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第1章无线移动网络的演进与群特征无线移动网络1

1.1无线移动网络技术回顾1

1.1.1移动通信系统的发展2

1.1.2其他新兴无线应用网络5

1.1.3无线网络发展趋势7

1.2无线网络的组织形式8

1.3群特征无线移动网络的提出11

1.4群特征无线移动网络中的关键问题12

1.4.1群特征无线移动网络的研究方法12

1.4.2群特征无线移动网络体系结构14

1.4.3群特征无线移动网络的关键技术16

参考文献19

第一部分 网络结构的组织理论23

第2章网络组织结构基础23

2.1网络拓扑的数学抽象23

2.2几种常见网络模型的结构特征25

2.2.1网络拓扑的基本统计指标25

2.2.2确定性图26

2.2.3ER随机图27

2.2.4规则格子图模型28

2.3几何随机图模型的结构特征28

2.3.1路径损耗几何随机图模型29

2.3.2对数正态几何随机图模型29

2.4几何随机图的性质31

2.4.1随机连接的概率密度和度的期望31

2.4.2几何随机图模型跳数分析32

2.4.3连通性分析33

2.5具有复杂网络特征的网络结构34

2.5.1复杂网络理论简介34

2.5.2小世界网络与无标度网络35

2.5.3无线通信网中的复杂网络特性36

2.6引入社会群落无标度集的合群移动网络模型37

2.6.1社会群落的无标度特性37

2.6.2群落集聚链模型及参数描述38

2.6.3网络演化模型仿真及参数分析40

参考文献44

第3章合群网络的容量与效能分析45

3.1网络信息论概述45

3.2网络信息论模型47

3.2.1网络极限容量的研究47

3.2.2提高网络容量的研究49

3.3网络容量域模型51

3.3.1模型与定义51

3.3.2网络容量域性质55

3.3.3不同网络容量分析59

3.4合群管理网络容量效能分析61

3.4.1模型描述61

3.4.2传统蜂窝模式62

3.4.3多跳蜂窝模式63

3.4.4合群管理模式63

3.4.5结果比较与分析63

3.5合群管理功耗效能分析67

3.5.1模型描述67

3.5.2传统蜂窝模式68

3.5.3合群管理模式68

3.5.4结果比较与讨论69

参考文献70

第4章基于网络效用的合群无线网络模型72

4.1基于网络效用的无线网络建模72

4.1.1基于网络效用最大化的跨层优化概述72

4.1.2效用函数74

4.1.3协议层建模75

4.2凸优化77

4.2.1基本概念77

4.2.2凸优化问题标准形式79

4.2.3拉格朗日对偶80

4.2.4强对偶与Slater条件81

4.2.5KKT最优条件81

4.2.6投影梯度法与次梯度法82

4.3网络效用优化的分解方法83

4.3.1对偶分解方法83

4.3.2对偶分解应用实例84

4.3.3原分解方法86

4.3.4混合分解方法86

4.4合群无线网络的建模87

4.4.1合群网络的网络效用模型87

4.4.2优化算法88

参考文献90

第5章多信道无线合群网络的联合速率控制与功率分配92

5.1多信道多无线网络简介92

5.2网络模型与优化问题94

5.2.1网络模型94

5.2.2优化问题的数学表示95

5.3分布式算法设计96

5.3.1非凸函数的转化96

5.3.2基于对偶分解的分布式算法设计97

5.3.3分布式算法描述100

5.4仿真实验分析101

5.5本章小结104

参考文献105

第二部分 合群网络模型研究109

第6章群移动网络运动模型109

6.1引言109

6.2运动模型研究综述110

6.2.1个体运动模型110

6.2.2群体运动模型113

6.2.3其他运动模型116

6.2.4总结117

6.3RWP模型合群特性分析117

6.3.1Palm积分介绍118

6.3.2RWP时间平稳特性122

6.3.3结果与验证126

6.4一种基于特征电荷向量的随机合群运动模型132

6.4.1真实的合群特性132

6.4.2模型描述133

6.4.3运动规则定义135

6.4.4仿真与结果分析138

6.5本章小结142

参考文献142

第7章合群网络模型144

7.1合群网络结构定义144

7.2合群网络相关研究综述146

7.2.1ODMA146

7.2.2MCN147

7.2.3iCAR147

7.2.4Sphinx148

7.2.5A-GSM148

7.2.6其他研究及总结149

7.3多无线接入概念与功能需求152

7.3.1多无线接口支持能力152

7.3.2多运营MRRM支持153

7.3.3多无线网络公告153

