移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)：前沿研究方向（第2版）

第1部分  總 體 介 紹

第1章  多跳Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)路線 2

摘要 2

1.1  引言 2

1.2  MANET研究的主要成就和教訓(xùn) 3

1.2.1  MANET研究的主要成就 3

1.2.2  MANET研究存在的問(wèn)題和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn) 11

1.3  多跳Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)：從理論到現(xiàn)實(shí) 12

1.3.1  Mesh網(wǎng)絡(luò) 13

1.3.2  機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò) 14

1.3.3  車載Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)（VANET） 17

1.3.4  傳感器網(wǎng)絡(luò) 18

1.4  小結(jié)與結(jié)論 20

參考文獻(xiàn) 21

第2章　支持移動(dòng)多跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn) 29

摘要 29

2.1  引言 29

2.2  寬帶無(wú)線接入技術(shù) 31

2.2.1  IEEE 802.16 Mesh 31

2.2.2  IEEE 802.16j 34

2.3  無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 37

2.3.1  IEEE 802.11s 37

2.3.2  IEEE 802.11n和IEEE 802.11z 41

2.3.3  IEEE 802.11p/WAVE 43

2.4  個(gè)域網(wǎng)技術(shù) 46

2.4.1  IEEE 802.15.5標(biāo)準(zhǔn) 46

2.4.2  ZigBee的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 49

2.4.3  基于IPv6的WPAN 51

2.5  異構(gòu)場(chǎng)景的移動(dòng)性支持 56

2.6  結(jié)論 59

參考文獻(xiàn) 60

第3章　應(yīng)用場(chǎng)景 68

摘要 68

3.1  引言 68

3.2  軍事應(yīng)用 70

3.2.1  通信 70

3.2.2  協(xié)同 71

3.3  網(wǎng)絡(luò)連接 72

3.3.1  星際互聯(lián)網(wǎng) 72

3.3.2  農(nóng)村地區(qū) 73

3.3.3  市/社區(qū)系統(tǒng) 74

3.4  無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 74

3.4.1  身體和健康監(jiān)測(cè) 75

3.4.2  智能住宅 75

3.4.3  工業(yè)監(jiān)控 76

3.4.4  環(huán)境監(jiān)測(cè) 77

3.4.5  動(dòng)物監(jiān)測(cè) 77

3.5  搜救 79

3.5.1  搜索和救援無(wú)人機(jī) 79

3.5.2  未知區(qū)域的多主體探測(cè) 80

3.6  車載自組織網(wǎng)絡(luò) 82

3.6.1  駕駛安全支持系統(tǒng) 82

3.6.2  車輛協(xié)調(diào) 83

3.6.3  通知系統(tǒng) 83

3.6.4  智能交通系統(tǒng) 84

3.7  個(gè)人信息傳輸 85

3.8  結(jié)論 87

參考文獻(xiàn) 87

第4章　Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的安全性問(wèn)題 94

摘要 94

4.1  引言 94

4.1.1  無(wú)線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的安全挑戰(zhàn) 95

4.1.2  WSN、UWSN、WMN、DTN和VANET 96

4.2  無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 97

4.2.1  對(duì)網(wǎng)絡(luò)可用性和服務(wù)完整性的攻擊 99

4.2.2  對(duì)隱私性和保密性的攻擊 107

4.2.3  對(duì)數(shù)據(jù)完整性的攻擊 108

4.2.4  WSN中的安全威脅和對(duì)策概要 110

4.3  無(wú)人值守?zé)o線傳感器網(wǎng)絡(luò) 110

4.3.1  數(shù)據(jù)生存能力 111

4.3.2  Self-Key自愈和入侵恢復(fù) 113

4.3.3  認(rèn)證 114

4.3.4  UWSN安全威脅和對(duì)策概述 114

4.4  無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò) 115

4.4.1  安全面臨的挑戰(zhàn)和現(xiàn)有對(duì)策 116

4.4.2  無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)中的安全威脅和對(duì)策摘要 117

