高级无线网络：技术及商业模式（第三版）

目 录
第1章 概述——高级无线网络的广义模型 1
1.1 网络模型 2
1.1.1 节点渗透 2
1.1.2 链路渗透——认知链路 3
1.2 网络连通性 4
1.3 具有小世界特性的无线网络设计 5
1.3.1 蜂窝重组 5
1.3.2 流量分布感知重组 7
1.3.3 多蜂窝重组 7
1.4 频率信道备份 8
1.4.1 m / kf / s合约 9
1.4.2 随机冗余分配(R2A) 9
1.4.3 按需冗余分配 9
1.5 广义网络模型 10
1.6 s网格网络的路由协议 11
1.6.1 特定应用路由协议 13
1.7 网络性能 13
1.7.1 平均路径长度 14
1.7.2 分簇 14
1.8 节点、路由、拓扑和网络健壮性 14
1.9 功耗 15
1.10 协议的复杂度 16
1.11 性能评估 17
1.11.1 平均路径长度 17
1.11.2 分簇系数 18
1.11.3 节点健壮性 18
1.11.4 网络健壮性 18
1.11.5 功耗 19
1.11.6 协议的复杂度 20
1.12 本书概览 22
1.12.1 第1章：概述——高级无线网络的广义模型 22
1.12.2 第2章：自适应网络层 22
1.12.3 第3章：移动性管理 22
1.12.4 第4章：ad hoc网络 22
1.12.5 第5章：传感器网络 22
1.12.6 第6章：安全 22
1.12.7 第7章：网络经济学 22
1.12.8 第8章：多跳蜂窝网络 23
1.12.9 第9章：认知网络 23
1.12.10 第10章：随机几何 23
1.12.11 第11章：异构网络 23
1.12.12 第12章：接入点选择 23
1.12.13 第13章：自组织网络 23
1.12.14 第14章：复杂网络 24
1.12.15 第15章：大规模MIMO系统 24
1.12.16 第16章：网络优化理论 24
1.12.17 第17章：网络信息论 24
1.12.18 第18章：高级网络架构的稳定性 24
1.12.19 第19章：多运营商频谱共享 24
1.12.20 第20章：大规模网络和均场理论 24
1.12.21 第21章：毫米波网络 25
1.12.22 第22章：无线网络中的云计算 25
1.12.23 第23章：无线网络和匹配理论 25
1.12.24 第24章：动态无线网络基础设施 25
附录A.1 25
参考文献 26
第2章 自适应网络层 28
2.1 图和路由协议 28
2.2 图论 43
2.3 拓扑聚合路由 45
2.3.1 网络和聚合模型 46
参考文献 48
第3章 移动性管理 52
3.1 蜂窝网络 52
3.1.1 蜂窝网络中的移动性管理 53
3.1.2 位置注册和呼叫传递 56
3.1.3 位置更新和终端寻呼 59
3.1.4 4G无线网络中的WATM切换管理 69
3.1.5 卫星网络的移动性管理 70
3.2 具有优先切换功能的蜂窝系统 71
3.2.1 性能示例 78
3.3 蜂窝驻留时间分布 79
3.4 微蜂窝及微微蜂窝网络中的移动性预测 83
3.4.1 PST-QoS保证框架 84
3.4.2 最有可能的簇模型 85
附录A.3 中间蜂窝的距离计算 91
参考文献 96
第4章 ad hoc网络 99
4.1 路由协议 99
4.1.1 ad hoc路由协议 100
4.1.2 反应式协议 104
4.2 混合路由协议 114
4.3 可扩展路由策略 118
4.4 多路径路由 124
4.5 分簇协议 126
4.5.1 引言 126
4.5.2 分簇算法 127
4.6 路由的实现方案 135
4.7 分布式QoS路由 141
4.7.1 转发收到的令牌 144
4.7.2 带宽限制路由 144
参考文献 148
第5章 传感器网络 151
5.1 引言 151
5.2 传感器网络参数 152
5.3 传感器网络架构 154
5.3.1 物理层 155
5.3.2 数据链路层 155
5.3.3 网络层 157
5.3.4 传输层 160
5.3.5 应用层 161
5.4 移动传感器网络部署 162
5.5 定向扩散 164
5.6 无线传感器中的聚合 167
5.7 边界估计 170
5.7.1 ?中递归二元分区(RDP)的数量 172
5.7.2 克劳夫特不等式 172
5.7.3 可实现精度的上限 173
5.7.4 系统优化 174
5.8 传感器网络中的最佳传输半径 176
5.9 数据漏斗 180

5.10 传感器网络中的等效传输控制协议 183
参考文献 183
第6章 安全 189
6.1 认证 189
6.1.1 攻击简单的加密认证 191
6.1.2 规范认证协议 193
6.2 安全架构 195
6.3 密钥管理 198
6.4 ad hoc网络中的安全性 201
6.4.1 自组织公钥管理 204
6.5 传感器网络中的安全性 205
参考文献 207
第7章 网络经济学 209
7.1 网络经济学基础 209
7.1.1 外部效应 209
7.1.2 服务定价 210
7.1.3 拥塞收费 211
7.1.4 拥塞博弈 212
7.1.5 建模服务差异化 213
7.1.6 竞争 214
7.1.7 拍卖 214
7.1.8 为QoS投标 215
7.1.9 带宽拍卖 216
7.1.10 投资 217
7.2 无线网络微观经济学：赞助数据 220
7.2.1 解决方案 220
7.2.2 赞助数据模型 221
7.3 市场均衡的频谱定价 223
7.3.1 网络和定价模型 224
