移動Ad Hoc網(wǎng)絡：前沿研究方向（第2版）

第1部分  總 體 介 紹

第1章  多跳Ad Hoc網(wǎng)絡的演進路線 2

摘要 2

1.1  引言 2

1.2  MANET研究的主要成就和教訓 3

1.2.1  MANET研究的主要成就 3

1.2.2  MANET研究存在的問題和經(jīng)驗教訓 11

1.3  多跳Ad Hoc網(wǎng)絡：從理論到現(xiàn)實 12

1.3.1  Mesh網(wǎng)絡 13

1.3.2  機會網(wǎng)絡 14

1.3.3  車載Ad Hoc網(wǎng)絡（VANET） 17

1.3.4  傳感器網(wǎng)絡 18

1.4  小結(jié)與結(jié)論 20

參考文獻 21

第2章　支持移動多跳無線網(wǎng)絡技術(shù)和標準 29

摘要 29

2.1  引言 29

2.2  寬帶無線接入技術(shù) 31

2.2.1  IEEE 802.16 Mesh 31

2.2.2  IEEE 802.16j 34

2.3  無線局域網(wǎng)絡技術(shù) 37

2.3.1  IEEE 802.11s 37

2.3.2  IEEE 802.11n和IEEE 802.11z 41

2.3.3  IEEE 802.11p/WAVE 43

2.4  個域網(wǎng)技術(shù) 46

2.4.1  IEEE 802.15.5標準 46

2.4.2  ZigBee的工業(yè)標準 49

2.4.3  基于IPv6的WPAN 51

2.5  異構(gòu)場景的移動性支持 56

2.6  結(jié)論 59

參考文獻 60

第3章　應用場景 68

摘要 68

3.1  引言 68

3.2  軍事應用 70

3.2.1  通信 70

3.2.2  協(xié)同 71

3.3  網(wǎng)絡連接 72

3.3.1  星際互聯(lián)網(wǎng) 72

3.3.2  農(nóng)村地區(qū) 73

3.3.3  市/社區(qū)系統(tǒng) 74

3.4  無線傳感器網(wǎng)絡 74

3.4.1  身體和健康監(jiān)測 75

3.4.2  智能住宅 75

3.4.3  工業(yè)監(jiān)控 76

3.4.4  環(huán)境監(jiān)測 77

3.4.5  動物監(jiān)測 77

3.5  搜救 79

3.5.1  搜索和救援無人機 79

3.5.2  未知區(qū)域的多主體探測 80

3.6  車載自組織網(wǎng)絡 82

3.6.1  駕駛安全支持系統(tǒng) 82

3.6.2  車輛協(xié)調(diào) 83

3.6.3  通知系統(tǒng) 83

3.6.4  智能交通系統(tǒng) 84

3.7  個人信息傳輸 85

3.8  結(jié)論 87

參考文獻 87

第4章　Ad Hoc網(wǎng)絡的安全性問題 94

摘要 94

4.1  引言 94

4.1.1  無線Ad Hoc網(wǎng)絡的安全挑戰(zhàn) 95

4.1.2  WSN、UWSN、WMN、DTN和VANET 96

4.2  無線傳感器網(wǎng)絡 97

4.2.1  對網(wǎng)絡可用性和服務完整性的攻擊 99

4.2.2  對隱私性和保密性的攻擊 107

4.2.3  對數(shù)據(jù)完整性的攻擊 108

4.2.4  WSN中的安全威脅和對策概要 110

4.3  無人值守無線傳感器網(wǎng)絡 110

4.3.1  數(shù)據(jù)生存能力 111

4.3.2  Self-Key自愈和入侵恢復 113

4.3.3  認證 114

4.3.4  UWSN安全威脅和對策概述 114

4.4  無線Mesh網(wǎng)絡 115

4.4.1  安全面臨的挑戰(zhàn)和現(xiàn)有對策 116

4.4.2  無線Mesh網(wǎng)絡中的安全威脅和對策摘要 117

4.5  容延遲網(wǎng)絡 118

4.5.1  DTN的應用 119

4.5.2  DTN的安全問題 119

4.5.3  總結(jié) 120

4.6  車載Ad Hoc網(wǎng)絡（VANET） 121

4.6.1  VANET的優(yōu)勢及存在的問題 121

4.6.2  VANET的設計目標和挑戰(zhàn) 122

4.6.3  VANET的可測量性和服務完整性 123

4.6.4  VANET的安全和隱私 124

4.6.5  摘要和展望 126