4.5  容延遲網(wǎng)絡(luò) 118

4.5.1  DTN的應(yīng)用 119

4.5.2  DTN的安全問(wèn)題 119

4.5.3  總結(jié) 120

4.6  車載Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)（VANET） 121

4.6.1  VANET的優(yōu)勢(shì)及存在的問(wèn)題 121

4.6.2  VANET的設(shè)計(jì)目標(biāo)和挑戰(zhàn) 122

4.6.3  VANET的可測(cè)量性和服務(wù)完整性 123

4.6.4  VANET的安全和隱私 124

4.6.5  摘要和展望 126

4.7  結(jié)論和開(kāi)放性的研究問(wèn)題 126

參考文獻(xiàn) 127

第5章　終端用戶移動(dòng)性架構(gòu)的解決方案 137

摘要 137

5.1  引言 137

5.2  Mesh網(wǎng)絡(luò) 138

5.2.1  Mesh技術(shù)和終端用戶移動(dòng)性 139

5.2.2  定義和挑戰(zhàn) 139

5.2.3  微移動(dòng)性支持 140

5.2.4  微移動(dòng)和宏移動(dòng)支持 149

5.3  無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 161

5.3.1  基于接收器的移動(dòng)性問(wèn)題 162

5.3.2  FLEXOR：移動(dòng)支持軟件體系結(jié)構(gòu) 164

5.4  結(jié)論 166

參考文獻(xiàn) 167

第6章　移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)研究成果的實(shí)驗(yàn)及仿真 170

摘要 170

6.1  引言 170

6.2  移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)仿真工具和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)概述 171

6.2.1  仿真工具 171

6.2.2  實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 172

6.3  仿真和實(shí)驗(yàn)的區(qū)別：?jiǎn)栴}和參數(shù) 177

6.3.1  物理層問(wèn)題 178

6.3.2  移動(dòng)性建模 185

6.3.3  MAC層的注意事項(xiàng) 187

6.3.4  影響上層的因素和其他問(wèn)題 191

6.3.5  模擬器性能的比較 192

6.4  完善的仿真：確認(rèn)、驗(yàn)證和校準(zhǔn) 194

6.5  模擬器和測(cè)試平臺(tái)的前景展望 197

6.6  結(jié)論 199

參考文獻(xiàn) 199

第2部分  Mesh網(wǎng)絡(luò) 

第7章  多頻點(diǎn)多通道無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)中的資源優(yōu)化 212

摘要 212

7.1  引言 212

7.2  網(wǎng)絡(luò)和干擾模型 214

7.3  SINR模型下的最大化鏈路激活 215

7.4  最優(yōu)鏈路調(diào)度 217

7.4.1  優(yōu)化公式化表述 218

7.4.2  列生成 220

7.4.3  功率控制和速率自適應(yīng)的擴(kuò)展 221

7.5  聯(lián)合路由和調(diào)度 223

7.5.1  流量守恒路由 224

7.5.2  路徑生成路由 224

7.6  處理信道分配和定向天線 225

7.6.1  信道分配 226

7.6.2  定向天線 229

7.7  協(xié)作網(wǎng)絡(luò) 230

7.7.1  k-協(xié)作圖表 230

7.7.2  超級(jí)鏈路分類 232

7.7.3  應(yīng)用于k-協(xié)作的列生成 235

7.8  結(jié)論和未來(lái)展望 236

參考文獻(xiàn) 237

第8章  Mesh網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)質(zhì)量 241

摘要 241

8.1  引言 241

8.2  QoS的定義 243

8.3  現(xiàn)有QoS路由方法的分類 243

8.4  基于優(yōu)化路徑選擇的路由協(xié)議 245

8.4.1  彈性需求優(yōu)化 248

8.4.2  固定需求優(yōu)化 249

8.4.3  基于無(wú)關(guān)路由的魯棒性優(yōu)化 250

8.4.4  隨機(jī)需求優(yōu)化 252

8.4.5  飽和數(shù)據(jù)流優(yōu)化 253

8.4.6  未解決問(wèn)題 253

8.5  最小權(quán)值路徑選擇的路由度量 254

8.5.1  設(shè)計(jì)原則 255

8.5.2  已有方法 257

8.5.3  未解決問(wèn)題 266

8.6  基于反饋的路徑選擇 267

8.7  結(jié)論 268

參考文獻(xiàn) 268

第3部分  機(jī) 會(huì) 網(wǎng) 絡(luò)

