正版新书--无线Ad Hoc 和传感器网络 协议、性能及控制 [美]贾甘纳坦·沙兰加班尼( pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 贾甘纳坦·沙兰加班尼Jagannathan 著

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店铺： 麦点文化图书专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111499589

商品编码：29478396874

包装：平装

出版时间：2015-11-01

基本信息

书名：无线Ad Hoc 和传感器网络 协议、性能及控制

定价：99.00元

作者：贾甘纳坦·沙兰加班尼(Jagannathan Sar

出版社：机械工业出版社

出版日期：2015-11-01

ISBN：9787111499589

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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本书从动态系统的角度来观察网络，基于系统稳定性的分析，将网络的输入作为系统的扰动，应用李雅普诺夫方法来分析网络的性能，其具体分析的方法和过程是令人感兴趣的。这种分析角度和方法对于网络通信专业的研究人员来说是值得借鉴和参考的。尤其值得注意的是，在对相同问题在不同网络中的分析讨论时，本书从动态系统的角度展示了将在一种网络中的解决方法推广、改进、应用到另一种网络的过程和方法。这客观上说明了网络技术的核心问题是相同的，只是在不同网络环境和条件下，问题的体现和限制不同。同时应指出的是，网络通信是目前迅速发展的技术领域，不可能苛求书籍中介绍的具体技术当前依然是**的，但其中对问题本身的分析和解决问题的角度、思路和方法的选取，在问题解决之前是有参考价值和借鉴意义的。显然分组交换的数据网络，无论是有线还是无线数据网络中的服务质量控制依然存在大量问题有待解决。为更好地理解本书内容，读者需要的系统理论的基础，书中对此给出了丰富的参考书籍。

内容提要

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本书面向数据网络和无线通信领域的初学者介绍了数据网络和无线通信的基本概念，在此基础上分析讨论了网络、蜂窝网络、对等网，无线传感器网络以及网络的服务质量控制的基本问题、方法和技术，具体包括网络的拥塞控制、接入允许控制以及功率控制，同时包括网络的技术和路由技术。比较全面地介绍了各种网络中的相关技术，提供了作者的相关研究成果。另外，书中给出了大量手的参考文献，对读者阅读理解会起到直接的帮助。本书可供通信、电子及计算机及相关领域的研究人员、工程技术人员以及高年级本科生和研究生学习参考。

