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第1章 基础1

1.1 4G网络及复合无线环境1

1.2协议增强器7

1.2.1用户数据报协议（UDP）的单元差错检测增强器8

1.2.2传输控制协议（TCP）的单元ACK压缩增强器8

1.2.3 TCP的单元拥塞控制增强器8

1.2.4 TCP的单元自动重传请求（ARQ）增强器8

1.2.5 TCP/IP的前向擦除修正增强器9

1.2.6 IP的双单元抖动控制增强器9

1.2.7 TCP/IP的双单元选择性ARQ增强器9

1.3混合4G无线网络协议9

1.3.1控制信息和状态转移表10

1.3.2直接传输11

1.3.3单跳直接传输协议11

1.3.4两跳直接传输模式的协议13

1.4绿色无线网络15

参考文献16

第2章 物理层和多址接入21

2.1高级时分多址——ATDMA21

2.2码分多址22

2.3正交频分复用26

2.4多载波CDMA29

2.5超宽带信号31

2.6 MIMO信道和空时编码36

参考文献36

第3章4G信道建模41

3.1宏蜂窝环境（1.8 GHz）41

3.2城区宏蜂窝/微蜂窝环境的空间无线信道（2.154GHz）44

3.2.1环境描述44

3.2.2结论45

3.3微蜂窝和微微蜂窝环境下的MIMO信道（1.71/2.05GHz）46

3.3.1测试方案48

3.3.2特征分析法49

3.3.3功率分配机制49

3.4室外移动信道（5.3GHz）50

3.4.1路径损耗模型51

3.4.2多径数量分布52

3.4.3在城区环境中的交替测试53

3.5微蜂窝信道8（8.45GHz）55

3.5.1方位角特性55

3.5.2前向到达波的时延特性56

3.5.3前向到达波的短期方位角扩展56

3.6无线MIMO局域网环境（5.2GHz）56

3.6.1数据估算57

3.6.2容量计算58

3.6.3测量环境59

3.7室内无线局域网信道（17GHz）60

3.8室内无线局域网信道（60GHz）65

3.9 UWB（超宽带）信道模型69

3.9.1大尺度统计数据71

3.9.2小尺度统计数据73

3.9.3统计模型74

3.9.4仿真步骤75

3.9.5室内多径传播信道的簇模型77

3.9.6路径损耗建模78

参考文献81

第4章 自适应可重构链路层89

4.1自适应空中接口链路层容量89

4.1.1 MAC信道模型90

4.1.2马尔科夫模型91

4.1.3 Goodput和链路自适应92

4.1.4切换滞后94

4.1.5准确模式选择的链路业务率94

4.1.6自适应链中的非理想性95

4.1.7估计过程和估计误差97

4.1.8信道过程和估计时延97

4.1.9反馈过程和模式命令接收97

4.1.10非理想情况下的链路业务速率97

4.1.11状态概率对滞后区域宽度的敏感性100

4.1.12估计过程和估计误差100

4.1.13反馈过程和捕获误差102

4.2 Ad hoc网络的自适应传输103

4.3无线链路自适应混合ARQ108

4.3.1 RS码109

4.3.2 PHY和MAC帧结构109

4.3.3差错控制方案110

4.3.4自适应FEC2的性能113

4.3.5仿真结果115

4.4随机学习链路层协议115

4.4.1随机学习机制116

4.4.2自适应链路层协议116

4.5红外链路接入协议119

4.5.1红外链路接入协议（IrLAP）层119

4.5.2 IrLAP功能模型描述121

参考文献124

第5章 自适应媒体接入控制129

5.1 WLAN增强型分布式协同功能129

5.2采用自适应天线的WLAN中的自适应MAC131

5.3无线传感器网络的MAC137

5.3.1 S-MAC协议设计138

5.3.2周期监听睡眠138

5.3.3冲突避免139

5.3.4协同睡眠140

5.3.5选择和保持调度进程140

5.3.6保持同步141

5.3.7自适应监听142

5.3.8侦听避免和消息传递142

5.3.9侦听避免142

5.3.10消息传递143

5.4 Ad hoc网络中的MAC145

5.4.1载波监听无线网络146

5.4.2上层交互149

参考文献151

第6章 通信量建模与分析155

参考文献162

第7章 自适应网络层165

7.1图与路由选择协议165

7.1.1元素概念165

7.1.2有向图165

7.1.3无向图166

7.1.4顶点的度166

7.1.5带权图166

7.1.6途径和路167