4.7  結(jié)論和開放性的研究問題 126

參考文獻 127

第5章　終端用戶移動性架構(gòu)的解決方案 137

摘要 137

5.1  引言 137

5.2  Mesh網(wǎng)絡 138

5.2.1  Mesh技術(shù)和終端用戶移動性 139

5.2.2  定義和挑戰(zhàn) 139

5.2.3  微移動性支持 140

5.2.4  微移動和宏移動支持 149

5.3  無線傳感器網(wǎng)絡 161

5.3.1  基于接收器的移動性問題 162

5.3.2  FLEXOR：移動支持軟件體系結(jié)構(gòu) 164

5.4  結(jié)論 166

參考文獻 167

第6章　移動Ad Hoc網(wǎng)絡研究成果的實驗及仿真 170

摘要 170

6.1  引言 170

6.2  移動Ad Hoc網(wǎng)絡仿真工具和實驗平臺概述 171

6.2.1  仿真工具 171

6.2.2  實驗平臺 172

6.3  仿真和實驗的區(qū)別：問題和參數(shù) 177

6.3.1  物理層問題 178

6.3.2  移動性建模 185

6.3.3  MAC層的注意事項 187

6.3.4  影響上層的因素和其他問題 191

6.3.5  模擬器性能的比較 192

6.4  完善的仿真：確認、驗證和校準 194

6.5  模擬器和測試平臺的前景展望 197

6.6  結(jié)論 199

參考文獻 199

第2部分  Mesh網(wǎng)絡 

第7章  多頻點多通道無線Mesh網(wǎng)絡中的資源優(yōu)化 212

摘要 212

7.1  引言 212

7.2  網(wǎng)絡和干擾模型 214

7.3  SINR模型下的最大化鏈路激活 215

7.4  最優(yōu)鏈路調(diào)度 217

7.4.1  優(yōu)化公式化表述 218

7.4.2  列生成 220

7.4.3  功率控制和速率自適應的擴展 221

7.5  聯(lián)合路由和調(diào)度 223

7.5.1  流量守恒路由 224

7.5.2  路徑生成路由 224

7.6  處理信道分配和定向天線 225

7.6.1  信道分配 226

7.6.2  定向天線 229

7.7  協(xié)作網(wǎng)絡 230

7.7.1  k-協(xié)作圖表 230

7.7.2  超級鏈路分類 232

7.7.3  應用于k-協(xié)作的列生成 235

7.8  結(jié)論和未來展望 236

參考文獻 237

第8章  Mesh網(wǎng)絡中的服務質(zhì)量 241

摘要 241

8.1  引言 241

8.2  QoS的定義 243

8.3  現(xiàn)有QoS路由方法的分類 243

8.4  基于優(yōu)化路徑選擇的路由協(xié)議 245

8.4.1  彈性需求優(yōu)化 248

8.4.2  固定需求優(yōu)化 249

8.4.3  基于無關(guān)路由的魯棒性優(yōu)化 250

8.4.4  隨機需求優(yōu)化 252

8.4.5  飽和數(shù)據(jù)流優(yōu)化 253

8.4.6  未解決問題 253

8.5  最小權(quán)值路徑選擇的路由度量 254

8.5.1  設計原則 255

8.5.2  已有方法 257

8.5.3  未解決問題 266

8.6  基于反饋的路徑選擇 267

8.7  結(jié)論 268

參考文獻 268

第3部分  機 會 網(wǎng) 絡

第9章  容延遲網(wǎng)絡和機會網(wǎng)絡的應用 276

摘要 276

9.1  應用場景 276

9.1.1  受限區(qū)域場景 276

9.1.2  市區(qū)場景 278

9.2  基于DTN的應用面臨的挑戰(zhàn) 280

9.2.1  案例研究：基于消息的應用——電子郵件 281

9.2.2  案例研究：基于流的應用——XMPP 284

9.3  DTN應用的關(guān)鍵機制 285

9.3.1  DTN應用程序的安全性 286

9.3.2  與傳統(tǒng)應用程序的交互 288

9.3.3  用戶界面 290

9.4  DTN應用（案例研究） 292

9.4.1  網(wǎng)頁 292

9.4.2  內(nèi)容搜索 296

9.4.3  地下采礦中的應用 301

9.4.4  浮動內(nèi)容 307

9.5  結(jié)論：DTN應用的反思 311