第9章  容延遲網(wǎng)絡(luò)和機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用 276

摘要 276

9.1  應(yīng)用場(chǎng)景 276

9.1.1  受限區(qū)域場(chǎng)景 276

9.1.2  市區(qū)場(chǎng)景 278

9.2  基于DTN的應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn) 280

9.2.1  案例研究：基于消息的應(yīng)用——電子郵件 281

9.2.2  案例研究：基于流的應(yīng)用——XMPP 284

9.3  DTN應(yīng)用的關(guān)鍵機(jī)制 285

9.3.1  DTN應(yīng)用程序的安全性 286

9.3.2  與傳統(tǒng)應(yīng)用程序的交互 288

9.3.3  用戶界面 290

9.4  DTN應(yīng)用（案例研究） 292

9.4.1  網(wǎng)頁(yè) 292

9.4.2  內(nèi)容搜索 296

9.4.3  地下采礦中的應(yīng)用 301

9.4.4  浮動(dòng)內(nèi)容 307

9.5  結(jié)論：DTN應(yīng)用的反思 311

參考文獻(xiàn) 312

第10章　機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)模型 314

摘要 314

10.1  引言 314

10.2  基于接觸的度量、分析和建模 315

10.2.1  度量 315

10.2.2  基于接觸的數(shù)據(jù)集 317

10.2.3  相互接觸時(shí)間分析 319

10.2.4  相互接觸時(shí)間特性 320

10.2.5  接觸點(diǎn)數(shù)量及持續(xù)時(shí)間 326

10.3  軌跡模型 328

10.3.1  第一步：測(cè)量 328

10.3.2  自由空間模型 337

10.3.3  與空間有關(guān)的模型 337

10.3.4  與時(shí)間有關(guān)的模型 345

10.4  網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)的含義 348

10.4.1  冪律相互接觸時(shí)間 348

10.4.2  社會(huì)結(jié)構(gòu) 350

10.5  新模式：延遲-資源權(quán)衡 353

10.5.1  延遲-容量權(quán)衡 353

10.5.2  延遲-負(fù)載均衡權(quán)衡 355

10.5.3  延遲-能量權(quán)衡 359

參考文獻(xiàn) 360

第11章　機(jī)會(huì)路由 365

摘要 365

11.1  引言 365

11.2  機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 367

11.2.1  連通性 367

11.2.2  移動(dòng)性 369

11.2.3  節(jié)點(diǎn)資源 371

11.2.4  高效的機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)：機(jī)會(huì)與挑戰(zhàn)并存 372

11.3  不確定性處理：基于冗余的路由 373

11.3.1  基于泛洪的方案 373

11.3.2  受控的復(fù)制方案 375

11.3.3  基于編碼的方案 377

11.3.4  基于復(fù)制轉(zhuǎn)發(fā)的討論 379

11.4  利用結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)：基于效用的轉(zhuǎn)發(fā) 380