7.1.7连通图167

7.1.8树168

7.1.9生成树168

7.1.10最小生成树计算169

7.1.11最短路径生成树171

7.2图论180

7.3采用拓扑集合的路由选择182

7.4网络与聚合模型183

7.4.1线性分法185

7.4.2 QoS-aware拓扑集合187

7.4.3网状网构成187

7.4.4星型网构成187

7.4.5线段路由算法188

7.4.6性能指标190

7.4.7性能分析实例191

参考文献194

第8章 有效容量201

8.1有效业务源的参数201

8.1.1有效业务源203

8.1.2修整概率203

8.1.3修整时延204

8.1.4性能举例206

8.2有效链路层容量208

8.2.1链路层信道模型208

8.2.2无线信道的有效容量模型211

8.2.3物理层与链路层信道模型214

8.24性能分析216

参考文献218

第9章 自适应TCP层221

9.1自适应TCP层221

9.1.1高带宽时延积222

9.1.2缓存大小222

9.1.3往返时延（RTT）223

9.1.4 TCP层的不公平问题224

9.1.5非拥塞丢包225

9.1.6端到端的方案226

9.1.7不对称带宽226

9.2 TCP操作和性能227

9.2.1 TCP发送端227

9.2.2重传超时227

9.2.3窗口自适应228

9.2.4丢包恢复228

9.2.5 TCP-O1dTahoe（超时恢复）228

9.2.6 TCP-Tahoe（快速重传）228

9.2.7 TCP-Reno快速重传，快速（但保守）恢复228

9.2.8 TCP-NewReno（快速重传，快速恢复）229

9.2.9伪重传229

9.2.10 TCP过程建模230

9.3蜂窝移动网络的TCP230

9.3.1在移动环境下改进TCP231

9.3.2 Mobile TCP设计232

9.3.3 SH-TCP客户程序234

9.3.4 M-TCP协议235

9.3.5性能示例236

9.4拥塞避免的随机早期检测网关237

9.4.1 RED算法238

9.4.2性能示例238

9.5移动Ad hoc网络TCP240

9.5.1路由重计算效应240

9.5.2网络分区效应240

9.5.3多径路由效应240

9.5.4 ATCP子层241

9.5.5 ATCP协议设计242

9.5.6性能示例244

参考文献246

第10章 跨层优化249

10.1引言249

10.2视频传输的跨层结构251

参考文献253

第11章 移动性管理259

11.1介绍259

11.1.1蜂窝网络中的移动性管理260

11.1.2位置注册和4G中的呼叫传送263

11.2蜂窝系统和优先切换278

11.2.1信道分配优先策略280

11.2.2信道预留一——信道预留切换策略281

11.2.3信道预留排队切换策略281

11.2.4性能示例285

11.3小区驻留时间分布286

11.4在微微蜂窝和微蜂窝网络中的移动预测290

11.4.1 PST- QoS保证架构291

11.4.2最可能群模型292

参考文献302

第12章 自适应资源管理309

12.1信道分配机制309

12.1.1不同的信道分配策略311

12.1.2固定信道分配311

12.1.3信道借用机制312

12.1.4混合信道借用机制313

12.1.5动态信道分配配机制315

12.1.6集中式DCA机制316

12.1.7基于小区的分布式DCA机制317

12.1.8基于信号强度测量的分布式DCA机制319

12.1.9一维蜂窝系统320

12.1.10固定的复用分区322

12.1.11自适应的信道分配复用分区机制（ACA RUP）322

12.2 4G中的资源管理324

12.3基于移动代理的资源管理325

12.4 CDMA蜂窝多媒体无线网络332

12.4.1 SCAC原理334

12.4.2 QoS区分范例337

12.4.3业务模型339

12.4.4性能评价340

12.4.5相关结果340

12.4.6基于模型的静态完全共享MdCAC系统341

12.4.7基于测量的完全共享MsCAC系统342

12.4.8完全共享动态SCAC系统343

12.4.9具有QOS区分的动态SCAC系统343

12.410单级别系统举例344

12.4.11 NRT包接入控制346

12.4.12 假设347

12.4.13平均上限（UL）数据吞吐量的估计值347

12.4.14 DFIMA（动态反馈信息的访问控制）348