7.3.4多无线接入发现153

7.3.5多无线网络选择与接纳控制153

7.3.6移动性支持154

7.3.7多无线多跳转发能力154

7.4支持合群管理的多无线混合网络结构模型154

7.4.1网络拓扑结构155

7.4.2节点协议层次模型155

7.4.3节点功能实体模型156

7.4.4移动性管理模型159

7.4.5通信方式163

7.4.6协作多跳与合群示意168

7.4.7合群无线网络的虚拟覆盖管理方案170

参考文献172

第8章合群管理算法规程175

8.1引言175

8.2移动自组织网的层次化管理策略175

8.3自治合群管理策略176

8.3.1移动台分类与合群组分类177

8.3.2组头选取和轮换178

8.3.3成员加入与退出182

8.3.4合群组建立与解散183

8.3.5合群组的合并184

8.3.6合群组更新185

8.4合群管理代价分析185

8.4.1合群建立过程186

8.4.2合群维护过程189

8.5本章小结190

参考文献191

第9章多无线多信道合群网络的跨层资源分配192

9.1引言192

9.1.1网络模型192

9.1.2优化模型与优化问题193

9.2分布式算法设计194

9.2.1基于对偶分解的分布式算法194

9.2.2分布式算法描述196

9.3仿真分析197

9.4基于多径路由技术的优化模型分析199

9.4.1模型建立与优化问题199

9.4.2近优分布式解法202

9.4.3近优分布式算法描述与讨论207

9.4.4仿真实验208

9.5本章小结210

第三部分 合群无线移动网络技术213

第10章基于合群网络的无线协作通信技术213

10.1引言213

10.2协作通信介绍215

10.3合群协作通信的特征及应用范围217

10.3.1合群协作通信的特征217

10.3.2网络容量提升217

10.3.3提高分集增益/减小中断概率219

10.3.4扩大网络连通性220

10.3.5节省能量221

10.4协作通信的应用范围221

10.5本章小结225

参考文献225

第11章合群网络中继节点选择与协议227

11.1引言227

11.2干扰问题对协作通信的影响227

11.3群组节点干扰避免的中继节点选择算法232

11.3.1系统模型233

11.3.2支持干扰避免的最优中继分配算法ORAi235

11.3.3仿真实验分析238

11.3.4ORAi算法讨论241

11.4合群网络协作通信的MAC层协议242

11.4.1相关MAC层协议介绍243

11.4.2CiMAC协议248

11.4.3CiMAC协议实例介绍255

11.4.4仿真实验分析258

11.4.5讨论263

参考文献263

第12章合群网络发射源检测技术265

12.1引言265

12.2认知无线电的概念265

12.3认知无线合群网络267

12.4相关研究内容及方向267

12.5频谱感知技术268

12.5.1匹配滤波检测269

12.5.2能量检测270

12.5.3周期平稳过程特征检测271

12.6本章小结272

参考文献272

第13章合群网络协作频谱感知技术274

13.1引言274

13.2合群网络的频谱检测技术274

13.2.1传统的协作频谱感知方法274

13.2.2基于群特性的双阈值检测方法276

13.3合群频谱感知中的卡方分布逼近误差分析281

13.3.1问题建模282

13.3.2基于NEF的误差分析283

13.3.3基于AEF的误差分析286

13.3.4小结与讨论289

参考文献289

第14章基于合群的位置管理291

14.1引言291

14.2合群位置管理系统结构291

14.2.1系统结构与设计需求292

14.2.2两个新功能实体294

14.3合群位置管理策略295

14.3.1合群组初始注册296

14.3.2合群位置更新296

14.3.3成员更新296

14.3.4呼叫传递300

14.4性能分析302

14.4.1系统描述及性能参数定义302

14.4.2合群位置管理性能分析与比较303

14.5小结与讨论314

参考文献314

第15章合群切换算法315

15.1引言315

15.2多中继协作切换316

15.2.1集束式切换316

15.2.2物理信道模型316

15.2.3基于势能场的路由探测算法317

15.3基于层次化网络编码的切换机制分析320

15.3.1层次化网络编码的基本思想320

15.3.2切换概率分析320

15.3.3冗余度分析323

15.3.4分布式算法实现325

15.4群协同网状多连接网络中的切换管理326

15.5小结与讨论329

参考文献330