11.4.1  基于連接的效用 380

11.4.2  基于未連接的效用 387

11.5  混合解決方案：結(jié)合冗余和效用 388

11.5.1  基于效用的泛洪 389

11.5.2  噴射和基于效用的噴射 389

11.5.3  智能復(fù)制 390

11.5.4  DTN-MANET的混合環(huán)境 390

11.6  結(jié)論 391

參考文獻(xiàn) 391

第12章　機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳播 397

摘要 397

12.1  引言 397

12.2  初步設(shè)想：PodNET 399

12.2.1  數(shù)據(jù)組織 400

12.2.2  內(nèi)容為中心的傳播策略 400

12.2.3  性能結(jié)果 401

12.2.4  要點(diǎn)總結(jié) 402

12.3  社會(huì)意識(shí)方案 403

12.3.1  社會(huì)意識(shí)效用 403

12.3.2  社會(huì)意識(shí)傳輸策略 405

12.3.3  性能結(jié)果 405

12.3.4  要點(diǎn)總結(jié) 406

12.4  發(fā)布/訂閱方案 406

12.4.1  群體檢測(cè) 408

12.4.2  疊置處理 409

12.4.3  性能結(jié)果 410

12.4.4  要點(diǎn)總結(jié) 411

12.5  全局優(yōu)化 411

12.5.1  系統(tǒng)模型 411

12.5.2  延遲效用函數(shù) 412

12.5.3  最優(yōu)緩存配置 413

12.5.4  從全局到局部的決策 414

12.5.5  性能結(jié)果 414

12.5.6  要點(diǎn)總結(jié) 415

12.6  基于基礎(chǔ)設(shè)施的方案 415

12.6.1  推動(dòng)-追蹤系統(tǒng) 416

12.6.2  性能結(jié)果 418

12.6.3  要點(diǎn)總結(jié) 419

12.7  由無(wú)結(jié)構(gòu)P2P系統(tǒng)啟發(fā)的方法 419

12.7.1  系統(tǒng)模型 420

12.7.2  穩(wěn)定區(qū)域 420

12.7.3  最優(yōu)策略 421

12.7.4  要點(diǎn)總結(jié) 422

12.8  拓展閱讀 422

12.8.1  社會(huì)意識(shí)方案 422

12.8.2  發(fā)布/訂閱方案 423

12.8.3  全局最優(yōu)化 424

12.8.4  基于基礎(chǔ)設(shè)施的方法 425

12.8.5  P2P系統(tǒng)啟發(fā)的解決方案 426

參考文獻(xiàn) 426

第13章　數(shù)據(jù)運(yùn)算中的群體計(jì)算 432

摘要 432

13.1  引言 432

13.2  理想的并行操作模型 434

13.2.1  定義 434

13.2.2  現(xiàn)實(shí)世界的軌跡 435

13.3  數(shù)據(jù)運(yùn)算 437

13.4  社會(huì)意識(shí)的數(shù)據(jù)運(yùn)算 440

13.4.1  群體結(jié)構(gòu) 440

13.4.2  工作設(shè)備和主設(shè)備的選擇 442

13.4.3  限制任務(wù)壽命 445

13.4.4  主設(shè)備選擇：團(tuán)體和日期中心 446

13.4.5  展望 448

13.5  相關(guān)工作 448

13.6  結(jié)論和下一步工作 449

致謝 450

參考文獻(xiàn) 450

第４部分  車載自組織網(wǎng)絡(luò)

