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第1章 应急通信概述1

1.1 应急通信的相关概念和内涵1

1.1.1 突发事件1

1.1.2 应急通信2

1.1.3 灾备通信3

1.1.4 应急指挥4

1.1.5 应急联动4

1.1.6 公众通信与应急通信的关系5

1.2 应急通信的特点6

1.3 应急通信的分类和分级7

1.3.1 应急通信场景的分类与比较7

1.3.2 应急通信的分类与分级8

1.4 应急通信的需求分析9

1.4.1 不同应急突发情况下的通信需求9

1.4.2 不同应急时间阶段的通信需求10

1.4.3 不同应急用户的通信需求11

1.4.4 不同应急事件级别的通信需求13

1.5 应急通信系统的功能及提供的业务14

1.6 应急通信的国内外发展应用现状15

1.6.1 国外应急通信发展动态15

1.6.2 国内应急通信发展概况17

1.6.3 应急通信发展趋势19

1.7 我国应急通信保障面临的问题和解决对策20

1.7.1 存在的问题20

1.7.2 解决对策21

1.8 本章小结22

第2章 应急通信保障方式和技术手段分析23

2.1 应急通信保障的基本概念23

2.2 应急通信保障体系24

2.2.1 应急通信保障的指导思想和总体目标24

2.2.2 应急通信保障体系总体架构25

2.2.3 应急通信保障管理体系27

2.2.4 应急通信技术体系30

2.2.5 应急通信标准体系33

2.3 传统应急通信技术35

2.3.1 基于公共固定通信网的应急通信36

2.3.2 卫星通信37

2.3.3 无线集群通信38

2.3.4 公众移动通信网络40

2.3.5 短波和微波应急通信41

2.3.6 业余无线电通信42

2.3.7 无线广播和互联网42

2.4 新型应急通信技术43

2.4.1 遥感与定位技术43

2.4.2 号码携带44

2.4.3 应急通信车45

2.4.4 空中通信平台47

2.4.5 基于NGN的应急通信48

2.4.6 无线宽带专网49

2.4.7 基于WiMAX的应急通信51

2.4.8 基于无线自组网的应急通信53

2.4.9 认知无线电和认知网络53

2.4.10 其他应急通信新技术54

2.5 应急通信网络的组成和技术选型57

2.5.1 应急通信网络的组成57

2.5.2 应急通信保障中的技术选型57

2.5.3 面向不同用户对象的通信手段59

2.6 应急通信的技术热点和技术难点60

2.6.1 应急通信的技术热点60

2.6.2 应急通信的技术难点62

2.7 应急通信保障实施建议62

2.8 本章小结65

第3章 无线自组网及其在应急通信中的应用66

3.1 前言66

3.2 Ad hoc网络67

3.2.1 提出背景67

3.2.2 基本概念和特点68

3.2.3 Ad hoc网络的体系结构69

3.2.4 Ad hoc网络的主要研究内容71

3.3 无线传感网76

3.3.1 基本概念76

3.3.2 WSN的应用目标与特征77

3.3.3 无线传感网的体系结构78

3.3.4 无线传感网的设计82

3.4 无线Mesh网络84

3.4.1 基本概念84

3.4.2 研究和应用现状85

3.4.3 相关技术标准85

3.4.4 技术特点87

3.4.5 网络结构88

3.4.6 关键技术分析89

3.5 无线自组网在应急通信中的应用91

3.5.1 Ad hoc网络在应急通信中的应用91

3.5.2 无线传感网在应急通信中的应用93

3.5.3 无线Mesh网络在应急通信中的应用95

3.5.4 基于无线自组网的综合应急通信应用97

3.6 本章小结98

第4章 基于无线自组网的应急通信网络体系架构99

4.1 引言99

4.2 应急通信网络的构建要求99

4.3 一体化异构应急通信网络体系框架设计101

4.3.1 设计原则和目标101

4.3.2 异构应急通信网络的分层框架和通用协议栈101

4.3.3 系统体系结构103

4.3.4 物理网络结构105

4.3.5 组织和部署方案106

4.3.6 入网过程与管理109

4.3.7 结合无线自组网和蜂窝网络的混合式组网111

4.3.8 网络特点和优势分析113

4.4 基于RBAC的应急响应模型研究113

4.4.1 需求背景113

4.4.2 应急响应的一般模型114

4.4.3 基于RBAC的应急响应模型115

4.4.4 约束条件分析118

第5章 支持应急通信的异构网络融合技术120

5.1 背景需求120

5.2 研究发展现状122

5.3 技术问题分析123

5.3.1 移动性管理123

5.3.2 无线资源管理125

5.3.3 呼叫接入控制126

5.3.4 异构网络选择127