12.4.15 性能实例349

12.4.16实现问题355

12.5联合数据速率与功率管理356

12.5.1集中式最小总传输功率（CMTTP）算法356

12.5.2最大吞吐量的功率控制（MTPC）算法357

12.5.3统计分布式多速率功率控制（SDMPC）算法358

12.5.4拉格朗日乘数功率控制（LRPC）算法359

12.5.5选择性功率控制（SPC）算法360

12.5.6多目标框架下的无线资源管理算法360

12.5.7多目标分布式功率和速率控制（MODPRC）算法361

12.5.8多目标的全部分布式功率和速率控制算法363

12.5.9吞吐量最大化/功率最小化（MTMPC）算法363

12.6无线网络中的动态频谱共享366

12.6.1信道容量（Channel Capacity）366

12.6.2信道模型（Channel models）366

12.6.3分集接收（Diversity reception）367

12.6.4性能评估367

12.6.5多址接入技术和用户容量368

12.6.6多用户监测368

12.6.7干扰与共存368

12.6.8信道估计/缺陷369

12.6.9信号和干扰模型369

12.6.10接收机结构370

12.6.11干扰抑制电路模型371

12.6.12性能分析375

126.13性能实例376

参考文献379

第13章Ad hoc网络387

13.1路由协议387

13.1.1路由协议389

13.1.2反应式路由协议392

13.2混合路由协议404

13.2.1回环（Loop-back）终止405

13.2.2提前终止405

13.2.3选择性广播（SBC）406

13.3可扩展路由策略408

13.3.1分层路由协议408

13.3.2性能实例410

13.3.3鱼眼路由协议（FSR）411

13.4多路径路由协议413

13.5分群协议415

13.5.1简介415

13.5.2分群算法416

13.5.3具有预测的分群417

13.6路由缓存策略424

13.7分布式QoS路由430

13.7.1无线链路可靠性430

13.7.2路由431

13.7.3路由消息431

13.7.4基于令牌的路由431

13.7.5延迟受限的路由432

13.7.6令牌433

13.7.7转发接收到的令牌433

13.7.8带宽受限的路由434

13.7.9转发接收到的令牌435

13.7.10性能实例435

参考文献437

第14章 传感器网络443

14.1简介443

14.2传感器网络参数444

14.2.1预部署和部署阶段446

14.2.2后部署阶段446

14.2.3由新加入节点引起的重部署阶段446

14.3传感器网络的结构447

14.3.1物理层447

14.3.2数据链路层447

14.3.3网络层449

14.3.4传输层453

14.3.5应用层454

14.4移动传感器网络的部署455

14.5定向扩散（Directed Diffusion）457

14.5.1数据传播459

14.5.2路径增强460

14.6无线传感器网络中的聚合460

14.7边界估计463

14.7.1 P中RDP的数量464

14.7.2 Kraft不等式465

14.7.3可达到精确度的上限465

14.7.4系统优化466

14.8传感器网络的最优传输半径468

14.9数据漏斗472

14.10传感器网络中的等效传输控制协议475

参考文献478

第15章 网络安全489

15.1认证489

15.1.1对密码系统的攻击491

15.1.2典型的认证协议493

15.2安全架构496

15.3密钥管理499

15.3.1加密500

15.3.2篡改检测码501

15.3.3回放检测码501

15.3.4密钥信息已知的验证501

15.3.5点对点密钥分发501

15.4 GSM网络中的安全管理503

15.5 UMTS网络中的安全管理507

15.6 UMTSWLAN交互工作时的安全架构508

15.7 Ad hoc网络中的安全510

15.8传感器网络中的安全515

参考文献517

第16章 主动网络523

16.1概述523

16.2可编程网络参考模型525

16.2.1 IETF ForCES526

16.2.2主动网络参考结构526

16.3向4G无线网络演进528

16.4可编程4G移动网络结构531

16.5认知分组网络533

16.5.1认知分组自适应535

16.5.2基于随机神经网络的算法535