7.3.2 频谱定价优化 224
7.3.3 分布式解决方案 227
7.3.4 分布式定价模型的稳定性 228
7.4 序列频谱共享 230
7.4.1 序列频谱共享和相关市场模型 230
7.4.2 迭代协商算法 233
7.5 数据计划交易 236
7.5.1 用户买卖双方交易激励模型的建立 237
7.5.2 ISP交易策略 240
参考文献 241
第8章 多跳蜂窝网络 244
8.1 多跳、多运营商、多技术无线网络建模 244
8.2 技术背景 244
8.3 系统模型和表示 246
8.4 m3路由发现协议 248
8.4.1 最小距离路由 248
8.4.2 有限干扰路由/调度 249
8.5 m3路由发现协议的性能 251
8.6 协议的复杂度 252
8.7 流量卸载激励 254
8.7.1 MNO与SSO之间的协作谈判 257
8.8 性能说明 258
8.8.1 m3路由发现协议 258
8.8.2 改进的m3路由发现协议的容量和吞吐量 260
8.8.3 流量卸载激励 261
8.8.4 移动性的实现和影响 263
参考文献 264
第9章 认知网络 266
9.1 技术背景 266
9.1.1 基本原理 266
9.1.2 网络层和传输层协议 267
9.2 多跳认知网络频谱拍卖 268
9.2.1 技术背景 270
9.2.2 系统模型 270
9.2.3 启发式真实拍卖 273
9.2.4 随机拍卖 275
9.3 多跳认知蜂窝网络中的复合拍卖 279
9.3.1 网络模型 279
9.3.2 频谱感知路由发现协议 282
9.3.3 联合资源拍卖和小费计划 284
9.3.4 基于强化学习的拍卖方案 286
9.3.5 基于小组的拍卖设计 286
9.3.6 一般场景的进一步延伸 290
9.3.7 系统性能 290
参考文献 299
第10章 随机几何 301
10.1 技术背景 301
10.1.1 点过程 301
10.1.2 中断概率 303
10.1.3 多层蜂窝网络 304
参考文献 306
第11章 异构网络 310
11.1 预备工作 310
11.2 自组织小型蜂窝网络 311
11.2.1 技术背景 311
11.2.2 系统模型 312
11.2.3 自组织SCN 315
11.3 动态网络架构 316
11.3.1 系统模型 316
11.3.2 最佳网络架构 319
11.3.3 最优拓扑的动态跟踪 324
11.3.4 性能图解 328
11.4 异构网络经济学 333
11.4.1 仅宏蜂窝服务 334
11.4.2 飞蜂窝简介 335
11.4.3 用户的预留收益的影响 337
11.4.4 飞蜂窝频率复用 338
11.4.5 飞蜂窝运营成本 338
11.4.6 有限的飞蜂窝覆盖 339
参考文献 340
第12章 接入点选择 344
12.1 技术背景 344
12.2 网络选择博弈 346
12.3 联合AP选择和功率分配 349
12.3.1 单AP网络 350
12.3.2 联合AP选择和功率控制 352
12.3.3 分布式算法 353
12.4 联合AP选择和波束成形优化 356
12.4.1 网络模型 356
参考文献 365
第13章 自组织网络 368
13.1 自组织网络优化 368
13.2 系统模型 368
13.3 天线倾斜度和AP关联的联合优化 370
13.3.1 系统目标函数 370
13.3.2 优化问题 371
参考文献 373
第14章 复杂网络 374
14.1 大规模网络的演进趋势 374
14.1.1 网络类型 374
14.2 网络特性 377
14.3 随机图 380
参考文献 382
第15章 大规模MIMO系统 384
15.1 线性预编码的多蜂窝下行链路系统 385
15.1.1 技术背景 385
15.2 系统模型 387
15.2.1 信道不确定性建模 388
15.2.2 随机优化 389
15.3 理想信道状态信息的优化 389
15.4 WSRM问题的健壮性设计 391
15.4.1 近似方案1 392
15.4.2 近似方案2 394
附录A.15 399
附录B.15 399
参考文献 401
第16章 网络优化理论 403
16.1 引言 403
16.2 分层优化分解 403
16.2.1 TCP拥塞控制 404
16.2.2 TCP Reno/RED 405
16.2.3 TCP Vegas/DropTail 405
16.2.4 MAC协议优化 406
16.2.5 效用最优MAC协议/社交最优 408
16.3 跨层设计 410
16.3.1 拥塞控制和路由 410
16.3.2 拥塞控制和物理资源分配 413
16.3.3 拥塞和竞争控制 415
16.3.4 拥塞控制、路由和调度 417
16.4 优化问题分解方法 419
16.4.1 耦合约束解耦 419
16.4.2 基本NUM对偶分解 419
16.4.3 耦合约束 422
16.4.4 解耦耦合目标 422
16.4.5 替代分解 424
参考文献 426
第17章 网络信息论 429
17.1 ad hoc网络容量 429
17.1.1 任意网络 429
17.1.2 随机网络 430
17.1.3 任意网络：传输容量的上限 431
17.1.4 任意网络：传输容量的下限 434
17.1.5 随机网络：吞吐量的下限 435
17.2 信息论和网络架构 438
17.2.1 高衰减下的上限 440
17.2.2 高衰减下的多跳和可行下限 441
17.3 无线多跳ad hoc网络中的协作传输 444
参考文献 449
第18章