高級無線網(wǎng)絡(luò)：技術(shù)及商業(yè)模式（第三版）

目 錄
第1章 概述——高級無線網(wǎng)絡(luò)的廣義模型 1
1.1 網(wǎng)絡(luò)模型 2
1.1.1 節(jié)點滲透 2
1.1.2 鏈路滲透——認(rèn)知鏈路 3
1.2 網(wǎng)絡(luò)連通性 4
1.3 具有小世界特性的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 5
1.3.1 蜂窩重組 5
1.3.2 流量分布感知重組 7
1.3.3 多蜂窩重組 7
1.4 頻率信道備份 8
1.4.1 m / kf / s合約 9
1.4.2 隨機冗余分配(R2A) 9
1.4.3 按需冗余分配 9
1.5 廣義網(wǎng)絡(luò)模型 10
1.6 s網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議 11
1.6.1 特定應(yīng)用路由協(xié)議 13
1.7 網(wǎng)絡(luò)性能 13
1.7.1 平均路徑長度 14
1.7.2 分簇 14
1.8 節(jié)點、路由、拓?fù)浜途W(wǎng)絡(luò)健壯性 14
1.9 功耗 15
1.10 協(xié)議的復(fù)雜度 16
1.11 性能評估 17
1.11.1 平均路徑長度 17
1.11.2 分簇系數(shù) 18
1.11.3 節(jié)點健壯性 18
1.11.4 網(wǎng)絡(luò)健壯性 18
1.11.5 功耗 19
1.11.6 協(xié)議的復(fù)雜度 20
1.12 本書概覽 22
1.12.1 第1章：概述——高級無線網(wǎng)絡(luò)的廣義模型 22
1.12.2 第2章：自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)層 22
1.12.3 第3章：移動性管理 22
1.12.4 第4章：ad hoc網(wǎng)絡(luò) 22
1.12.5 第5章：傳感器網(wǎng)絡(luò) 22
1.12.6 第6章：安全 22
1.12.7 第7章：網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟學(xué) 22
1.12.8 第8章：多跳蜂窩網(wǎng)絡(luò) 23
1.12.9 第9章：認(rèn)知網(wǎng)絡(luò) 23
1.12.10 第10章：隨機幾何 23
1.12.11 第11章：異構(gòu)網(wǎng)絡(luò) 23
1.12.12 第12章：接入點選擇 23
1.12.13 第13章：自組織網(wǎng)絡(luò) 23
1.12.14 第14章：復(fù)雜網(wǎng)絡(luò) 24
1.12.15 第15章：大規(guī)模MIMO系統(tǒng) 24
1.12.16 第16章：網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化理論 24
1.12.17 第17章：網(wǎng)絡(luò)信息論 24
1.12.18 第18章：高級網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的穩(wěn)定性 24
1.12.19 第19章：多運營商頻譜共享 24
1.12.20 第20章：大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)和均場理論 24
1.12.21 第21章：毫米波網(wǎng)絡(luò) 25
1.12.22 第22章：無線網(wǎng)絡(luò)中的云計算 25
1.12.23 第23章：無線網(wǎng)絡(luò)和匹配理論 25
1.12.24 第24章：動態(tài)無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施 25
附錄A.1 25
參考文獻 26
第2章 自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)層 28
2.1 圖和路由協(xié)議 28
2.2 圖論 43
2.3 拓?fù)渚酆下酚?45
2.3.1 網(wǎng)絡(luò)和聚合模型 46
參考文獻 48
第3章 移動性管理 52
3.1 蜂窩網(wǎng)絡(luò) 52
3.1.1 蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的移動性管理 53
3.1.2 位置注冊和呼叫傳遞 56
3.1.3 位置更新和終端尋呼 59
3.1.4 4G無線網(wǎng)絡(luò)中的WATM切換管理 69
3.1.5 衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的移動性管理 70
3.2 具有優(yōu)先切換功能的蜂窩系統(tǒng) 71
3.2.1 性能示例 78
3.3 蜂窩駐留時間分布 79
3.4 微蜂窩及微微蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的移動性預(yù)測 83
3.4.1 PST-QoS保證框架 84
3.4.2 最有可能的簇模型 85
附錄A.3 中間蜂窩的距離計算 91
參考文獻 96
第4章 ad hoc網(wǎng)絡(luò) 99
4.1 路由協(xié)議 99
4.1.1 ad hoc路由協(xié)議 100
4.1.2 反應(yīng)式協(xié)議 104
4.2 混合路由協(xié)議 114
4.3 可擴展路由策略 118
4.4 多路徑路由 124
4.5 分簇協(xié)議 126