參考文獻 312

第10章　機會網(wǎng)絡中的移動模型 314

摘要 314

10.1  引言 314

10.2  基于接觸的度量、分析和建模 315

10.2.1  度量 315

10.2.2  基于接觸的數(shù)據(jù)集 317

10.2.3  相互接觸時間分析 319

10.2.4  相互接觸時間特性 320

10.2.5  接觸點數(shù)量及持續(xù)時間 326

10.3  軌跡模型 328

10.3.1  第一步：測量 328

10.3.2  自由空間模型 337

10.3.3  與空間有關(guān)的模型 337

10.3.4  與時間有關(guān)的模型 345

10.4  網(wǎng)絡協(xié)議設計的含義 348

10.4.1  冪律相互接觸時間 348

10.4.2  社會結(jié)構(gòu) 350

10.5  新模式：延遲-資源權(quán)衡 353

10.5.1  延遲-容量權(quán)衡 353

10.5.2  延遲-負載均衡權(quán)衡 355

10.5.3  延遲-能量權(quán)衡 359

參考文獻 360

第11章　機會路由 365

摘要 365

11.1  引言 365

11.2  機會網(wǎng)絡基礎(chǔ) 367

11.2.1  連通性 367

11.2.2  移動性 369

11.2.3  節(jié)點資源 371

11.2.4  高效的機會轉(zhuǎn)發(fā)：機會與挑戰(zhàn)并存 372

11.3  不確定性處理：基于冗余的路由 373

11.3.1  基于泛洪的方案 373

11.3.2  受控的復制方案 375

11.3.3  基于編碼的方案 377

11.3.4  基于復制轉(zhuǎn)發(fā)的討論 379

11.4  利用結(jié)構(gòu)優(yōu)勢：基于效用的轉(zhuǎn)發(fā) 380

11.4.1  基于連接的效用 380

11.4.2  基于未連接的效用 387

11.5  混合解決方案：結(jié)合冗余和效用 388

11.5.1  基于效用的泛洪 389

11.5.2  噴射和基于效用的噴射 389

11.5.3  智能復制 390

11.5.4  DTN-MANET的混合環(huán)境 390

11.6  結(jié)論 391

參考文獻 391

第12章　機會網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)傳播 397

摘要 397

12.1  引言 397

12.2  初步設想：PodNET 399

12.2.1  數(shù)據(jù)組織 400

12.2.2  內(nèi)容為中心的傳播策略 400

12.2.3  性能結(jié)果 401

12.2.4  要點總結(jié) 402

12.3  社會意識方案 403

12.3.1  社會意識效用 403

12.3.2  社會意識傳輸策略 405

12.3.3  性能結(jié)果 405

12.3.4  要點總結(jié) 406

12.4  發(fā)布/訂閱方案 406

12.4.1  群體檢測 408

12.4.2  疊置處理 409

12.4.3  性能結(jié)果 410

12.4.4  要點總結(jié) 411

12.5  全局優(yōu)化 411

12.5.1  系統(tǒng)模型 411

12.5.2  延遲效用函數(shù) 412

12.5.3  最優(yōu)緩存配置 413

12.5.4  從全局到局部的決策 414

12.5.5  性能結(jié)果 414

12.5.6  要點總結(jié) 415

12.6  基于基礎(chǔ)設施的方案 415

12.6.1  推動-追蹤系統(tǒng) 416

12.6.2  性能結(jié)果 418

12.6.3  要點總結(jié) 419

12.7  由無結(jié)構(gòu)P2P系統(tǒng)啟發(fā)的方法 419

12.7.1  系統(tǒng)模型 420

12.7.2  穩(wěn)定區(qū)域 420

12.7.3  最優(yōu)策略 421

12.7.4  要點總結(jié) 422

12.8  拓展閱讀 422

12.8.1  社會意識方案 422

12.8.2  發(fā)布/訂閱方案 423

12.8.3  全局最優(yōu)化 424

12.8.4  基于基礎(chǔ)設施的方法 425

