无线Mesh网络连通性　29

第3章　无线Mesh网络MAC协议与资源管理　32
3.1　802.11b/a/g MAC协议　32
3.1.1　基于802.11的WLAN MAC协议　32
3.1.2　分布式协调功能(DCF)　35
3.1.3　集中式协调功能(PCF)　38
3.2　802.11e MAC补充协议　41
3.2.1　802.11e MAC协议工作机制　41
3.2.2　802.11e EDCF协议的分析模型与性能评价　52
3.3　基于802.16 MAC协议　56
3.3.1　802.16d/e物理层与MAC层协议参考模型　57
3.3.2　影响MAC协议的物理层考虑的因素　58
3.3.3　MAC层需求　58
3.3.4　MAC层实现　59
3.4　速率自适应多跳网MAC协议　69
3.4.1　速率自适应原理　69
3.4.2　基于接收器的自适应速率(RBAR)算法实现　70
3.4.3　与802.11 MAC协议的融合　71
3.5　多信道Mesh网MAC协议　73
3.5.1　多信道 MAC的需求　73
3.5.2　多信道MAC面临的问题　74
3.5.3　几种多信道MAC协议　75
3.6　无线Mesh网络视频流媒体业务的自适应编解码与传输　80
3.6.1　流媒体定义与特点　81
3.6.2　无线Mesh网络中流媒体业务传输特点　81
3.6.3　可分级编码与自适应传输的必要性　82
3.6.4　可分级编码的实现　83
3.6.5　无线Mesh网络中流媒体自适应传输的实现　88
3.7　无线Mesh网络的多址接入技术　90
3.7.1　多入多出(MIMO)空间信道模型　90
3.7.2　正交频分复用(OFDM)技术　93
3.7.3　正交分割多址(QDMA)技术　97
3.7.4　802.20标准对多带技术支持　97

第4章　无线Mesh网络路由协议　103
4.1　无线Mesh网络主要相关路由协议简介　103
4.1.1　动态源路由(DSR)协议　103
4.1.2　基于目的序号距离矢量(DSDV)协议　104
4.1.3　按需距离矢量(AODV)协议　104
4.1.4　基于关联性的路由(ABR)协议　105
4.1.5　基于信号稳定性路由(SSR)协议　106
4.1.6　多径源路由(MSR)协议　107
4.2　无线Mesh网络路由协议设计基础　108
4.2.1　无线Mesh网络路由的特点　108
4.2.2　无线Mesh网络路由协议分类　108
4.3　多射频链路质量源路由(MR-LQSR)协议　110
4.3.1　LQSR协议简介　111
4.3.2　WCETT路由判据　113
4.3.3　相关链路状态路由判据　117
4.4　可预测的无线路由协议(PWRP)　119
4.4.1　MetroMeshTM网络　119
4.4.2　PWRP协议机制和技术特点　120
4.4.3　PWRP相关技术现状及发展趋势　124
4.5　单收发器多信道路由协议(MCRP)　124
4.5.1　MCRP背景及其关键技术分析　124
4.5.2　MCRP简介　127
4.6　无线Mesh网络其他路由协议　133
4.6.1　高吞吐率路由(SrcRR)协议　133
4.6.2　射频感知路由协议(RARP)　135

第5章　无线Mesh网络QoS相关技术　138
5.1　无线Mesh网络QoS保证基本方法　138
5.1.1　QoS保证的基本要求　138
5.1.2　QoS保证的基本策略　139
5.1.3　QoS保证的基本方法　140
5.2　802.11e与802.16 QoS保证和管理　142
5.2.1　802.11e QoS保证　142
5.2.2　802.16 MAC层的QoS相关机制　143
5.2.3　MAC层QoS结构和业务调度策略　149
5.2.4　802.16中的QoS保证机制　150
5.3　3GPP QoS保证与管理　153
5.3.1　3GPP的QoS的定义　154
5.3.2　3GPP业务类型定义　156
5.3.3　UMTS网络QoS管理功能　158
5.4　多媒体业务的建模　160
5.4.1　话音业务的建模　160
5.4.2　视频电话业务的建模　161
5.4.3　数据业务的建模　162
5.4.4　MPEG-4业务的建模　165

第6章　无线Mesh网络的安全方案　171
6.1　无线Mesh网络的安全缺陷以及攻击手段　171
6.1.1　无线Mesh网络的安全缺陷　171
6.1.2　无线Mesh网络的攻击手段　173
6.2　无线Mesh网络安全技术　177
6.2.1　无线Mesh网络基本安全要素　177
6.2.2　交换中心中的认证(网关级安全)　183
6.2.3　监控和入侵检测　187
6.2.4　空中接口的安全　189
6.2.5　Tropos Networks的多层安全模型　190
6.2.6　安全网络设计与部署　194
6.3　无线Mesh网络相关安全协议与标准　200
6.3.1　远程身份验证拨入用户服务协议(RADIUS)　200
6.3.2　中国无线网络安全国家标准WAPI　202
6.3.3　IEEE 802.11i无线局域网安全协议　205
6.3.4　Wi-Fi联盟的WPA协议　209
6.3.5　脆弱的WEP　210

第7章　无线Mesh网络的跨层设计　212
7.1　跨层设计的背景　212
7.1.1　因特网协议栈的演进　212
7.1.2　跨层设计的必要性　216
7.1.3　跨层设计的基本要求　216
7.2　跨层设计主要技术　219
7.2.1　跨层设计原则与方法　219
7.2.2　跨层信息交互　221
7.2.3　跨层信令交互方式　223
7.2.4　跨层设计的有效性与局限性　226
7.3　跨层设计方案分析　227
7.3.1　MAC协议跨层设计　227
7.3.2　路由协议跨层设计　231

第8章　无线Mesh网络的应用　243
8.1　无线Mesh网络的商业模式　243
8.1.1　WISP模式　243
8.1.2　因特网延伸模式　245
8.1.3　行业应用模式　247
8.2　教育行业应用方案　248
8.2.1　北电网络中国某大学应用方案　248
8.2.2　北电网络某校园专用网应用方案　250
8.3　应急通信应用方案　251
8.3.1　MeshNetworks公司俄勒冈警察局应用方案　251
8.3.2　Firetide公司警察局应用方案　253
8.4　城市智能交通系统(ITS)应用方案　254
8.4.1　MeshNetworks公司英格兰Portal智能交通系统应用方案　254
8.4.2　PacketHop公司金门大桥安全网络应用方案　255
8.4.3　北电网络移动城市应用方案　257
8.4.4　Firetide公司加州Culver城即时无线Mesh网络应用方案　258
8.5　其他应用方案　259
8.5.1　无线社区网应用方案　259
8.5.2　数字家庭应用方案　261
8.5.3　无线传感器网络应用方案　261
8.5.4　无线Mesh网络未来应用展望　263

附录A　无线Mesh网络主要标准化组织　265
附录B　缩略语中英文对照表　269

参考文献　277