無線傳感器網(wǎng)絡

第1章 概述
1.1 傳感器微塵平臺
1.1.1 低端平臺
1.1.2 高端平臺
1.1.3 標準化工作
1.1.4 軟件
1.2 WSN工藝和協(xié)議棧
1.2.1 物理層
1.2.2 數(shù)據(jù)鏈路層
1.2.3 網(wǎng)絡層
1.2.4 傳輸層
1.2.5 應用層
參考文獻
第2章 WSN應用
2.1 軍事應用
2.1.1 智能微塵
2.1.2 狙擊手偵測系統(tǒng)
2.1.3 VigilNet系統(tǒng)
2.2 環(huán)境應用
2.2.1 大鴨島實驗
2.2.2 CORIE
2.2.3 ZebraNet系統(tǒng)
2.2.4 火山監(jiān)測
2.2.5 洪水早期檢測
2.3 醫(yī)療應用
2.3.1 人工視網(wǎng)膜
2.3.2 病人監(jiān)測
2.3.3 應急響應
2.4 家庭應用
2.4.1 用水監(jiān)測
2.5 工業(yè)應用
2.5.1 預防性維護
2.5.2 結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測
2.5.3 其他商業(yè)應用
參考文獻
第3章 WSN設計影響因素
3.1 硬件約束
3.2 容錯性
3.3 可擴展性
3.4 生產(chǎn)成本
3.5 WSN的拓撲結(jié)構(gòu)
3.5.1 預部署和部署階段
3.5.2 后期部署階段
3.5.3 額外節(jié)點的重新部署階段
3.6 傳輸介質(zhì)
3.7 功耗
3.7.1 傳感
3.7.2 數(shù)據(jù)處理
3.7.3 通信
參考文獻
第4章 物理層
4.1 物理層技術(shù)
4.1.1 RF
4.1.2 其他技術(shù)
4.2 射頻無線通信概述
4.3 信道編碼（差錯控制編碼）
4.3.1 分組碼
4.3.2 聯(lián)合信源信道編碼
4.4 調(diào)制
4.4.1 FSK
4.4.2 QPSK
4.4.3 二進制和M進制調(diào)制
4.5 無線信道效應
4.5.1 衰減
4.5.2 多徑效應
4.5.3 信道差錯率
4.5.4 圓盤圖表單元與統(tǒng)計信道模型
4.6 物理層標準
4.6.1 IEEE 802.1 5.4
4.6.2 現(xiàn)有的收發(fā)機
參考文獻
第5章 介質(zhì)訪問控制
5.1 MAC層的挑戰(zhàn)
5.1.1 功耗
5.1.2 結(jié)構(gòu)
5.1.3 基于事件的網(wǎng)絡
5.1.4 相關(guān)性
5.2 CSMA機制
5.3 基于競爭的介質(zhì)訪問
5.3.1 SMAC
5.3.2 BMAC
5.3.3 CCMAC協(xié)議
5.3.4 其他基于競爭的MAC協(xié)議
5.3.5 小結(jié)
5.4 預留的介質(zhì)訪問
5.4.1 TRAMA
5.4.2 其他預留的MAC協(xié)議
5.4.3 小結(jié)
5.5 混合介質(zhì)訪問
5.5.1 ZebraMAC
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第6章 差錯控制
6.1 差錯控制方案的分類
6.1.1 功率控制
6.1.2 ARQ
6.1.3 FEC
6.1.4 HARQ
6.2 WSN中的差錯控制
6.3 跨層分析模型
6.3.1 網(wǎng)絡模型
6.3.2 預期跳距
6.3.3 功耗分析
6.3.4 時延分析
6.3.5 解碼時延和功耗
6.3.6 BER和PER
6.4 差錯控制方案的比較
6.4.1 跳距延伸
6.4.2 發(fā)射功率控制
6.4.3 混合差錯控制
6.4.4 小結(jié)
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第7章 網(wǎng)絡層
7.1 路由選擇的挑戰(zhàn)
7.1.1 功耗
7.1.2 可擴展性
7.1.3 尋址技術(shù)
7.1.4 魯棒性
7.1.5 拓撲結(jié)構(gòu)
7.1.6 應用
7.2 以數(shù)據(jù)為中心和等級化的路由協(xié)議
7.2.1 洪泛
7.2.2 謠傳
7.2.3 信息協(xié)商機制
7.2.4 定向擴散
7.2.5 定性評價
7.3 分層協(xié)議
7.3.1 LEACH
7.3.2 PEGASIS
7.3.3 TEEN和APTEEN
7.3.4 定性評價
7.4 地理路由協(xié)議
7.4.1 MECN和SMECN
7.4.2 有損連接的地理轉(zhuǎn)發(fā)方案
7.4.3 PRADA
7.4.4 定性評價
7.5 基于QoS的協(xié)議
7.5.1 SAR
7.5.2 最小成本路徑轉(zhuǎn)發(fā)
7.5.3 SPEED
7.5.4 定性評價
參考文獻