12.8.5  P2P系統(tǒng)啟發(fā)的解決方案 426

參考文獻 426

第13章　數(shù)據(jù)運算中的群體計算 432

摘要 432

13.1  引言 432

13.2  理想的并行操作模型 434

13.2.1  定義 434

13.2.2  現(xiàn)實世界的軌跡 435

13.3  數(shù)據(jù)運算 437

13.4  社會意識的數(shù)據(jù)運算 440

13.4.1  群體結(jié)構(gòu) 440

13.4.2  工作設備和主設備的選擇 442

13.4.3  限制任務壽命 445

13.4.4  主設備選擇：團體和日期中心 446

13.4.5  展望 448

13.5  相關(guān)工作 448

13.6  結(jié)論和下一步工作 449

致謝 450

參考文獻 450

第４部分  車載自組織網(wǎng)絡

第14章　車載自組織網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信協(xié)議的分類 454

摘要 454

14.1  引言 454

14.2  VANET通信協(xié)議分類 456

14.2.1  定義和命名問題 456

14.2.2  公路尺寸 457

14.2.3  鄰居信息 458

14.2.4  確認 458

14.2.5  選擇開始轉(zhuǎn)發(fā)車輛 458

14.2.6  轉(zhuǎn)發(fā)競爭 459

14.2.7  連接性 460

14.2.8  緊迫性 460

14.2.9  消息內(nèi)容 460

14.3  面向可靠性的地域群播協(xié)議 461

14.3.1  VANET中可靠、高效的廣播協(xié)議（ackPBSM） 461

14.3.2  持久性協(xié)議 463

14.4  基于關(guān)鍵時刻的地域群播協(xié)議 463

14.4.1  多跳車載廣播（Multihop Vehicular Broadcast，MHVB） 464

14.4.2  帶確認的緊急信息傳播-偵聽轉(zhuǎn)發(fā)（Emergency Message 

Dissemination with ACK-Overhearing Based Retransmission，EMDOR） 464

14.4.3  分布式平均功率調(diào)整協(xié)議（Distributed Fair Power Adjustment Protocol，

D-FPAV） 465

14.4.4  接收機共識（Receiver Consensus，ReC） 465

14.5  小規(guī)模路由協(xié)議 465

14.5.1  DPP和OPERA 466

14.5.2  二進制劃分輔助廣播（Binary-Partition-Assisted Broadcast，BPAB） 467

14.5.3  跟蹤檢測及距離延遲傳輸協(xié)議（Track Detection and Distance Defer

Transmission，TRADE＆DDT） 468

14.5.4  基于連接受限的轉(zhuǎn)發(fā)（Connection-Based Restricted Forwarding，CBRF） 469

14.5.5  分布式車載廣播（Distributed Vehicular Broadcast，DV-CAST） 469

14.5.6  基于車輛密度的緊急廣播（Vehicle Density-Based Emergency 

Broadcasting，VDEB） 469

14.5.7  輔助拓撲地理機會路由（Topology-Assisted Geo-Opportunistic Routing，

TO-GO） 469

14.6  大規(guī)模路由 470

14.6.1  距離感知傳染路由（Distance-Aware Epidemic Routing，DAER） 470

14.6.2  連接感知路由（Connectivity-Aware Routing，CAR） 470

14.6.3  VANET中的有限延遲路由（延遲-貪婪） 471

14.6.4  VANET中的車輛輔助數(shù)據(jù)交付（Vehicle-Assisted Data Delivery，VADD） 472

14.6.5  VANET的低負荷交通中基于軌跡的數(shù)據(jù)傳遞（Trajectory-Based

Data Forwarding，TBD） 472

