本書系統、全面地介紹了Ad Hoc無線網絡的原理、協議與應用，闡釋了這一網絡系統的工作機制、設計和性能。全書首先介紹了無線網絡的基礎知識，包括藍牙、IrDA、HomeRF、WiFi、WiMax、無線網絡和移動IP的概念，并在此基礎上探討了Ad Hoc無線網絡的MAC層協議、路由協議、多播路由協議和傳輸協議，進而介紹了服務質量和能量管理系統；其次介紹了多跳無線網絡的移動模型和跨層設計問題。為了使讀者更好地理解和學習，本書在每章的*后都給出了適當的習題。本書第2版根據前沿技術更新了內容，并新增了對這一領域*新發展的介紹，包括傳感器網絡、PAN、智能服裝和車載Ad Hoc網絡。*后，本書介紹了Ad Hoc移動無線網絡的當前發展狀態及未來面臨的機遇和挑戰。本書能夠幫助對Ad Hoc移動無線網絡感興趣的人士全面了解Ad Hoc無線網絡的原理和發展趨勢，既可作為無線網絡技術專業本科、研究生相關課程的教材，也可作為相關領域工程技術和科研人員的自學參考書。
適讀人群 ：本書能夠幫助對Ad Hoc移動無線網絡感興趣的人士全面了解Ad Hoc無線網絡的原理和發展趨勢，既可作為無線網絡技術專業本科、研究生相關課程的教材，也可作為相關領域工程技術和科研人員的自學參考書。
本書介紹了Ad Hoc移動無線網絡是如何基于其簡單的基礎設施和極小的中央管理機構在軍／民領域提供信息服務，特別是緊急服務的。
譯 者 序
Ad Hoc網絡的思想可以追溯到20世紀70年代美國國防高級研究計劃局（DARPA）使用的分組無線電網絡。移動Ad Hoc網絡是在無預設固定基礎設施情況下，建立的一個短期或臨時網絡的移動設備集合，具有自配置功能，網絡中節點的通信不依賴于任何固定基礎設施，具有靈活性高、抗毀性強等特點，在商業和軍事應用中具有非常大的價值，被越來越多地應用在包括災后恢復、醫療、國防、教育和工業等領域。在沒有通信基礎設施或原有的基礎設施被破壞且無法重建的地方，尤其是在突發緊急事件、醫療救護、家庭網絡應用和災難恢復等情況下，移動Ad Hoc無線網絡提供的通信支持起到了巨大的作用。伴隨著移動Ad Hoc網絡的諸多優勢，移動Ad Hoc網絡也帶來了許多仍然沒有得到解決的挑戰。移動Ad Hoc網絡的應用和性能提升，受到使用者和研究者的廣泛關注。
本書基礎理論知識涉及面廣，技術應用方法講述透徹，內容完整，通俗易懂，全面涵蓋了移動Ad Hoc網絡技術的各個方面。全書首先回顧了無線網絡的基礎知識，介紹了目前普遍使用的無線通信領域的概念和技術，深入探討了Ad Hoc無線網絡的MAC層協議、路由協議、多播路由協議和傳輸層協議，研究了服務質量、能量管理系統、移動模型和跨層設計等方面的問題，并指出了這一領域的當前發展狀態及未來面臨的機遇和挑戰。
本書第2版根據前沿技術的發展對全書內容進行了更新，并新增了對Ad Hoc移動無線網絡最新發展的介紹，包括傳感器網絡、PAN、智能服裝和車載Ad Hoc網絡。為了使讀者更好地理解和學習，本書在每章的最后都給出了適當的習題。本書可以作為無線網絡技術專業的本科、研究生相關課程教材，也可作為相關領域工程技術和科研人員的自學參考書。
本書由陳軍、安新源、于鵬、孫吉、邱超、黃璞和張曉航翻譯。劉義、褚家旭、李運宏、黃曉可、陳海波、李飛、盛興、王大明、袁宋圃等對本書的校對做了大量工作，在此謹致誠摯謝意。
由于譯者水平有限，書中難免存在錯誤和不足之處，懇請讀者批評指正。
譯 者
蘇比爾?庫瑪爾?薩卡爾（Subir Kumar Sarkar），印度賈達普大學電子與電信工程系教授，獲得印度加爾各答大學無線電物理與電子學院學士、碩士、博士學位，美國弗吉尼亞聯邦大學電子與計算機工程系博士后，曾任石油天然氣股份有限公司（ONGC）執行工程師。1992年以來，在孟加拉工程與科學大學和賈達普大學擔任教職工作，主要從事納米器件和低功耗VLSI電路、移動自組織網絡（MANET）、無線傳感器網絡（WSN）、RFID及其應用、數字水印和數據安全等領域研究，講授計算機架構與組織、數字系統設計、VLSI設計、量子和納米器件、低功耗VLSI設計等課程。
陳軍，吉林通化人，工學博士，中國電子學會導航分會第八屆委員會委員，原總裝備部某部高級工程師。長期從事電子信息設備鑒定方法的研究工作，先后獲軍隊科技進步二等獎7項，三等獎3項，帶領團隊4次榮立集體二等功。出版技術專著1部，譯著5部，發表技術論文30余篇。