5.3.5 端到端QoS保证127

5.3.6 安全问题128

5.4 异构网络互连原理与策略129

5.4.1 异构网络互连的基本概念和原理129

5.4.2 异构网络互连策略130

5.4.3 异构网络互连实现方法132

5.5 支持异构网络互连的应急通信网络结构设计135

5.5.1 设计目的135

5.5.2 设计方案135

5.5.3 其他考虑137

5.6 无线自组网与其他网络的互连方案137

5.6.1 网络互连的需求和形式137

5.6.2 网络互连解决方案139

5.7 一种基于用户等级和负载均衡的多属性网络选择算法143

5.7.1 算法提出背景143

5.7.2 基于AHP和TOPSIS的网络选择144

5.7.3 仿真分析147

5.8 本章小结149

第6章 应急通信网络的生存性增强技术150

6.1 引言150

6.2 网络生存性研究状况分析151

6.3 应急通信网络生存性增强策略与方法153

6.3.1 生存性增强策略153

6.3.2 生存性增强技术和方法154

6.4 高生存性异构应急通信网络的构建159

6.4.1 应急通信网络的生存性特点和需求159

6.4.2 高生存异构应急通信网络的设计161

6.4.3 提高应急通信网络可生存性的若干措施165

6.5 应急通信网络的信息传输模式167

6.5.1 信息共享方式和传输模型167

6.5.2 基于角色的路由和选择性扩散168

6.5.3 基于短消息服务的位置路由170

6.6 应急通信网络中的信息摆渡机制171

6.6.1 背景需求171

6.6.2 相关工作说明172

6.6.3 基于网络分簇的信息摆渡机制172

6.7 无线自组网中基于概率估计的冗余控制算法177

6.7.1 相关工作177

6.7.2 算法设计目标和思想178

6.7.3 PERCA算法描述178

6.7.4 仿真验证180

6.8 无线自组网中能耗均衡的分簇路由协议181

6.8.1 相关工作分析181

6.8.2 EBCRP协议的设计183

6.8.3 仿真实验分析185

6.9 应急通信中基于簇的WSN生存性路由协议186

6.9.1 动机和目的186

6.9.2 网络模型186

6.9.3 协议的工作流程187

6.9.4 仿真与结果分析190

6.10 本章小结193

第7章 应急通信网络的多业务流QoS支持技术194

7.1 基本概念和服务要求194

7.1.1 QoS的定义和特征194

7.1.2 服务需求195

7.2 相关研究现状195

7.3 协议栈各层的QoS保障机制197

7.3.1 无线信道预测机制197

7.3.2 支持QoS的MAC协议198

7.3.3 QoS路由199

7.3.4 无线自组网的传输层协议201

7.3.5 应用层自适应机制202

7.4 无线自组网的跨层 QoS体系结构203

7.4.1 背景需求和设计理念203

7.4.2 实施跨层QoS保障的策略和方法204

7.4.3 基于跨层设计的QoS体系结构206

7.5 无线自组网的拥塞控制机制208

7.5.1 问题和挑战208

7.5.2 研究发展现状分析208

7.5.3 新的研究思路和方法209

7.5.4 研究目标、技术问题和解决方案211

7.5.5 无线自组网中的简单跨层流控机制213

7.6 应急通信中业务流的判定、分类及识别215

7.6.1 业务流的判定215

7.6.2 业务流的分类和分级216

7.6.3 业务流的识别218

7.7 基于业务优先级的自适应带宽分配方案及性能分析220

7.7.1 问题的提出220

7.7.2 方案描述和系统建模220

7.7.3 系统仿真及性能分析222

7.7.4 带宽分配方案的进一步讨论224

7.8 基于业务分类和代价期望的分簇QoS路由协议226

7.8.1 协议设计方法226

7.8.2 协议工作流程228

7.8.3 仿真实验分析229

7.9 本章小结231

第8章 应急通信网络的管理和安全技术232

8.1 网络管理技术概述232

8.1.1 基本概念和相关标准232

8.1.2 基于Web的网络管理233

8.1.3 基于策略的网络管理234

8.1.4 自治网络管理235

8.2 应急通信网络的规划和管理236

8.2.1 应急通信网络管理的特点和要求236

8.2.2 应急通信网络的规划237

8.2.3 应急通信网络的监控和管理237

8.2.4 无线自组网的管理238

8.3 移动性管理241

8.3.1 概述241

8.3.2 位置管理241

8.3.3 网络层移动性管理243

8.3.4 移动切换247

8.3.5 无线自组网的移动性管理248

8.4 无线资源管理250

8.4.1 基本概念和目标250

8.4.2 无线资源管理的研究内容250