14.6.6  VANET中的一種靜態(tài)節(jié)點輔助的自適應路由協(xié)議（SADV） 473

14.6.7  位置和延遲感知交叉層通信（Location-and Delay-Aware 

Cross-Layer Communication，LD-CROP） 473

14.6.8  地理機會路由（Geographical Opportunistic Routing，GeOpps） 474

14.6.9  基于道路的車載交通路由（Road-Based Vehicular Traffic Routing，RBVT） 474

14.6.10  改進的貪婪流量感知路由協(xié)議（Improved Greedy Traffic-Aware 

Routing Protocol，GyTAR） 474

14.6.11  依據(jù)二相路由協(xié)議的訪問覆蓋路由（TOPO） 475

14.7  小結(jié) 475

14.8  結(jié)論與未來工作 477

參考文獻 478

第15章　VANET移動模型、拓撲結(jié)構(gòu)和VANET仿真 481

摘要 481

15.1  引言與動機 481

15.2  移動模型 482

15.2.1  汽車跟隨模型 483

15.2.2  多車道交通模型 484

15.3  移動模擬器 486

15.3.1  商用移動模擬器 486

15.3.2  非商用移動模擬器 488

15.4  綜合模擬器 491

15.5  車載通信建模 495

15.5.1  無線鏈路 495

15.5.2  無線信號傳播 496

15.5.3  通信技術(shù) 497

15.6  公路上的連通性分析 499

15.6.1  無線電通信距離的計算 500

15.6.2  單車道時的連接性 502

15.6.3  雙車道時的連接性 505

15.7  結(jié)論與未來工作 506

參考文獻 507

第16章　VANET實驗 510

摘要 510

16.1  引言 510

16.2  麻省理工學院：車載電話（CARTEL） 512

16.2.1  概述 512

16.2.2  測試平臺設置 512

16.2.3  研究和實驗 512

16.3  馬薩諸塞大學：DieselNet 514

16.3.1  概述 514

16.3.2  測試平臺設置 514

16.3.3  研究和實驗 515

16.4  上海交通大學：上海網(wǎng)格（ShanghaiGrid） 517

16.4.1  概述 517

16.4.2  測試平臺設置 517

16.4.3  研究和實驗 518

16.5  臺灣交通大學：VANET 測試平臺 519

16.5.1  概述 519

16.5.2  研究和實驗 520

16.6  洛杉磯加州大學：CVeT 521

16.6.1  概述 521

16.6.2  研究和實驗 521

16.7  通用汽車公司：DSRC FLEET 522

16.7.1  概述 522

16.7.2  研究和實驗 523

16.8  FleetNet項目 523

16.8.1  概述 523

16.8.2  測試平臺配置 524

16.8.3  研究和實驗 524

16.9  車輪上的網(wǎng)絡項目（Network On Wheels，NOW） 524

16.9.1  概述 524

16.9.2  系統(tǒng)安裝 525

16.9.3  研究和實驗 525

16.10  先進的安全車輛（Advanced Safety Vehicle，ASV） 525

16.10.1  概述 525

16.10.2  每個階段的任務 526

16.11  日本汽車研究所（Japan Automobile Research Institute，JARI） 527

16.11.1  概述 527

16.11.2  與VANET相關(guān)的任務 527

參考文獻 528

第17章　VANET的MAC協(xié)議 532

摘要 532

17.1  引言 532

17.2  MAC 度量 534

17.3  車載MAC協(xié)議的IEEE標準 534

17.3.1  IEEE1609 WAVE標準 535

17.3.2  IEEE1609.4標準 536

17.3.3  IEEE 802.11p標準 537

17.3.4  WAVE MAC的挑戰(zhàn)與問題 538

17.4  VANET的備用MAC協(xié)議 538

17.4.1  信道分配 538

17.4.2  隨機接入 543