第8章 傳輸層
8.1 傳輸層的挑戰(zhàn)
8.1.1 端到端的通信方式
8.1.2 應用相關(guān)性
8.1.3 能量消耗
8.1.4 非對稱執(zhí)行
8.1.5 路由/尋址受限
8.2 RMST
8.2.1 定性評價
8.3 PSFQ
8.3.1 定性評價
8.4 CODA
8.4.1 定性評價
8.5 ESRT協(xié)議
8.5.1 定量評價
8.6 GARUDA
8.6.1 定性評價
8.7 實時可靠性傳輸（RT）2協(xié)議
8.7.1 定性評價
參考文獻
第9章 應用層
9.1 信源編碼（數(shù)據(jù)壓縮）
9.1.1 傳感器LZW
9.1.2 分布式信源編碼
9.2 查詢處理
9.2.1 查詢表示
9.2.2 數(shù)據(jù)融合
9.2.3 COUGAR
9.2.4 Fjords架構(gòu)
9.2.5 微融合服務
9.2.6 TinyDB
9.3 網(wǎng)絡管理
9.3.1 MANNA
9.3.2 SNMS
參考文獻
第10章 跨層解決方案
10.1 層間影響
10.2 跨層的相互作用
10.2.1 MAC層和網(wǎng)絡層
10.2.2 MAC層和應用層
10.2.3 網(wǎng)絡層和物理層
10.2.4 傳輸層和物理層
10.3 跨層模塊
10.3.1 啟動判決
10.3.2 傳輸啟動
10.3.3 匯聚節(jié)點競爭
10.3.4 基于角度的路由
10.3.5 局部跨層擁塞控制
10.3.6 小結(jié)：XLP跨層的相互作用和性能
參考文獻
第11章 時間同步
11.1 時間同步的挑戰(zhàn)
11.1.1 低成本的時鐘
11.1.2 無線通信
11.1.3 資源受限
11.1.4 高部署密度
11.1.5 節(jié)點易失效
11.2 NTP
11.3 定義
11.4 TPSN
11.4.1 定性評價
11.5 RBS
11.5.1 定性評價
11.6 ACS
11.6.1 定性評價
11.7 TDP
11.7.1 定性評價
11.8 RDP
11.8.1 定性評價
11.9 小型/微型同步協(xié)議
11.9.1 定性評價
11.1 0其他協(xié)議
11.1 0.1 LTS
11.1 0.2 TSync
11.1 0.3 漸進優(yōu)化同步
11.1 0.4 移動網(wǎng)絡同步
參考文獻
第12章 定位
12.1 定位中的挑戰(zhàn)
12.1.1 物理層的測量
12.1.2 計算的約束
12.1.3 全球定位系統(tǒng)的不足
12.1.4 低端的傳感器節(jié)點
12.2 測距技術(shù)
12.2.1 接收信號強度
12.2.2 到達時間
12.2.3 到達時間差
12.2.4 到達角
12.3 基于測距的定位協(xié)議
12.3.1 Ad Hoc定位系統(tǒng)
12.3.2 有噪測距定位
12.3.3 基于時間的定位系統(tǒng)
12.3.4 輔助移動定位
12.4 基于預留的定位協(xié)議
12.4.1 凸位置估計
12.4.2 近似三角形內(nèi)點系統(tǒng)
參考文獻
第13章 拓撲管理
13.1 部署
13.2 功率控制
13.2.1 LMST
13.2.2 LMA和LMN
13.2.3 干擾感知功率控制
13.2.4 CONREAP
13.3 活動調(diào)度
13.3.1 GAF
13.3.2 ASCENT
13.3.3 SPAN
13.3.4 PEAS
13.3.5 STEM
13.4 分簇
13.4.1 分層分簇
13.4.2 HEED
13.4.3 覆蓋保持分簇
參考文獻
第14章 無線傳感器和執(zhí)行器網(wǎng)絡
14.1 WSAN的特點
14.1.1 網(wǎng)絡架構(gòu)
14.1.2 物理結(jié)構(gòu)
14.2 傳感器節(jié)點與執(zhí)行器節(jié)點協(xié)作
14.2.1 傳感器節(jié)點與執(zhí)行器節(jié)點通信要求
14.2.2 執(zhí)行器節(jié)點的選舉
14.2.3 最優(yōu)解決方案
14.2.4 分布式事件驅(qū)動的分簇和路由協(xié)議
14.2.5 性能
14.2.6 傳感器節(jié)點與執(zhí)行器節(jié)點協(xié)作的挑戰(zhàn)
14.3 執(zhí)行器節(jié)點與執(zhí)行器節(jié)點協(xié)作
14.3.1 任務分配
14.3.2 最優(yōu)解方案
14.3.3 局部拍賣協(xié)議
14.3.4 定性評價
14.3.5 執(zhí)行器節(jié)點與執(zhí)行器節(jié)點協(xié)作的挑戰(zhàn)
14.4 WSAN協(xié)議棧
14.4.1 管理域
14.4.2 協(xié)作域
14.4.3 通信域
參考文獻
第15章 無線多媒體傳感器網(wǎng)絡
