无线自组织网络多信道动态接入技术

本书重点介绍无线自组织网络中的多信道动态接入技术，从网络架构、多信道的构建、多信道的协商和利用，以及性能评估和优化等方面进行阐述。力求回答如何选择或适应网络架构、如何构建多信道、如何使用多信道、如何优化多信道网络性能等几个问题。本书的主要内容包括多信道MAC协议和路由协议框架及分类，基于忙音、控制信道和控制窗口的三种典型多信道接入技术，多信道盲汇聚技术，信道带宽自适应技术，多信道质量排序问题，结合认知网络的跨层性能优化问题、端到端通信中的多信道分配问题，以及多信道通信和组网的演示案例等本书可作为高等院校信息与通信工程、计算机网络等专业高年级本科生和研究生的教材，也可供无线通信网络领域的技术人员和科研人员参考。

前言
第1章 绪论 1
1.1 无线自组织网络的概念与趋势 1
1.1.1 分布式自组织网络 1
1.1.2 LTE中的自组织网络 2
1.2 多信道组网的内涵与意义 2
1.3 多信道组网现状分析 3
1.3.1 多信道无线网络容量分析 4
1.3.2 多信道动态接入与资源分配 4
1.3.3 带宽自适应技术 5
1.4 应用场景与发展趋势 6
1.4.1 应用场景 6
1.4.2 发展趋势 8
1.5 多信道组网需要解决的问题 9
1.6 本书内容安排 10
第2章 无线网络多信道MAC协议与路由协议 11
2.1 引言 11
2.2 无线Ad hoc网络多信道MAC协议研究 15
2.2.1 多信道MAC协议简介 15
2.2.2 多信道MAC协议面临的问题 16
2.2.3 多信道MAC协议解决方案 18
2.2.4 多信道MAC协议设计原理 19
2.3 无线Ad hoc冈络多信道路由协议研究 23
2.3.1 多信道路由协议简介 23
2.3.2 多信道路由协议分析 24
2.4 小结 25
第3章 基于专用信道协商的多信道接入协议 26
3.1 引言 26
3.2 基于忙音的多信道MAC协议 28
3.2.1 忙音多信道MAC协议设计 28
3.2.2 忙音多信道MAC协议的性能仿真 32
3.3 基于控制信道的多信道MAC协议 35
3.3.1 基础知识 35
3.3.2 专用控制信道的瓶颈 37
3.3.3 性能仿真 39
3.4 小结 42
第4章 基于很优窗口的自适应多信道MAC协议 44
4.1 引言 44
4.2 基于很优窗口的自适应多信道MAC协议与性能分析 45
4.2.1 基于很优窗口的自适应多信道MAC协议概述 45
4.2.2 基于卡尔曼滤波器的控制窗口很优化 47
4.2.3 基于很优窗口的自适应多信道MAC协议性能分析 54
4.3 基于很优窗口的自适应多信道MAC协议的性能仿真 56
4.3.1 协议仿真模型及参数设置 56
4.3.2 仿真结果与分析 57
4.4 小结 58
第5章 多信道盲汇聚技术 59
5.1 引言 59
5.2 经典盲汇聚算法分析 60
5.2.1 GOS算法 60
5.2.2 RW算法 60
5.2.3 Jump-Stay算法 61
5.2.4 ACH算法 62
5.2.5 AHW算法 63
5.3 基于信道跳变的盲汇聚动态接入技术研究 64
5.3.1 基于信道跳变的盲汇聚算法设计 64
5.3.2 基于信道跳变的盲汇聚算法的性能分析 69
5.3.3 基于信道跳变的盲汇聚算法的性能仿真与对比 75
5.4 信道跳变中感知和竞争接入问题 79
5.4.1 模型建立 79
5.4.2 汇聚算法分析 83
5.4.3 多信道多次用户竞争接入分析 86
5.4.4 分析优化 89
5.5 小结 97
第6章 基于SC-FDMA的多信道MAC和带宽自适应技术 98
6.1 引言 98
6.2 基于SC-FDMA的多信道MAC协议设计 100
6.2.1 SC-FDMA的基本原理 100
6.2.2 基于SC-FDMA的多信道MAC协议和带宽自适应机制 101
6.2.3 不同步问题 103
6.3 基于SC-FDMA的多信道MAC协议的性能分析 104
6.3.1 准备工作 104
6.3.2 性能分析 104
6.4 基于SC-FDMA的多信道MAC协议的性能仿真 106
6.4.1 协议仿真模型及参数设置 106
6.4.2 仿真结果与分析 107
6.5 小结 109
第7章 基于信道质量的分布式信道分配算法 110
7.1 引言 110
7.2 系统模型和问题描述 111
7.3 佶道质量排序算法 112
7.3.1 信道质量评估因素 113
7.3.2 信道质量排序算法分析 113
7.3.3 信道质量排序算法性能仿真 117
7.4 基于强化学习的分布式信道分配算法 119
7.4.1 分布式信道分配算法基本策略 119
7.4.2 基于强化学习的信道分配算法 120
7.5 基于信道质量排序的分布式信道分配算法性能仿真 124
7.5.1 协议仿真模型及参数设置 124
7.5.2 仿真结果与分析 125
7.6 小结 130
第8章 针对D2D通信的多信道分配与汇聚算法 131
8.1 引言 131
8.2 系统模型和问题描述 132
8.3 结合信道分配的盲汇聚算法设计 133
8.3.1 基于接收节点的信道分配算法 133
8.3.2 基于接收节点等待发送节点跳变的盲汇聚算法设计 135
8.3.3 结合信道分配的盲汇聚算法 136
8.4 结合信道分配的盲汇聚算法的理论分析 138
8.4.1 启发式信道分配性能分析 138
8.4.2 盲汇聚算法吞吐量分析 141
8.5 结合信道分配的盲汇聚算法的性能仿真 144
8.5.1 协议仿真模型及参数设置 144
8.5.2 信道分配结果分析 146
8.5.3 盲汇聚算法分析 148
8.6 小结 149
第9章 认知一吞吐量折中问题的跨层性能分析与优化 150
9.1 引言 150
9.2 系统模型和问题描述 151
9.3 非理想频谱感知和多信道竞争接入的综合影响 153
9.3.1 多信道竞争接入建模 154
9.3.2 时隙Aloha协议的分析模型 156
9.3.3 DCF协议的分析模型 157
9.4 跨层优化性能分析与比较 159
9.4.1 传统方法与跨层方法的比较 159
9.4.2 子信道数的影响 161
9.4.3 帧长度的影响 163
9.5 小结 163
第10章 多信道动态组网案例演示 165
10.1 引言 165
10.2 演示软硬件平台介绍 165
10.2.1 认知无线网络测试平台架构简介 165
10.2.2 GNU Radio软件平台简介 166
10.2.3 SDR硬件平台简介 167
10.2.4 网络架构 168
10.3 基于控制信道的多信道并行通信 169
10.3.1 基于控制信道的多信道并行通信协议流程 169
10.3.2 基于控制信道的多信道并行通信演示 170
10.4 多信道盲汇聚 170
10.4.1 多信道盲汇聚协议流程 171
10.4.2 多信道盲汇聚通信演示 171
10.4.3 多信道盲汇聚MAC性能测试 172
10.5 总结和展望 173
参考文献 174