4.5.1 引言 126
4.5.2 分簇算法 127
4.6 路由的實現(xiàn)方案 135
4.7 分布式QoS路由 141
4.7.1 轉(zhuǎn)發(fā)收到的令牌 144
4.7.2 帶寬限制路由 144
參考文獻 148
第5章 傳感器網(wǎng)絡(luò) 151
5.1 引言 151
5.2 傳感器網(wǎng)絡(luò)參數(shù) 152
5.3 傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 154
5.3.1 物理層 155
5.3.2 數(shù)據(jù)鏈路層 155
5.3.3 網(wǎng)絡(luò)層 157
5.3.4 傳輸層 160
5.3.5 應(yīng)用層 161
5.4 移動傳感器網(wǎng)絡(luò)部署 162
5.5 定向擴散 164
5.6 無線傳感器中的聚合 167
5.7 邊界估計 170
5.7.1 ?中遞歸二元分區(qū)(RDP)的數(shù)量 172
5.7.2 克勞夫特不等式 172
5.7.3 可實現(xiàn)精度的上限 173
5.7.4 系統(tǒng)優(yōu)化 174
5.8 傳感器網(wǎng)絡(luò)中的最佳傳輸半徑 176
5.9 數(shù)據(jù)漏斗 180

5.10 傳感器網(wǎng)絡(luò)中的等效傳輸控制協(xié)議 183
參考文獻 183
第6章 安全 189
6.1 認(rèn)證 189
6.1.1 攻擊簡單的加密認(rèn)證 191
6.1.2 規(guī)范認(rèn)證協(xié)議 193
6.2 安全架構(gòu) 195
6.3 密鑰管理 198
6.4 ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的安全性 201
6.4.1 自組織公鑰管理 204
6.5 傳感器網(wǎng)絡(luò)中的安全性 205
參考文獻 207
第7章 網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟學(xué) 209
7.1 網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟學(xué)基礎(chǔ) 209
7.1.1 外部效應(yīng) 209
7.1.2 服務(wù)定價 210
7.1.3 擁塞收費 211
7.1.4 擁塞博弈 212
7.1.5 建模服務(wù)差異化 213
7.1.6 競爭 214
7.1.7 拍賣 214
7.1.8 為QoS投標(biāo) 215
7.1.9 帶寬拍賣 216
7.1.10 投資 217
7.2 無線網(wǎng)絡(luò)微觀經(jīng)濟學(xué)：贊助數(shù)據(jù) 220
7.2.1 解決方案 220
7.2.2 贊助數(shù)據(jù)模型 221
7.3 市場均衡的頻譜定價 223
7.3.1 網(wǎng)絡(luò)和定價模型 224
7.3.2 頻譜定價優(yōu)化 224
7.3.3 分布式解決方案 227
7.3.4 分布式定價模型的穩(wěn)定性 228
7.4 序列頻譜共享 230
7.4.1 序列頻譜共享和相關(guān)市場模型 230
7.4.2 迭代協(xié)商算法 233
7.5 數(shù)據(jù)計劃交易 236
7.5.1 用戶買賣雙方交易激勵模型的建立 237
7.5.2 ISP交易策略 240
參考文獻 241
第8章 多跳蜂窩網(wǎng)絡(luò) 244
8.1 多跳、多運營商、多技術(shù)無線網(wǎng)絡(luò)建模 244
8.2 技術(shù)背景 244
8.3 系統(tǒng)模型和表示 246
8.4 m3路由發(fā)現(xiàn)協(xié)議 248
8.4.1 最小距離路由 248
8.4.2 有限干擾路由/調(diào)度 249
8.5 m3路由發(fā)現(xiàn)協(xié)議的性能 251
8.6 協(xié)議的復(fù)雜度 252
8.7 流量卸載激勵 254
8.7.1 MNO與SSO之間的協(xié)作談判 257
8.8 性能說明 258
8.8.1 m3路由發(fā)現(xiàn)協(xié)議 258
8.8.2 改進的m3路由發(fā)現(xiàn)協(xié)議的容量和吞吐量 260
8.8.3 流量卸載激勵 261
8.8.4 移動性的實現(xiàn)和影響 263
參考文獻 264
第9章 認(rèn)知網(wǎng)絡(luò) 266
9.1 技術(shù)背景 266
9.1.1 基本原理 266
9.1.2 網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層協(xié)議 267
9.2 多跳認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)頻譜拍賣 268
9.2.1 技術(shù)背景 270
9.2.2 系統(tǒng)模型 270
9.2.3 啟發(fā)式真實拍賣 273
9.2.4 隨機拍賣 275
9.3 多跳認(rèn)知蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的復(fù)合拍賣 279
9.3.1 網(wǎng)絡(luò)模型 279
9.3.2 頻譜感知路由發(fā)現(xiàn)協(xié)議 282
9.3.3 聯(lián)合資源拍賣和小費計劃 284
9.3.4 基于強化學(xué)習(xí)的拍賣方案 286
9.3.5 基于小組的拍賣設(shè)計 286
9.3.6 一般場景的進一步延伸 290
9.3.7 系統(tǒng)性能 290
參考文獻 299