第14章　車載自組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信協(xié)議的分類 454

摘要 454

14.1  引言 454

14.2  VANET通信協(xié)議分類 456

14.2.1  定義和命名問(wèn)題 456

14.2.2  公路尺寸 457

14.2.3  鄰居信息 458

14.2.4  確認(rèn) 458

14.2.5  選擇開(kāi)始轉(zhuǎn)發(fā)車輛 458

14.2.6  轉(zhuǎn)發(fā)競(jìng)爭(zhēng) 459

14.2.7  連接性 460

14.2.8  緊迫性 460

14.2.9  消息內(nèi)容 460

14.3  面向可靠性的地域群播協(xié)議 461

14.3.1  VANET中可靠、高效的廣播協(xié)議（ackPBSM） 461

14.3.2  持久性協(xié)議 463

14.4  基于關(guān)鍵時(shí)刻的地域群播協(xié)議 463

14.4.1  多跳車載廣播（Multihop Vehicular Broadcast，MHVB） 464

14.4.2  帶確認(rèn)的緊急信息傳播-偵聽(tīng)轉(zhuǎn)發(fā)（Emergency Message 

Dissemination with ACK-Overhearing Based Retransmission，EMDOR） 464

14.4.3  分布式平均功率調(diào)整協(xié)議（Distributed Fair Power Adjustment Protocol，

D-FPAV） 465

14.4.4  接收機(jī)共識(shí)（Receiver Consensus，ReC） 465

14.5  小規(guī)模路由協(xié)議 465

14.5.1  DPP和OPERA 466

14.5.2  二進(jìn)制劃分輔助廣播（Binary-Partition-Assisted Broadcast，BPAB） 467

14.5.3  跟蹤檢測(cè)及距離延遲傳輸協(xié)議（Track Detection and Distance Defer

Transmission，TRADE＆DDT） 468

14.5.4  基于連接受限的轉(zhuǎn)發(fā)（Connection-Based Restricted Forwarding，CBRF） 469

14.5.5  分布式車載廣播（Distributed Vehicular Broadcast，DV-CAST） 469

14.5.6  基于車輛密度的緊急廣播（Vehicle Density-Based Emergency 

Broadcasting，VDEB） 469

14.5.7  輔助拓?fù)涞乩頇C(jī)會(huì)路由（Topology-Assisted Geo-Opportunistic Routing，

TO-GO） 469

14.6  大規(guī)模路由 470

14.6.1  距離感知傳染路由（Distance-Aware Epidemic Routing，DAER） 470

14.6.2  連接感知路由（Connectivity-Aware Routing，CAR） 470

14.6.3  VANET中的有限延遲路由（延遲-貪婪） 471

14.6.4  VANET中的車輛輔助數(shù)據(jù)交付（Vehicle-Assisted Data Delivery，VADD） 472

14.6.5  VANET的低負(fù)荷交通中基于軌跡的數(shù)據(jù)傳遞（Trajectory-Based

Data Forwarding，TBD） 472

14.6.6  VANET中的一種靜態(tài)節(jié)點(diǎn)輔助的自適應(yīng)路由協(xié)議（SADV） 473

14.6.7  位置和延遲感知交叉層通信（Location-and Delay-Aware 

Cross-Layer Communication，LD-CROP） 473

14.6.8  地理機(jī)會(huì)路由（Geographical Opportunistic Routing，GeOpps） 474

14.6.9  基于道路的車載交通路由（Road-Based Vehicular Traffic Routing，RBVT） 474

14.6.10  改進(jìn)的貪婪流量感知路由協(xié)議（Improved Greedy Traffic-Aware 

Routing Protocol，GyTAR） 474

14.6.11  依據(jù)二相路由協(xié)議的訪問(wèn)覆蓋路由（TOPO） 475

14.7  小結(jié) 475

14.8  結(jié)論與未來(lái)工作 477

參考文獻(xiàn) 478

第15章　VANET移動(dòng)模型、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和VANET仿真 481