17.4.3  輪流接入 546

17.5  結(jié)論 547

參考文獻 547

第18章　認知無線電車載Ad Hoc網(wǎng)絡：設計、實施及未來的挑戰(zhàn) 550

摘要 550

18.1  引言 550

18.2  認知無線電車載網(wǎng)絡的特性 552

18.2.1  從CR網(wǎng)絡繼承的特性 553

18.2.2  從VANET繼承的特性 554

18.2.3  新特性和假設 555

18.3  認知無線電車載網(wǎng)絡的應用 558

18.4  CRV網(wǎng)絡架構(gòu) 558

18.5  CRV網(wǎng)絡現(xiàn)有工作的分類和描述 559

18.5.1  頻譜感測 560

18.5.2  頻譜選擇和接入 563

18.6  CRV中的研究問題 565

18.6.1  車輛移動性對頻譜管理的影響 565

18.6.2  CRV的安全方面 566

18.6.3  CRV的建模與仿真 566

18.7  結(jié)論 568

參考文獻 568

第19章　下一種范式轉(zhuǎn)變：從車載網(wǎng)絡到汽車云 573

摘要 573

19.1  動機 573

19.2  車輛模型 575

19.3  車載網(wǎng)絡 576

19.4  云計算 577

19.5  汽車云 579

19.6  汽車云的獨特特性 580

19.6.1  新型服務類型 581

19.6.2  汽車云的安全和隱私 583

19.7  可行的汽車云實例 583

19.7.1  機場數(shù)據(jù)中心 583

19.7.2  停車場數(shù)據(jù)云 584

19.7.3  商場數(shù)據(jù)中心 584

19.7.4  特殊事件管理 585

19.7.5  交通信號燈動態(tài)同步 585

19.8  更多應用場景 586

19.8.1  動態(tài)優(yōu)化交通信號燈 586

19.8.2  動態(tài)分配HOV車道 587

19.8.3  有計劃的疏散管理 587

19.8.4  意外情況的疏散管理 588

19.8.5  共享道路安全信息 589

19.8.6  自動緩解經(jīng)常性擁堵 589

19.8.7  動態(tài)管理停車設施 590

19.8.8  國土安全應用 590

19.8.9  發(fā)展中國家的汽車云 591

19.9  汽車云的安全和隱私問題 591

19.9.1  概述 591

19.9.2  攻擊模型 593

19.9.3  威脅分類 594

19.9.4  信任關(guān)系 594

19.9.5  高機動節(jié)點的認證 595

19.9.6  VC消息 596

19.9.7  要求 597

19.9.8  數(shù)據(jù)隔離和清理 598

19.9.9  數(shù)字簽名 598

19.9.10  加密 599

19.9.11  認證 599

19.9.12  授權(quán)或訪問控制 599

19.9.13  位置驗證 600

19.9.14  用戶身份驗證 600

19.9.15  問題檢測和資源驗證 600

19.9.16  防篡改裝置和算法 600

19.9.17  抵御和過濾攻擊 600

19.9.18  化名 600

19.9.19  系統(tǒng)維護 601

19.10  密鑰管理 601

19.10.1  匿名密鑰 601

19.10.2  密鑰分配和重新輸入 601

19.10.3  密鑰驗證 602

19.10.4  密鑰撤銷 603

19.11  相關(guān)挑戰(zhàn)研究 603

19.12  汽車云架構(gòu) 604

19.12.1  靜態(tài)架構(gòu) 604

19.12.2  連接靜態(tài)基礎(chǔ)設施 605

19.12.3  一種簡單的動態(tài)架構(gòu) 605

19.12.4  安全和功能挑戰(zhàn) 606

19.13  汽車云中的資源匯聚 607

19.13.1  虛擬化方法 608

19.13.2  負載均衡方法 609

19.14  VC仿真研究 612

19.14.1  仿真方案 612

19.14.2  仿真度量 613

19.14.3  仿真結(jié)果 613

19.15  下一步工作 614

19.16  未來發(fā)展 615

致謝 616

參考文獻 616

第5部分  傳感器網(wǎng)絡

第20章　無線傳感器網(wǎng)絡的能量采集技術(shù) 624