目录

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译者序作者献辞原书前言第章网络背景1.1计算机网络1.1.1集成服务1.1.2区分服务1.1.3多协议标签交换1.1.4Inter和网络的参数1.2QoS控制1.2.1接入允许控制1.2.2业务访问控制1.2.3分组调度1.2.4缓存管理1.2.5流量和拥塞控制1.2.6QoS路由1.3无线网络概述1.3.1蜂窝无线网络1.3.2信道分配1.3.3切换策略1.3.4近远问题1.3.5CDMA功率控制1.4移动网络1.4.1IEEE 802.11标准1.4.2IEEE 802.11物理层规范1.4.3IEEE 802.11版本1.4.4IEEE 802.11网络类型1.4.5IEEE 802.11 MAC协议1.4.6功率控制方案和协议的必要性1.4.7网络仿真器1.4.8应用实现的功率控制1.5无线传感器网络1.5.1相关研究1.5.2IEEE 1451和智能传感器1.5.3智能环境中的传感器1.5.4商用无线传感器系统1.5.5自组织和定位1.6总结参考文献第章背景知识2.1动态系统2.1.1离散时间系统2.1.2Brunovsky范式2.1.3线性系统2.2数学基础2.2.1矢量和矩阵范数2.2.2连续性和函数范数2.3动态系统特性2.3.1渐进稳定性2.3.2李雅普诺夫稳定性2.3.3有界性2.3.4关于自治系统和线性系统的说明2.4非线性稳定性分析和控制设计2.4.1自治系统的李雅普诺夫分析2.4.2应用李雅普诺夫技术设计控制器2.4.3线性系统的李雅普诺夫分析和控制器设计2.4.4稳定性分析2.4.5LTI反馈控制器的李雅普诺夫设计2.4.6非自治系统的李雅普诺夫分析2.4.7李雅普诺夫方法扩展和有界稳定性参考文献习题第章网络和中的拥塞控制3.1ATM网络拥塞控制3.2背景3.2.1神经网络和逼近性质3.2.2系统稳定性3.2.3网络建模3.3ATM网络的业务速率控制设计3.3.1控制器结构3.3.2权重更新3.3.3仿真案例3.4Inter端到端拥塞控制器设计3.4.1网络模型3.4.2端到端拥塞控制方案3.5仿真实现3.5.1NS实现3.5.2开销分析3.5.3实现的一般性讨论3.6仿真结果3.6.1网络拓扑和业务信源3.6.2New方法3.6.3性能指标3.6.4仿真方案3.6.5结果讨论3.7总结和结论参考文献习题附录第章高速网络接入允许控制器设计：混合系统方法4.1引言4.2网络模型4.3自适应业务估计器设计4.3.1估计器的结构4.3.2确保型估计的权重更新4.4带宽估计、分配和可用容量确定4.5接入允许控制4.6仿真结果4.6.1自适应估计器模型4.6.2网络模型4.6.3业务信源4.6.4仿真举例4.7结论参考文献习题附录第章无线蜂窝和对等网络分布式功率控制5.1引言5.2存在路径损耗时的分布式功率控制5.2.1Bambos功率控制方案5.2.2受限的二阶功率控制5