第10章 隨機幾何 301
10.1 技術(shù)背景 301
10.1.1 點過程 301
10.1.2 中斷概率 303
10.1.3 多層蜂窩網(wǎng)絡(luò) 304
參考文獻 306
第11章 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò) 310
11.1 預(yù)備工作 310
11.2 自組織小型蜂窩網(wǎng)絡(luò) 311
11.2.1 技術(shù)背景 311
11.2.2 系統(tǒng)模型 312
11.2.3 自組織SCN 315
11.3 動態(tài)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 316
11.3.1 系統(tǒng)模型 316
11.3.2 最佳網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 319
11.3.3 最優(yōu)拓?fù)涞膭討B(tài)跟蹤 324
11.3.4 性能圖解 328
11.4 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟學(xué) 333
11.4.1 僅宏蜂窩服務(wù) 334
11.4.2 飛蜂窩簡介 335
11.4.3 用戶的預(yù)留收益的影響 337
11.4.4 飛蜂窩頻率復(fù)用 338
11.4.5 飛蜂窩運營成本 338
11.4.6 有限的飛蜂窩覆蓋 339
參考文獻 340
第12章 接入點選擇 344
12.1 技術(shù)背景 344
12.2 網(wǎng)絡(luò)選擇博弈 346
12.3 聯(lián)合AP選擇和功率分配 349
12.3.1 單AP網(wǎng)絡(luò) 350
12.3.2 聯(lián)合AP選擇和功率控制 352
12.3.3 分布式算法 353
12.4 聯(lián)合AP選擇和波束成形優(yōu)化 356
12.4.1 網(wǎng)絡(luò)模型 356
參考文獻 365
第13章 自組織網(wǎng)絡(luò) 368
13.1 自組織網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化 368
13.2 系統(tǒng)模型 368
13.3 天線傾斜度和AP關(guān)聯(lián)的聯(lián)合優(yōu)化 370
13.3.1 系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù) 370
13.3.2 優(yōu)化問題 371
參考文獻 373
第14章 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò) 374
14.1 大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的演進趨勢 374
14.1.1 網(wǎng)絡(luò)類型 374
14.2 網(wǎng)絡(luò)特性 377
14.3 隨機圖 380
參考文獻 382
第15章 大規(guī)模MIMO系統(tǒng) 384
15.1 線性預(yù)編碼的多蜂窩下行鏈路系統(tǒng) 385
15.1.1 技術(shù)背景 385
15.2 系統(tǒng)模型 387
15.2.1 信道不確定性建模 388
15.2.2 隨機優(yōu)化 389
15.3 理想信道狀態(tài)信息的優(yōu)化 389
15.4 WSRM問題的健壯性設(shè)計 391
15.4.1 近似方案1 392
15.4.2 近似方案2 394
附錄A.15 399
附錄B.15 399
參考文獻 401
第16章 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化理論 403
16.1 引言 403
16.2 分層優(yōu)化分解 403
16.2.1 TCP擁塞控制 404
16.2.2 TCP Reno/RED 405
16.2.3 TCP Vegas/DropTail 405
16.2.4 MAC協(xié)議優(yōu)化 406
16.2.5 效用最優(yōu)MAC協(xié)議/社交最優(yōu) 408
16.3 跨層設(shè)計 410
16.3.1 擁塞控制和路由 410
16.3.2 擁塞控制和物理資源分配 413
16.3.3 擁塞和競爭控制 415
16.3.4 擁塞控制、路由和調(diào)度 417
16.4 優(yōu)化問題分解方法 419
16.4.1 耦合約束解耦 419
16.4.2 基本NUM對偶分解 419
16.4.3 耦合約束 422
16.4.4 解耦耦合目標(biāo) 422
16.4.5 替代分解 424
參考文獻 426
第17章 網(wǎng)絡(luò)信息論 429
17.1 ad hoc網(wǎng)絡(luò)容量 429
17.1.1 任意網(wǎng)絡(luò) 429
17.1.2 隨機網(wǎng)絡(luò) 430
17.1.3 任意網(wǎng)絡(luò)：傳輸容量的上限 431
17.1.4 任意網(wǎng)絡(luò)：傳輸容量的下限 434
17.1.5 隨機網(wǎng)絡(luò)：吞吐量的下限 435
17.2 信息論和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 438
17.2.1 高衰減下的上限 440
17.2.2 高衰減下的多跳和可行下限 441
17.3 無線多跳ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)作傳輸 444
參考文獻 449
第18章