摘要 481

15.1  引言與動(dòng)機(jī) 481

15.2  移動(dòng)模型 482

15.2.1  汽車跟隨模型 483

15.2.2  多車道交通模型 484

15.3  移動(dòng)模擬器 486

15.3.1  商用移動(dòng)模擬器 486

15.3.2  非商用移動(dòng)模擬器 488

15.4  綜合模擬器 491

15.5  車載通信建模 495

15.5.1  無(wú)線鏈路 495

15.5.2  無(wú)線信號(hào)傳播 496

15.5.3  通信技術(shù) 497

15.6  公路上的連通性分析 499

15.6.1  無(wú)線電通信距離的計(jì)算 500

15.6.2  單車道時(shí)的連接性 502

15.6.3  雙車道時(shí)的連接性 505

15.7  結(jié)論與未來(lái)工作 506

參考文獻(xiàn) 507

第16章　VANET實(shí)驗(yàn) 510

摘要 510

16.1  引言 510

16.2  麻省理工學(xué)院：車載電話（CARTEL） 512

16.2.1  概述 512

16.2.2  測(cè)試平臺(tái)設(shè)置 512

16.2.3  研究和實(shí)驗(yàn) 512

16.3  馬薩諸塞大學(xué)：DieselNet 514

16.3.1  概述 514

16.3.2  測(cè)試平臺(tái)設(shè)置 514

16.3.3  研究和實(shí)驗(yàn) 515

16.4  上海交通大學(xué)：上海網(wǎng)格（ShanghaiGrid） 517

16.4.1  概述 517

16.4.2  測(cè)試平臺(tái)設(shè)置 517

16.4.3  研究和實(shí)驗(yàn) 518

16.5  臺(tái)灣交通大學(xué)：VANET 測(cè)試平臺(tái) 519

16.5.1  概述 519

16.5.2  研究和實(shí)驗(yàn) 520

16.6  洛杉磯加州大學(xué)：CVeT 521

16.6.1  概述 521

16.6.2  研究和實(shí)驗(yàn) 521

16.7  通用汽車公司：DSRC FLEET 522

16.7.1  概述 522

16.7.2  研究和實(shí)驗(yàn) 523

16.8  FleetNet項(xiàng)目 523

16.8.1  概述 523

16.8.2  測(cè)試平臺(tái)配置 524

16.8.3  研究和實(shí)驗(yàn) 524

16.9  車輪上的網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目（Network On Wheels，NOW） 524

16.9.1  概述 524

16.9.2  系統(tǒng)安裝 525

16.9.3  研究和實(shí)驗(yàn) 525

16.10  先進(jìn)的安全車輛（Advanced Safety Vehicle，ASV） 525

16.10.1  概述 525

16.10.2  每個(gè)階段的任務(wù) 526

16.11  日本汽車研究所（Japan Automobile Research Institute，JARI） 527

16.11.1  概述 527

16.11.2  與VANET相關(guān)的任務(wù) 527

參考文獻(xiàn) 528

第17章　VANET的MAC協(xié)議 532

摘要 532

17.1  引言 532

17.2  MAC 度量 534

17.3  車載MAC協(xié)議的IEEE標(biāo)準(zhǔn) 534

17.3.1  IEEE1609 WAVE標(biāo)準(zhǔn) 535

17.3.2  IEEE1609.4標(biāo)準(zhǔn) 536

17.3.3  IEEE 802.11p標(biāo)準(zhǔn) 537

17.3.4  WAVE MAC的挑戰(zhàn)與問(wèn)題 538

17.4  VANET的備用MAC協(xié)議 538

17.4.1  信道分配 538

17.4.2  隨機(jī)接入 543

17.4.3  輪流接入 546

17.5  結(jié)論 547

參考文獻(xiàn) 547

第18章　認(rèn)知無(wú)線電車載Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)：設(shè)計(jì)、實(shí)施及未來(lái)的挑戰(zhàn) 550

摘要 550

18.1  引言 550

18.2  認(rèn)知無(wú)線電車載網(wǎng)絡(luò)的特性 552

18.2.1  從CR網(wǎng)絡(luò)繼承的特性 553

18.2.2  從VANET繼承的特性 554

18.2.3  新特性和假設(shè) 555

18.3  認(rèn)知無(wú)線電車載網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用 558