.2.3基于状态空间的控制设计5.2.4分布式功率控制：蜂窝网络中的应用5.3无线网络用户接入允许控制5.3.1带有活动链路保护和接入允许控制的5.3.2DPC/ALP和接入允许控制器的算法5.4衰减信道中的分布式功率控制5.4.1无线信道的不确定性5.4.2分布式功率控制方案研究5.5结论参考文献习题第章无线网络分布式功率控制和速率调整6.1DPC简介6.2信道不确定性6.2.1信干比6.2.2存在不确定性的无线信道模型6.3分布式自适应功率控制6.4DPC实现6.4.1DPC反馈6.4.2802.11类型的网络的算法6.4.3重传和功率重置6.4.4DPC算法6.5功率控制协议6.5.1隐藏终端问题6.5.2协议设计6.5.3信道利用率6.5.4竞争时间6.5.5开销分析6.5.6NS实现6.6仿真参数6.7速率调整的相关基础6.7.1速率调整6.7.2协议比较6.8启发式速率调整6.8.1概述6.8.2信道状态的估计6.8.3大可用速率6.8.4小可用速率6.8.5克服拥塞的调制速率6.8.6基于速率的功率选择6.8.7退避机制6.8.8MAC协议设计6.9基于动态规划的速率调整6.9.1缓存占用状态方程6.9.2代价函数6.9.3黎卡提方程6.9.4选择调制的附加条件6.9.5实现考虑6.10仿真结果6.10.1单跳拓扑6.10.2两跳拓扑6.10.3包含个节点的拓扑6.10.4两跳结果6.11DPC的硬件实现6.11.1硬件结构6.11.2软件结构6.11.3实验结果6.11.4慢变干扰6.11.5缓慢更新的突变信道6.11.6快速更新的突变信道6.12结论参考文献习题第章无线和传感器网络分布式公平调度7.1公平调度和服务质量7.2加权公平准则7.3自适应和分布式公平调度7.3.1波动受限和指数界波动7.3.2公平性协议开发7.3.3公平性保证7.3.4吞吐量保证7.3.5时延保证7.3.6开销分析7.4性能评估7.5硬件实现7.5.1UMR节点说明7.5.2传感器节点硬件7.5.3G4功能7.5.4硬件实现结果7.5.5传感器节点的未来方向7.6无线传感器网络能量敏感协议7.6.1休眠模式7.6.2带休眠模式的7.6.3能量敏感协议7.6.4仿真7.7结论参考文献习题第章无线和传感器网络佳能量和延时路由8.1无线网络路由8.2佳链路状态路由（）协议8.3佳能量时延路由（）协议8.3.1邻居检测和能量时延测度计算8.3.2多点中继（）选择8.3.3MPR和能量时延信息声明8.3.4路由表的计算8.3.5OEDR协议总结8.4OEDR的优化分析8.5性能评估8.6无线传感器网络路由8.7应用子网协议自组织8.8佳能量时延子网路由（）协议8.8.1佳中继节点选择8.8.2中继节点选择算法8.8.3OEDSR优化分析8.9性能评估8.10OEDSR实现8.10.1硬件实现说明8.10.2软件结构8.11性能评估8.11.1实验场景说明8.11.2实验结果8.11.3未来的工作8.12结论320