目 錄
第1章 引言 1
1．1 無線網絡基礎 1
1．1．1 藍牙 1
1．1．2 IrDA 2
1．1．3 HomeRF 3
1．1．4 IEEE 802．11（WiFi） 6
1．1．5 IEEE 802．16（WiMAX） 6
1．1．6 熱點 6
1．1．7 Mesh網絡 8
1．2 無線互聯網 8
1．2．1 IP的局限性 10
1．2．2 移動IP 10
1．2．3 發現轉交地址 14
1．2．4 注冊轉交地址 15
1．2．5 認證 15
1．2．6 自動本地代理發現 16
1．2．7 通過隧道到轉交地址 17
1．2．8 移動IP的問題 17
1．3 什么是Ad Hoc網絡 19
1．3．1 蜂窩網和Ad Hoc無線網的區別 20
1．3．2 Ad Hoc無線網的應用 21
1．3．3 技術和研究挑戰 22
1．3．4 Ad Hoc無線網絡問題 24
習題 33
參考文獻 34
第2章 MAC層協議 35
2．1 引言 35
2．2 MAC協議的重要問題和需要 36
2．3 MAC協議的分類 37
2．3．1 基于競爭的MAC協議 38
2．3．2 有預留方案的基于競爭的MAC協議 39
2．3．3 使用定向天線的MAC協議 43
2．3．4 多信道MAC協議 45
2．3．5 功率感知或節能MAC協議 48
2．4 小結 51
習題 51
參考文獻 52
第3章 路由協議 55
3．1 簡介 55
3．2 Ad Hoc網絡路由協議的設計難點 56
3．2．1 路由結構 56
3．2．2 支持單向鏈路 56
3．2．3 超級主機的使用 57
3．2．4 QoS路由 57
3．2．5 支持多播 58
3．3 路由協議的分類 58
3．3．1 主動式路由協議、反應式路由協議和混合路由協議 59
3．3．2 構建和委派路由任務 60
3．3．3 對路由的網絡度量 61
3．3．4 評估路由的拓撲結構、目的節點和位置 61
3．4 主動式路由協議 61
3．4．1 無線路由協議 62
3．4．2 DSDV 65
3．4．3 FSR 66
3．4．4 AODV 68
3．4．5 DSR 72
3．4．6 TORA 75
3．4．7 CBRP 75
3．4．8 LAR 76
3．4．9 ARA 77
3．5 混合路由協議 78
3．5．1 ZRP 78
3．5．2 ZHLS 81
3．5．3 分布式動態路由（DDR）協議 83
3．6 小結 83
習題 84
參考文獻 85
第4章 多播路由協議 88
4．1 簡介 88
4．2 設計多播路由協議的難點 89
4．3 多播路由協議的分類 89
4．3．1 基于樹的多播路由協議 89
4．3．2 基于網格的多播路由協議 98
4．3．3 基于源節點的多播路由協議 100
4．4 QoS路由 104
4．5 節能多播路由協議 105
4．5．1 節能多播的衡量標準 105
4．5．2 EEMRP：節能多播路由協議 105
4．6 基于位置的多播路由協議 106
4．7 小結 107
習題 108
參考文獻 108
第5章 傳輸協議 110
5．1 簡介 110
5．2 TCP在Ad Hoc網絡中面臨的挑戰及設計問題 111
5．2．1 挑戰 111
5．2．2 設計目標 116
5．3 TCP在MANET中的性能 116
5．3．1 TCP性能 116
5．3．2 其他問題 118
5．4 Ad Hoc傳輸協議 118
5．4．1 分割方法 118
5．4．2 端到端方法 120
5．5 小結 126
參考文獻 126
第6章 服務質量 128
6．1 簡介 128
6．2 挑戰 128
6．2．1 硬狀態資源預留和軟狀態資源預留 129
6．2．2 狀態方法與無狀態方法 130
6．2．3 硬QoS方法和軟QoS方法 130
6．3 QoS解決方法分類 130
6．3．1 MAC層解決辦法 130
6．3．2 網絡層解決措施 132
6．4 支持QoS的Ad Hoc按需距離矢量路由協議 132
6．4．1 AODV協議的QoS擴展 132
6．4．2 優點與缺點 133
6．5 針對Ad Hoc無線網絡的QoS框架 133
6．6 INSIGNIA 135
6．6．1 INSIGNIA框架的運行 137
6．6．2 優點和缺點 138