16.6认知无线电中的博弈论模型538

16.7生物激励网络543

16.7.1生物类比543

16.7.2仿生网络结构545

参考文献546

第17章 网络配置555

17.1蜂窝系统重叠覆盖555

17.2 CDMA宏蜂窝网络中嵌入微蜂窝558

17.2.1宏蜂窝与微蜂窝的链路预算560

17.2.2性能举例563

17.3多层无线蜂窝网络564

17.3.1网络模型564

17.3.2性能举例568

17.4本地多点分发业务570

17.4.1干扰估计571

17.4.2选择极化572

17.5 4G网络中的自组织技术573

17.5.1动因573

17.5.2网络自组织技术575

参考文献577

第18章 网络管理581

18.1简单网络管理协议581

18.2分布式网络管理585

18.3基于移动代理的网络管理586

18.3.1移动代理平台587

18.3.2多运营商网络中的移动代理587

18.3.3路由算法与移动代理的融合589

18.4 Ad hoc网络管理593

18.4.1异构环境593

18.4.2时变的拓扑结构593

18.4.3能量限制593

18.4.4网络分裂594

18.4.5信号质量的变化594

18.4.6窃听594

18.4.7 Ad hoc网络管理协议功能594

18.4.8 ANMP结构595

参考文献599

第19章 网络信息论603

19.1高级蜂窝网络的有效容量603

19.1.1 4G蜂窝网络系统模型605

19.1.2接收信号605

19.1.3多径信道：远近效应和功率控制607

19.1.4多径信道：跟踪误差、RAKE接收机和干扰删除608

19.1.5干扰删除器建模：非线性多用户检测610

19.1.6近似（Approximations）612

19.1.7中断概率612

19.2 Ad hoc网络容量617

19.2.1约定式网络617

19.2.2随机网络618

19.2.3约定式网络：传输容量上限619

19.2.4约定式网络：传输容量下限622

19.2.5随机式网络：吞吐量下限623

19.3信息论和网络结构626

19.3.1网络结构626

19.3.2可行速率向量的定义627

19.3.3传输容量628

19.3.4高衰减情况下容量上限（Upper bounds under high attenuation）629

19.3.5高衰减下多跳可行下限630

19.3.6低衰减情况（The low-attenuation regime）631

19.3.7高斯多中继信道631

19.4无线多跳Ad hoc网络中的协作传输632

19.4.1传输策略和误差传播635

19.4.2 OLA扩散算法（OLA flooding algorithm）635

19.4.3仿真环境636

19.5网络编码638

19.5.1最大流-最小割集定理（Max-flow min-cut theorem， MFMCT）639

19.5.2通过一个通用LCM达到最大流的界640

19.5.3与LCM关联的传输方案642

19.5.4无记忆通信网643

19.5.5有记忆网络644

19.5.6无环网络上通用LCM的创建（Construction of a generic LCM on an acyclic network）644

19.5.7时不变LCM和启发式构建（Time-invariant LCM and heuristic consruuction）645

19.6基于MIMO的无线网络容量647

19.7多点对一点传输的传感器网络容量653

19.7.1网络结构654

19.7.2容量结果655

参考文献657

第20章 能效无线网络661

20.1能量效用函数661

20.2最小能量路由663

20.3最大化网络生存期664

20.4传感器网络中的能效媒体接入控制668

参考文献671

第21章 服务质量（QoS）管理675

21.1盲QoS评测系统675

21.2 WLAN中的QoS规范678

21.2.1基于竞争的多查询机制678

21.2.2查询效率679

21.3 RLC/MAC层的动态调度682

21.3.1 DSMC功能单元683

21.3.2计算高服务率684

21.3.3头块时延687

21.3.4干扰模型687

21.3.5新到达块的标准时延688

21.3.6会话中的高服务速率688

21.4基于OFDMA的宽带无线接入系统中的QoS689

21.4.1迭代解692

21.4.2最大化容量的资源分配694

21.5预测流量控制和QoS695

参考文献699