作者介绍

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文摘

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序言

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探索数字世界的新疆域：无线Ad Hoc与传感器网络的理论与实践 在信息技术飞速发展的今天，我们正迈入一个万物互联的时代。从遍布城市的智能传感器，到野外勘探的移动网络，再到军事领域的高度机密通信，一种无处不在、灵活自主的通信模式正悄然改变着我们的生活和工作方式。这种模式，正是以无线Ad Hoc网络（Ad Hoc Network）和传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）为代表的下一代无线通信技术。它们打破了传统固定基础设施的束缚，以其独特的分布式、自组织、低功耗等特性，在数据采集、环境监测、智能交通、应急通信、军事应用等众多领域展现出巨大的潜力和价值。 本书旨在深入剖析无线Ad Hoc网络和传感器网络的底层原理、关键协议、性能评估方法以及高效的控制策略。我们将带领读者从基础概念出发，逐步深入到这些网络的复杂体系结构和运作机制。 第一部分：无线Ad Hoc网络基础与协议 在信息传递的广阔图景中，无线Ad Hoc网络扮演着至关重要的角色。与依赖于固定接入点（如Wi-Fi路由器）的传统无线网络不同，Ad Hoc网络允许设备之间直接通信，无需任何中间基础设施。这种“点对点”的连接模式赋予了它极大的灵活性和部署便利性，使其成为临时网络、移动环境以及基础设施受损区域的理想选择。 我们将从Ad Hoc网络的定义、关键特征（如自组织性、动态拓扑、多跳路由）以及其与传统网络的区别入手。随后，重点介绍Ad Hoc网络中至关重要的路由协议。这些协议是Ad Hoc网络实现数据可靠传输的“生命线”，决定着网络的效率、稳定性和可扩展性。 主动式路由协议（Proactive Routing Protocols）: 这类协议在网络中维护一张完整的或近乎完整的路由表，无论路由是否被需要，都会定期更新路由信息。我们将详细探讨DSDV（Destination-Sequenced Distance-Vector），它通过序列号来避免路由环路，确保信息的时效性；以及OLSR（Optimized Link State Routing），通过引入“多跳中继”（Multipoint Relays）机制来优化链路状态信息的传播，减少冗余通信。理解这些协议的优势和劣势，对于设计和优化大规模Ad Hoc网络至关重要。 反应式路由协议（Reactive Routing Protocols）: 与主动式协议不同，反应式协议仅在需要时才发现路由，从而大大降低了网络的控制开销。DSR（Dynamic Source Routing）将路由信息完全包含在数据包的头部，源节点负责维护完整的路径；AODV（Ad hoc On-Demand Distance Vector）则结合了DSDV的距离向量思想和DSR的按需路由发现机制，在路由发现和维护上找到了一个平衡点。我们将深入分析它们的路由发现过程、路由维护机制以及在不同网络场景下的性能表现。 混合式路由协议（Hybrid Routing Protocols）：为了结合主动式和反应式协议的优点，一些混合式协议应运而生。ZRP（Zone Routing Protocol）便是其中的代表。它将网络划分为多个区域，区域内的节点采用主动式路由，而区域间的通信则采用反应式路由，从而在控制开销和延迟之间取得更好的平衡。我们将探讨ZRP的工作原理以及如何根据网络规模和拓扑调整其行为。 除了核心的路由协议，我们还会探讨Ad Hoc网络中的其他关键技术，例如： MAC层协议（Medium Access Control Protocols）: 介绍IEEE 802.11（Wi-Fi）在Ad Hoc模式下的应用，以及MACA（Multiple Access with Collision Avoidance）和MACAW（Multiple Access with Collision Avoidance for Wireless）等用于解决无线信道共享和冲突避免的机制。 服务质量（Quality of Service, QoS）: 探讨在资源受限的Ad Hoc网络中实现QoS的挑战，以及相关的QoS保障机制，如优先级调度、资源预留等。 安全问题: 分析Ad Hoc网络面临的独特安全威胁，如节点欺骗、路由攻击、数据窃听等，并介绍现有的安全机制和加密技术。 第二部分：传感器网络——感知世界的微小节点 无线传感器网络（WSN）是将分散在物理环境中的大量微型传感器节点连接起来，形成的一个能够协同工作的分布式网络。这些节点能够采集环境信息（如温度、湿度、光照、声音、震动等），并通过多跳通信将数据汇聚到基站或Sink节点，最终实现对物理世界的精确感知和监测。WSN的应用场景极为广泛，从环境监测（如森林火灾预警、空气质量监测）、农业（如智能灌溉、作物生长监测）、工业自动化（如设备状态监测、生产过程控制），到医疗健康（如远程病人监护、健康监测），再到军事侦察和智能家居，都离不开WSN的身影。 我们将首先介绍WSN的基本组成单元（传感器节点、传感器、微控制器、通信模块、电源）、网络拓扑（星型、网格型、Ad Hoc型）以及与Ad Hoc网络在目标和设计理念上的异同。 