摘要 624

20.1  引言 624

20.2  節(jié)點平臺 625

20.2.1  能量采集傳感器節(jié)點的體系架構(gòu) 625

20.2.2  能量采集硬件模型 625

20.2.3  電池模型 628

20.3  能量采集技術(shù) 629

20.4  預測模型 633

20.5  EHWSN協(xié)議 636

20.5.1  任務分配 636

20.5.2  采集感知通信協(xié)議：MAC和路由 641

致謝 647

參考文獻 647

第21章　機器人輔助的無線傳感器網(wǎng)絡：近期應用及未來面臨的挑戰(zhàn) 656

摘要 656

21.1  引言 656

21.2  機器人輔助的傳感器布設 659

21.2.1  基于折返的傳感器布設 660

21.2.2  利用靜態(tài)中繼的多機器人搜索和監(jiān)測 662

21.2.3  重點覆蓋模式 664

21.3  機器人輔助的傳感器搬移 670

21.3.1  隨機的機器人運動場景 672

21.3.2  確定的機器人運動場景：ACO方法 673

21.3.3  確定的機器人運動場景：混合方法 676

21.4  機器人輔助的傳感器維護 680

21.5  未來挑戰(zhàn) 681

21.5.1  機器人輔助的無線傳感器網(wǎng)絡 681

21.5.2  依靠機器人的無線傳感器網(wǎng)絡 682

參考文獻 683

第22章　移動受限的水下網(wǎng)絡：算法、系統(tǒng)和實驗 688

摘要 688

22.1  引言 688

22.2  相關(guān)成果 691

22.2.1  傳感器布設 691

22.2.2  傳感器網(wǎng)絡平臺 692

22.3  分布式控制算法 693

22.3.1  問題陳述和相關(guān)知識 693

22.3.2  目標函數(shù) 694

22.3.3  通用的分布式控制器 694

22.3.4  高斯感測函數(shù) 695

22.3.5  基于高斯函數(shù)的分布式控制器 696

22.3.6  控制器的收斂性 696

22.4  通用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和設計 697

22.4.1  處理 698

22.4.2  通信 699

22.4.3  感測 700

22.4.4  電源管理 700

22.4.5  數(shù)據(jù)存儲 701

22.4.6  配置 701

22.4.7  用戶界面 702

22.5  程序架構(gòu)和設計的應用特例 703

22.6  實驗及結(jié)果 706

22.6.1  采樣應用程序 706

22.6.2  算法實現(xiàn) 707

22.6.3  實驗室和水池的硬件實驗 708

22.6.4  協(xié)方差可變的河流硬件實驗 710

22.6.5  系統(tǒng)分析 712

22.7  結(jié)論 716

致謝 716

參考文獻 716

第23章　水聲網(wǎng)絡的進展 720

摘要 720

23.1  引言 720

23.2  通信體系架構(gòu) 721

23.3  水下通信基礎(chǔ)知識 722

23.4  物理層 728

23.4.1  非相干調(diào)制 728

23.4.2  相干調(diào)制 729

23.4.3  信道均衡 730

23.4.4  直接序列擴頻 732

23.4.5  多載波調(diào)制 733

23.4.6  空間調(diào)制 734

23.5  MAC層 736

23.5.1  基于ALOHA的MAC協(xié)議 736

23.5.2  基于CSMA的MAC協(xié)議 737

23.5.3  基于CDMA的MAC協(xié)議 739

23.6  網(wǎng)絡層 741

23.6.1  基于位置的路由協(xié)議 742

23.6.2  基于非定位的路由協(xié)議 744

23.7  跨層設計 745

23.8  實驗平臺簡介 746

23.8.1  商用聲學調(diào)制解調(diào)器 747

23.8.2  實驗性的聲學調(diào)制解調(diào)器 749

23.8.3  實驗平臺 751

23.9  UW-BUFFALO：布法羅大學水聲網(wǎng)絡測試平臺 754

23.10  結(jié)論 755

致謝 755

參考文獻 755