8.4.3 移动通信系统的无线资源管理252

8.4.4 无线自组网的资源管理253

8.4.5 异构无线网络的可重配置资源管理258

8.5 无线自组网的安全威胁与应对策略260

8.5.1 无线自组网的安全问题260

8.5.2 无线自组网面临的安全威胁和攻击260

8.5.3 网络安全策略261

8.5.4 网络安全机制262

8.5.5 基于入侵容忍的安全防护体系269

8.6 无线自组网中的信任模型与信任建立机制270

8.6.1 基本概念和背景需求270

8.6.2 信任模型270

8.6.3 信任建立机制271

8.6.4 信任辅助的安全路由273

8.6.5 信任关系面临的攻击及其防护措施273

8.7 基于可信网络的WSN分级信任管理方案274

8.7.1 设计思想274

8.7.2 节点的属性、角色和可信级别274

8.7.3 分簇过程275

8.7.4 身份认证和密钥分发276

8.7.5 WSN可信路由机制278

8.7.6 可信保障和安全性分析279

8.8 本章小结280

第9章 应急通信网络的认知与协同通信技术281

9.1 认知无线电技术281

9.1.1 提出背景281

9.1.2 基本概念和工作原理282

9.1.3 研究现状和应用发展趋势283

9.1.4 认知无线电的关键技术286

9.1.5 认知无线电规则289

9.2 认知网络技术290

9.2.1 提出背景290

9.2.2 定义和内涵290

9.2.3 目标和要求291

9.2.4 研究现状和发展应用291

9.2.5 认知网络的工作模式和资源管理292

9.2.6 认知网络的设计和实现框架294

9.2.7 认知网络的关键技术296

9.3 环境感知网络和情境意识服务298

9.3.1 背景需求298

9.3.2 情境意识服务平台299

9.3.3 环境感知网络体系结构300

9.3.4 关键技术分析301

9.3.5 应用分析302

9.4 具有认知能力的应急通信系统的构建303

9.4.1 需求背景303

9.4.2 设计理念305

9.4.3 认知应急通信系统的构建305

9.4.4 应用场景分析309

9.5 协同通信技术310

9.5.1 背景需求311

9.5.2 操作方式和工作原理312

9.5.3 关键技术问题313

9.5.4 协同认知技术314

9.6 网络编码技术316

9.6.1 基本概念316

9.6.2 发展简史316

9.6.3 工作原理和操作过程317

9.6.4 网络编码的显著特点318

9.6.5 关键技术问题319

9.6.6 网络编码的应用320

9.7 激励协作机制321

9.7.1 问题的提出321

9.7.2 相关研究概述322

9.7.3 激励协作机制的工作原理分析324

9.7.4 分组转发策略326

9.8 本章小结327

第10章 应急通信网络的性能指标体系与评价方法328

10.1 IP网络的性能指标体系328

10.1.1 标准化的网络性能指标328

10.1.2 IP网络性能评价指标体系的构建329

10.2 基于无线自组网的应急通信网络的性能指标体系331

10.2.1 网络关键特征说明331

10.2.2 网络性能评价指标体系构建333

10.3 网络测量技术336

10.3.1 基本概念336

10.3.2 网络测量技术和方法336

10.3.3 网络性能主动测量技术338

10.3.4 网络性能被动测量技术339

10.3.5 无线自组网的性能测量340

10.4 网络性能测量和评价系统的设计342

10.4.1 系统体系结构342

10.4.2 网络部署架构343

10.4.3 系统功能结构344

10.5 网络性能评估模型和指标权重确定方法346

10.5.1 常用的评估模型和算法346

10.5.2 指标权重确定方法347

10.6 基于ANP的WSN可生存性指标体系的构建与分析351

10.6.1 背景需求351

10.6.2 可生存性指标体系的构建351

10.6.3 指标体系中指标权重的确定352

10.6.4 指标体系分析与验证356

10.7 基于SMP的分簇WSN生存性评估模型357

10.7.1 研究背景357

10.7.2 生存性评估模型358

10.7.3 分簇WSN可生存性评估359

10.7.4 模型分析与验证361

10.8 基于计算机模拟的异构应急通信网络生存性评价364

10.8.1 需求分析364

10.8.2 模拟环境目的和环境设置364

10.8.3 网络连通度和覆盖度分析365

10.8.4 接入概率分析366

10.8.5 节点度和路由跳数分析368

10.8.6 网络稳定度分析369

10.8.7 实验结论369

10.9 本章小结370

参考文献371