能量效率是WSN设计的核心挑战。传感器节点的能量来源往往有限，需要通过高效的协议和算法来延长网络寿命。我们将深入探讨： 节点休眠与唤醒机制: 如何根据任务需求，让部分节点进入低功耗休眠状态，并在需要时快速唤醒，以最大限度地节省能量。 数据汇聚与聚合（Data Aggregation）: 如何在节点之间对采集到的数据进行合并、去重、平均化等处理，减少传输的数据量，从而降低能量消耗。 能量感知路由协议（Energy-Aware Routing Protocols）: 介绍LEACH（Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy），它通过引入簇头（Cluster Head）和分簇（Clustering）机制，实现能量的均匀分配和延长网络寿命。我们还会探讨PEGASIS（Power-Efficient Gathering in Sensor Information Systems），它通过构建链式拓扑，进一步优化能量效率。 数据采集与管理: WSN的最终目的是采集有用的信息。我们将探讨： 数据采样策略: 如何根据监测需求，选择合适的采样频率和精度。 数据存储与查询: 在节点有限的存储空间内，如何高效地存储和检索数据。 分布式数据库技术: 探讨在WSN中构建分布式数据库的挑战与解决方案。 WSN的定位技术: 在许多应用中，知道数据采集点的空间位置至关重要。我们将介绍基于RSSI（Received Signal Strength Indication）、TDOA（Time Difference of Arrival）等原理的WSN定位算法。 第三部分：性能评估与控制 无论是在Ad Hoc网络还是传感器网络中，对其性能进行科学的评估和有效的控制是实现其应用价值的关键。 性能评估指标: 我们将定义和解析衡量网络性能的关键指标，包括： 吞吐量（Throughput）: 单位时间内成功传输的数据量。 延迟（Delay）: 数据从源节点传输到目标节点所花费的时间。 丢包率（Packet Loss Rate）: 未能成功到达目标节点的报文比例。 路由开销（Routing Overhead）: 用于路由发现和维护的控制报文所占比例。 网络寿命（Network Lifetime）：在WSN中，指网络能够持续运行的时间。 能耗（Energy Consumption）: 节点消耗的总能量。 仿真工具: 介绍常用的网络仿真工具，如NS-2（Network Simulator 2）和OMNeT++，以及如何利用这些工具来模拟和分析Ad Hoc与传感器网络的行为。 网络控制与管理: 探讨在分布式、动态变化的Ad Hoc和传感器网络中，如何实现有效的控制和管理。这包括： 拓扑控制（Topology Control）: 如何通过选择性地连接或断开节点之间的链路，来维持网络连通性、降低能耗并提高鲁棒性。 拥塞控制（Congestion Control）: 如何在高负载网络中管理数据流，避免网络拥塞，提高数据传输的可靠性。 移动性管理（Mobility Management）: 在Ad Hoc网络中，节点移动带来的拓扑变化对路由和连接性造成影响，需要有效的移动性管理策略。 任务分配与调度（Task Allocation and Scheduling）: 在多任务的传感器网络中，如何将任务分配给合适的节点，并进行协同调度以实现整体效率。 新兴技术与未来发展: 简要介绍一些前沿的研究方向，如软件定义网络（SDN）在Ad Hoc网络中的应用、人工智能（AI）在传感器数据分析和网络优化中的作用，以及边缘计算（Edge Computing）与WSN的结合等，展望这些技术将如何进一步推动无线Ad Hoc和传感器网络的进步。 本书内容体系严谨，逻辑清晰，旨在为读者提供一个全面而深入的理解框架，帮助读者掌握无线Ad Hoc和传感器网络的理论精髓，并能够将其应用于实际问题的解决。无论您是希望深入研究无线通信技术的学术研究者，还是在实际工程项目中寻求创新的工程师，抑或是对未来智能互联世界充满好奇的学生，本书都将是您不可或缺的参考。通过本书的学习，您将能够更好地理解并设计出更加高效、可靠、节能的无线通信系统，为构建更加智能、便捷、互联的未来世界贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本《正版新书--无线Ad Hoc 和传感器网络 协议、性能及控制》的封面设计，尤其是那标志性的“正版新书”字样，总能给我一种踏实和信任的感觉。作为一名对无线通信技术充满好奇的业余爱好者，我一直想深入了解Ad Hoc和传感器网络这个领域。之前也断断续续地看过一些网上的科普文章，但总觉得碎片化，不够系统。这次看到这本书，它的副标题“协议、性能及控制”一下子就抓住了我的眼球，感觉它会是一个全面且深入的讲解。我脑海里浮现出的场景是，这本书可能不像那些枯燥的技术手册，而是会用一种引导性的方式，从最基础的概念讲起，比如Ad Hoc网络的自组织特性，传感器网络如何在无固定基础设施的环境下协同工作，再到更深层次的路由协议设计，能量效率优化，以及网络安全和稳定性控制。我尤其期待书中能够解释清楚不同协议之间的权衡，比如在实时性、可靠性和能耗之间如何取舍。如果能结合一些实际的应用案例，比如智能家居、环境监测、战场通信等，那就更好了，这样我能更好地理解这些技术的落地价值。我对这本书的期望很高，希望它能成为我打开这个复杂技术世界的一扇清晰的窗口。