6．7 INORA 138
6．7．1 粗糙反饋機制 138
6．7．2 基于類的精細反饋機制 139
6．7．3 優點 140
6．8 小結 140
習題 140
參考文獻 141
第7章 能量管理系統 142
7．1 簡介 142
7．1．1 為什么在Ad Hoc網絡中需要能量管理 142
7．1．2 能量管理設計分類 143
7．1．3 電池技術概述 144
7．1．4 電池放電原理 145
7．1．5 放電特性對電池容量的影響 145
7．1．6 電池模型 150
7．1．7 電池驅動系統設計 152
7．1．8 智能電池系統 153
7．2 節能路由協議 155
7．3 發送功率管理方案 157
7．3．1 Ad Hoc網絡的功率管理 157
7．3．2 PCCB路由協議的基本思想 159
7．3．3 PCCB路由協議分析 160
7．3．4 MAC協議 161
7．3．5 功率節省 161
7．3．6 時間同步功能 162
7．3．7 功率節省功能 162
7．3．8 功率節省前景 164
7．4 發射功率控制 164
7．4．1 根據信道狀態自適應調節發射功率 166
7．4．2 MAC技術 166
7．4．3 邏輯鏈路控制 167
7．5 AODV協議 168
7．5．1 簡介 168
7．5．2 路由發現 169
7．5．3 路由維護 169
7．6 LEAR-AODV 169
7．6．1 簡介 169
7．6．2 路由發現 170
7．6．3 路由維護 170
7．7 PAR-AODV 170
7．7．1 簡介 170
7．7．2 路由發現 171
7．7．3 路由維護 171
7．8 LPR-AODV 171
7．8．1 簡介 171
7．8．2 路由發現 172
7．8．3 路由維護 172
習題 173
參考文獻 173
第8章 多跳無線網絡的移動模型 175
8．1 簡介 175
8．2 移動模型 175
8．2．1 隨機游走移動模型 176
8．2．2 隨機航點移動模型 177
8．2．3 隨機方向移動模型 179
8．2．4 無界仿真區域移動模型 179
8．2．5 高斯-馬爾科夫移動模型 180
8．2．6 概率版的隨機游走移動模型 181
8．2．7 城市移動模型 181
8．3 隨機航點移動模型和其他隨機模型的局限性 182
8．3．1 具時間依賴性的移動模型 182
8．3．2 具空間依賴性的移動模型 182
8．3．3 具地形限制的移動模型 183
8．4 小結 184
習題 185
參考文獻 186
第9章 跨層設計問題 188
9．1 簡介 188
9．2 跨層設計的定義 188
9．3 跨層設計原理 188
9．4 對跨層設計的建議 190
9．4．1 創建新的通信接口 190
9．4．2 合并相鄰層 192
9．5 對實施跨層交互的建議 192
9．5．1 層與層之間的直接通信 192
9．5．2 跨層共享數據庫 192
9．5．3 全新抽象 193
9．6 跨層設計：是否值得應用 193
9．6．1 馮?諾依曼體系結構 193
9．6．2 信源信道分離和數字化系統架構 194
9．6．3 網絡中的OSI結構 194
9．7 跨層設計方法的缺陷 194
9．7．1 開發成本 194
9．7．2 性能與長效性 195
9．7．3 交互和意外風險 195
9．7．4 穩定性 195
9．8 性能目標 196
9．8．1 總容量最大化 196
9．8．2 最大最小公平性 196
9．8．3 效用公平性 197
9．9 跨層協議 197
習題 199
參考文獻 200
第10章 應用與發展 202
10．1 簡介 202
10．2 典型應用 203
10．3 應用 204
10．3．1 教學應用 205
10．3．2 國防應用 205
10．3．3 工業中的應用 206
10．3．4 醫療應用 206
10．3．5 搜索和救援中的應用 207
10．3．6 車輛中的應用 207
10．4 挑戰 207
10．5 最新發展熱點 210
10．5．1 傳感器 210
10．5．2 無線Ad Hoc傳感器網絡 210
10．6 小結 211
參考文獻 211
縮略語 212
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