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目录1

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 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——FQAM25

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

第3章　Ad Hoc网络的信道接入协议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

3.5　单信道接入协议37

3.5.1 ALOHA37

3.5.2 CSMA37

3.4.3　基于多信道的接入协议37

3.4.2　基于双信道的接入协议37

3.5.3 MACA38

3.5.4 MACAW38

3.5.5 IEEE 802.11 DCF39

3.5.6 FAMA39

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CSMA58

3.7.2　DCA-PC59

3.8.1　二进制指数退避算法60

3.8　信道接入协议的退避算法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

5.3.7　调节簇尺寸的分簇算法100

5.3.6　无簇头分簇算法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

6.2.2　数据链路层133

6.2.1　物理层133

6.2　协议栈各层涉及的节能问题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

7.3.1 背景181

7.3 Ad Hoc网络中的QoS信令机制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

7.5.4 分组冗余消除机制198

7.5.3 自适应转发机制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 HiperLAN2237

9.1.5 HomeRF238

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

9.4.1 网络互联的几种形式247

9.4 Ad Hoc网络与其他网络的互联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