18.4  CRV網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 558

18.5  CRV網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有工作的分類和描述 559

18.5.1  頻譜感測(cè) 560

18.5.2  頻譜選擇和接入 563

18.6  CRV中的研究問(wèn)題 565

18.6.1  車輛移動(dòng)性對(duì)頻譜管理的影響 565

18.6.2  CRV的安全方面 566

18.6.3  CRV的建模與仿真 566

18.7  結(jié)論 568

參考文獻(xiàn) 568

第19章　下一種范式轉(zhuǎn)變：從車載網(wǎng)絡(luò)到汽車云 573

摘要 573

19.1  動(dòng)機(jī) 573

19.2  車輛模型 575

19.3  車載網(wǎng)絡(luò) 576

19.4  云計(jì)算 577

19.5  汽車云 579

19.6  汽車云的獨(dú)特特性 580

19.6.1  新型服務(wù)類型 581

19.6.2  汽車云的安全和隱私 583

19.7  可行的汽車云實(shí)例 583

19.7.1  機(jī)場(chǎng)數(shù)據(jù)中心 583

19.7.2  停車場(chǎng)數(shù)據(jù)云 584

19.7.3  商場(chǎng)數(shù)據(jù)中心 584

19.7.4  特殊事件管理 585

19.7.5  交通信號(hào)燈動(dòng)態(tài)同步 585

19.8  更多應(yīng)用場(chǎng)景 586

19.8.1  動(dòng)態(tài)優(yōu)化交通信號(hào)燈 586

19.8.2  動(dòng)態(tài)分配HOV車道 587

19.8.3  有計(jì)劃的疏散管理 587

19.8.4  意外情況的疏散管理 588

19.8.5  共享道路安全信息 589

19.8.6  自動(dòng)緩解經(jīng)常性擁堵 589

19.8.7  動(dòng)態(tài)管理停車設(shè)施 590

19.8.8  國(guó)土安全應(yīng)用 590

19.8.9  發(fā)展中國(guó)家的汽車云 591

19.9  汽車云的安全和隱私問(wèn)題 591

19.9.1  概述 591

19.9.2  攻擊模型 593

19.9.3  威脅分類 594

19.9.4  信任關(guān)系 594

19.9.5  高機(jī)動(dòng)節(jié)點(diǎn)的認(rèn)證 595

19.9.6  VC消息 596

19.9.7  要求 597

19.9.8  數(shù)據(jù)隔離和清理 598

19.9.9  數(shù)字簽名 598

19.9.10  加密 599

19.9.11  認(rèn)證 599

19.9.12  授權(quán)或訪問(wèn)控制 599

19.9.13  位置驗(yàn)證 600

19.9.14  用戶身份驗(yàn)證 600

19.9.15  問(wèn)題檢測(cè)和資源驗(yàn)證 600

19.9.16  防篡改裝置和算法 600

19.9.17  抵御和過(guò)濾攻擊 600

19.9.18  化名 600

19.9.19  系統(tǒng)維護(hù) 601

19.10  密鑰管理 601

19.10.1  匿名密鑰 601

19.10.2  密鑰分配和重新輸入 601

19.10.3  密鑰驗(yàn)證 602

19.10.4  密鑰撤銷 603

19.11  相關(guān)挑戰(zhàn)研究 603

19.12  汽車云架構(gòu) 604

19.12.1  靜態(tài)架構(gòu) 604

19.12.2  連接靜態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施 605

19.12.3  一種簡(jiǎn)單的動(dòng)態(tài)架構(gòu) 605

19.12.4  安全和功能挑戰(zhàn) 606

19.13  汽車云中的資源匯聚 607

19.13.1  虛擬化方法 608

19.13.2  負(fù)載均衡方法 609

19.14  VC仿真研究 612

19.14.1  仿真方案 612

19.14.2  仿真度量 613

19.14.3  仿真結(jié)果 613

19.15  下一步工作 614

19.16  未來(lái)發(fā)展 615

致謝 616

參考文獻(xiàn) 616

第5部分  傳感器網(wǎng)絡(luò)

第20章　無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量采集技術(shù) 624

摘要 624

20.1  引言 624

20.2  節(jié)點(diǎn)平臺(tái) 625

20.2.1  能量采集傳感器節(jié)點(diǎn)的體系架構(gòu) 625

20.2.2  能量采集硬件模型 625

20.2.3  電池模型 628

20.3  能量采集技術(shù) 629

20.4  預(yù)測(cè)模型 633

20.5  EHWSN協(xié)議 636

20.5.1  任務(wù)分配 636

20.5.2  采集感知通信協(xié)議：MAC和路由 641

致謝 647

參考文獻(xiàn) 647

第21章　機(jī)器人輔助的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)：近期應(yīng)用及未來(lái)面臨的挑戰(zhàn) 656