评分☆☆☆☆☆

我最近在考虑为我们公司的一个项目选择合适的无线通信方案，项目涉及到需要在不确定且动态的环境中部署大量的传感器节点，并且需要它们能够自主地形成网络并进行数据交换。市面上相关的技术和产品琳琅满目，让人眼花缭乱，也有些摸不清头绪。恰巧看到这本《正版新书--无线Ad Hoc 和传感器网络 协议、性能及控制》，它的内容覆盖“协议、性能及控制”这三大核心要素，这正是我迫切需要了解的。我希望这本书能够深入分析不同Ad Hoc和传感器网络协议的优缺点，比如在吞吐量、延迟、可扩展性、鲁棒性等方面，能够提供清晰的对比和评估。我尤其关心的是，书中是否会详细介绍如何评估和优化网络的性能，例如如何提高数据传输的成功率，如何降低网络能耗以延长传感器节点的电池寿命，以及如何应对网络中的拥塞和故障。另外，“控制”这个词也让我很感兴趣，它可能指的是网络拓扑的动态管理、节点加入和退出的协调、以及资源分配的优化策略。如果书中能提供一些实用的性能分析工具或方法论，那就再好不过了，能够帮助我做出更明智的技术决策。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，我对于那些能够在没有中央控制的情况下，各个设备之间就能互相通信、协同工作的网络系统非常着迷。Ad Hoc网络和传感器网络恰恰是这种理念的完美体现。我看到这本书的标题《正版新书--无线Ad Hoc 和传感器网络 协议、性能及控制》，感觉它就像一本宝典，里面包含了构建和管理这些复杂网络的关键知识。我脑海里勾勒出的画面是，书中会从底层的物理层和MAC层协议讲起，逐步深入到网络层和应用层，详细阐述各种路由协议的原理和实现，比如MANET中经典的DSR、AODV，以及WSN中适合低功耗的LEACH、TEEN等。我期待书中能够深入探讨这些协议在不同场景下的适用性，以及它们在能耗、延迟、可靠性等方面的权衡。此外，“性能”和“控制”这两个词让我对其有了更高的期待。我希望书中不仅能讲解理论，还能提供一些分析和评估网络性能的实用工具和方法，甚至是一些优化策略，比如如何通过调整参数来提升网络的整体表现，或者如何有效地进行网络节点的调度和管理，以确保网络的稳定运行和信息的及时传递。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对未来科技发展趋势有着敏锐洞察力的人，我一直关注着物联网和智能互联的最新进展。Ad Hoc网络和传感器网络无疑是构成这些宏大愿景的重要基石。当我在书店偶然翻到这本《正版新书--无线Ad Hoc 和传感器网络 协议、性能及控制》时，我立刻被它所涵盖的深度和广度所吸引。我推测这本书的内容会非常丰富，从基础的Ad Hoc网络和传感器网络的定义、特点，到各种核心协议的详细剖析，再到对网络性能的深入研究和分析，以及最终如何对这些网络进行有效的控制和管理。我特别期待书中能够深入探讨不同协议在安全性、鲁棒性和可扩展性方面的表现，毕竟在实际应用中，这些都是至关重要的考量因素。我也希望这本书能够提供一些前沿的研究成果和未来的发展方向，例如在能源收集、异构网络融合、以及AI在网络管理中的应用等方面，能够有所启发。这本书给我的感觉是，它不只是介绍技术，更是提供了一种系统性的思考框架，帮助读者理解和掌握这些前沿技术。

评分☆☆☆☆☆

我最近在学习一些关于分布式系统和网络通信的课程，虽然对理论知识有了一些初步的了解，但在实际应用层面，尤其是在没有集中式基础设施的支持下，如何构建稳定高效的无线网络，我感到有些困惑。这本书《正版新书--无线Ad Hoc 和传感器网络 协议、性能及控制》的出现，无疑为我指明了一个重要的学习方向。我期待这本书能够从更宏观的角度，将Ad Hoc网络和传感器网络这两个既有联系又有区别的概念进行清晰的梳理，并着重讲解它们在构建分布式系统中的核心作用。我非常希望书中能够对各种主流的Ad Hoc和传感器网络协议进行详细的解读，并能清晰地分析它们各自的优势、劣势以及适用的场景，例如在低功耗、低带宽、高节点密度等不同约束条件下，应该如何选择合适的协议。同时，书中对于“性能”和“控制”的强调，也让我充满了期待，我希望它能提供实用的方法论，帮助我理解如何量化和评估网络的性能，以及如何设计和实现有效的控制策略，以应对网络动态变化带来的挑战。