15.1 設計挑戰(zhàn)
15.1.1 多媒體信源編碼
15.1.2 高帶寬要求
15.1.3 具體應用服務質(zhì)量要求
15.1.4 多媒體網(wǎng)內(nèi)處理
15.1.5 功耗
15.1.6 覆蓋范圍
15.1.7 資源限制
15.1.8 可變的信道容量
15.1.9 跨層耦合功能
15.2 網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)
15.2.1 單層結(jié)構(gòu)
15.2.2 多層結(jié)構(gòu)
15.2.3 覆蓋
15.3 多媒體傳感器的硬件
15.3.1 音頻傳感器
15.3.2 低分辨率視頻傳感器
15.3.3 中分辨率視頻傳感器
15.3.4 多媒體傳感器網(wǎng)絡配置舉例
15.4 物理層
15.4.1 THIRUWB
15.4.2 MCUWB
15.4.3 UWB測距
15.5 MAC層
15.5.1 FRASH MAC
15.5.2 實時獨立信道MAC
15.5.3 MIMO技術(shù)
15.5.4 開放研究問題
15.6 差錯控制
15.6.1 聯(lián)合信源信道編碼和功率控制
15.6.2 開放研究問題
15.7 網(wǎng)絡層
15.7.1 MMSPEED
15.7.2 開放研究問題
15.8 傳輸層
15.8.1 多跳緩沖和自適應性
15.8.2 錯誤的魯棒圖像傳輸
15.8.3 開放研究問題
15.9 應用層
15.9.1 流量管理和接入控制
15.9.2 多媒體編碼技術(shù)
15.9.3 靜態(tài)圖像編碼
15.9.4 分布式信源編碼
15.9.5 開放研究問題
15.1 0跨層設計
15.1 0.1 跨層控制單元
15.1 1進一步研究的問題
15.1 1.1 網(wǎng)內(nèi)處理的協(xié)作
15.1 1.2 同步
參考文獻
第16章 水下無線傳感器網(wǎng)絡
16.1 設計挑戰(zhàn)
16.1.1 陸上傳感器網(wǎng)絡與水下傳感器網(wǎng)絡
16.1.2 實時網(wǎng)絡與容遲網(wǎng)絡
16.2 水下傳感器網(wǎng)絡的組件
16.2.1 水下傳感器
16.2.2 自主式水下航行器
16.3 通信體系結(jié)構(gòu)
16.3.1 二維UWSN
16.3.2 三維UWSN
16.3.3 AUV傳感器網(wǎng)絡
16.4 水聲傳播的基本要素
16.4.1 Urick傳播模型
16.4.2 深水區(qū)信道模型
16.4.3 淺水區(qū)信道模型
16.5 物理層
16.6 介質(zhì)訪問控制層
16.6.1 基于CSMA的MAC協(xié)議
16.6.2 基于CDMA的MAC協(xié)議
16.6.3 混合MAC協(xié)議
16.7 網(wǎng)絡層
16.7.1 集中式路由方案
16.7.2 分布式路由方案
16.7.3 混合路由方案
16.8 傳輸層
16.8.1 開放研究課題
16.9 應用層
16.1 0跨層設計
參考文獻
第17章 地下無線傳感網(wǎng)
17.1 應用
17.1.1 環(huán)境監(jiān)測
17.1.2 基礎設施監(jiān)測
17.1.3 定位應用
17.1.4 邊境巡邏和安全監(jiān)測
17.2 設計方面的挑戰(zhàn)
17.2.1 能量效率問題
17.2.2 網(wǎng)絡拓撲設計
17.2.3 天線設計
17.2.4 惡劣環(huán)境
17.3 網(wǎng)絡架構(gòu)
17.3.1 土壤中的WUSN
17.3.2 礦井隧道中的WUSN
17.4 使用電磁波技術(shù)的地下無線信道
17.4.1 地下信道的特性
17.4.2 土壤特性對地下信道的影響
17.4.3 土壤介電常數(shù)
17.4.4 地下信號傳播
17.4.5 地面反射
17.4.6 多徑衰落及誤碼率
17.5 地下無線信道的磁感應技術(shù)
17.5.1 MI信道模型
17.5.2 MI波導
17.5.3 土壤中的MI波及MI波導特性
17.6 礦井及公路/地鐵隧道環(huán)境下的無線通信
17.6.1 隧道環(huán)境
17.6.2 房柱式環(huán)境
17.6.3 與實驗測量情況的對比
17.7 通信架構(gòu)
17.7.1 物理層
17.7.2 數(shù)據(jù)鏈路層
17.7.3 網(wǎng)絡層
17.7.4 傳輸層
17.7.5 跨層設計
參考文獻
第18章 主要挑戰(zhàn)
18.1 傳感器網(wǎng)絡和Internet的聯(lián)合
18.2 實時和多媒體通信
18.3 協(xié)議棧
18.4 同步和定位
18.5 挑戰(zhàn)環(huán)境中的WSN
18.6 實際的考慮
18.7 無線納米傳感器網(wǎng)絡
參考文獻
索引及中英文縮寫對照表