摘要 656

21.1  引言 656

21.2  機(jī)器人輔助的傳感器布設(shè) 659

21.2.1  基于折返的傳感器布設(shè) 660

21.2.2  利用靜態(tài)中繼的多機(jī)器人搜索和監(jiān)測(cè) 662

21.2.3  重點(diǎn)覆蓋模式 664

21.3  機(jī)器人輔助的傳感器搬移 670

21.3.1  隨機(jī)的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景 672

21.3.2  確定的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景：ACO方法 673

21.3.3  確定的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景：混合方法 676

21.4  機(jī)器人輔助的傳感器維護(hù) 680

21.5  未來(lái)挑戰(zhàn) 681

21.5.1  機(jī)器人輔助的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 681

21.5.2  依靠機(jī)器人的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 682

參考文獻(xiàn) 683

第22章　移動(dòng)受限的水下網(wǎng)絡(luò)：算法、系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn) 688

摘要 688

22.1  引言 688

22.2  相關(guān)成果 691

22.2.1  傳感器布設(shè) 691

22.2.2  傳感器網(wǎng)絡(luò)平臺(tái) 692

22.3  分布式控制算法 693

22.3.1  問(wèn)題陳述和相關(guān)知識(shí) 693

22.3.2  目標(biāo)函數(shù) 694

22.3.3  通用的分布式控制器 694

22.3.4  高斯感測(cè)函數(shù) 695

22.3.5  基于高斯函數(shù)的分布式控制器 696

22.3.6  控制器的收斂性 696

22.4  通用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì) 697

22.4.1  處理 698

22.4.2  通信 699

22.4.3  感測(cè) 700

22.4.4  電源管理 700

22.4.5  數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 701

22.4.6  配置 701

22.4.7  用戶界面 702

22.5  程序架構(gòu)和設(shè)計(jì)的應(yīng)用特例 703

22.6  實(shí)驗(yàn)及結(jié)果 706

22.6.1  采樣應(yīng)用程序 706

22.6.2  算法實(shí)現(xiàn) 707

22.6.3  實(shí)驗(yàn)室和水池的硬件實(shí)驗(yàn) 708

22.6.4  協(xié)方差可變的河流硬件實(shí)驗(yàn) 710

22.6.5  系統(tǒng)分析 712

22.7  結(jié)論 716

致謝 716

參考文獻(xiàn) 716

第23章　水聲網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)展 720

摘要 720

23.1  引言 720

23.2  通信體系架構(gòu) 721

23.3  水下通信基礎(chǔ)知識(shí) 722

23.4  物理層 728

23.4.1  非相干調(diào)制 728

23.4.2  相干調(diào)制 729

23.4.3  信道均衡 730

23.4.4  直接序列擴(kuò)頻 732

23.4.5  多載波調(diào)制 733

23.4.6  空間調(diào)制 734

23.5  MAC層 736

23.5.1  基于ALOHA的MAC協(xié)議 736

23.5.2  基于CSMA的MAC協(xié)議 737

23.5.3  基于CDMA的MAC協(xié)議 739

23.6  網(wǎng)絡(luò)層 741

23.6.1  基于位置的路由協(xié)議 742

23.6.2  基于非定位的路由協(xié)議 744

23.7  跨層設(shè)計(jì) 745

23.8  實(shí)驗(yàn)平臺(tái)簡(jiǎn)介 746

23.8.1  商用聲學(xué)調(diào)制解調(diào)器 747

23.8.2  實(shí)驗(yàn)性的聲學(xué)調(diào)制解調(diào)器 749

23.8.3  實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 751

23.9  UW-BUFFALO：布法羅大學(xué)水聲網(wǎng)絡(luò)測(cè)試平臺(tái) 754

23.10  結(jié)論 755

致謝 755

參考文獻(xiàn) 755