聲電協同通信網絡
陳芳炯 江子龍 鐘雪峰
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商品描述
本書系統介紹了一種新型海洋通信網絡架構——聲電協同通信網絡（ARCCNet），其由水聲網絡和水面無線電網絡組成，通過浮標網關節點進行連接，在統一的網絡框架下考慮組網架構和協議設計。ARCNet可實現與衛星、無人駕駛飛行器（UAV）及岸基海基無線通信系統的協同組網，對構建空、天、地、海、潛一體化網絡具有重要意義。本書重點關註聲電鏈路數量級性能差別帶來的網絡資源協同管理問題。路由是協調水聲網絡、無線電網絡資源利用的重要途徑，本書介紹聲電協同通信網絡架構及基於ns-3網絡模擬工具的模擬實現，在評估現有主流路由協議性能的基礎上，研究了幾種適用於聲電協同通信網絡的新型路由機制。在接入協議方面，本書重點考察多個水下節點到水面節點的隨機多址接入問題，研究了具有保護間隔的時隙水聲通信網絡的吞吐量，並給出了相應的理論分析。 本書的讀者對象主要是高校、科研院所的研究人員。本書也可以作為電腦科學和網絡技術專業的教學參考書。
作者簡介
陈芳炯
教授，博士生导师，近年在国家重点研发计划课题、国基-广东省联合基金、教 育部重大项目、广东省自然科学基金重点项目等支持下，围绕无线声电协同通信及组网技术开展研究，已有较好积累，在国内外重要期刊发表SCI论文九十多篇，获发明专利授权三十多项，研究成果获两项省部级一等奖（均为第 二完成人），并得到业界认可。
目錄大綱
第1章 海洋通信網絡概述
1.1 有線通信網絡
1.1.1 美國海底觀測系統
1.1.2 加拿大海王星海底觀測網
1.1.2 日本地震海嘯觀測系統
1.1.3 中國海底綜合觀測系統
1.2 水下無線通信網絡
1.2.1 水聲通信網絡
1.2.2 水下光通信
1.3 水面/海上無線電通信網絡
1.3.1 天基/空基海洋通信系統
1.3.2 岸基/島基海洋通信系統
1.3.3 海基海洋通信系統
1.4 小結
參考文獻
第2章 聲電協同通信網絡及模擬實現
2.1 引言
2.2 跨水/氣界面的通信技術
2.2.1 跨水氣界面直接信息傳輸技術
2.2.2 跨水氣界面中繼信息傳輸技術
2.2 NS3模擬平臺及相關模塊
2.2.1 NS3模擬軟件簡介
2.2.2 UAN模塊
2.2.3 Wi-Fi模塊
2.3 聲電協同通信網絡架構
2.4 聲電協同網絡模型NS-3實現
2.5 水聲網絡組網協議概述
2.5.1水聲網絡組網協議挑戰及性能指標
2.5.2 水聲網絡路由協議概述
2.5.3 水聲網絡MAC協議概述
2.6 現有路由協議及其模擬
2.6.1 投遞率
2.6.2 傳輸時延
2.6.3 網絡吞吐量
2.6.4 能效
2.6.5 路由響應速度與鏈路組成
2.7小結
參考文獻
第3章 基於鏈路權值的聲電協同路由
3.1 引言
3.2 節點傳輸範圍分析
3.2.1 二維網絡節點傳輸範圍分析
3.2.2 三維網絡節點傳輸範圍分析
3.3 基於鏈路權值的聲電協同路由策略
3.3.1 設計思路
3.3.2 相關數據結構
3.3.3 路由協議流程
3.4 模擬及其結果分析
3.4.1模擬環境以及參數設置
3.4.2分組投遞率
3.4.3端到端時延
3.4.4網絡吞吐量
3.4.5能量利用率
3.5 小結
參考文獻
第4章 基於蟻群優化算法的聲電協同網絡AODV協議
4.1引言
4.2蟻群優化算法概述
4.2.1蟻群優化算法原理
4.2.2蟻群優化算法數學模型
4.2.3蟻群優化算法模擬驗證
4.2.4蟻群優化算法在通信網絡中的應用
4.3基於蟻群優化算法的聲電協同網絡AODV協議
4.3.1設計思路
4.3.2數學模型
4.3.3相關數據結構
4.3.4路由協議流程
4.4模擬及其結果分析
4.4.1模擬環境以及參數設置
4.4.2分組投遞率
4.4.3端到端時延
4.4.4網絡吞吐量
4.4.5能量利用率
4.4.6 RREQ報文轉發次數
4.5小結
參考文獻
第5章 聲電混合機會路由
5.1引言
5.2 網絡場景及問題描述
5.2.1 網絡場景
5.2.2 問題描述
5.3 路由協議設計思路
5.4 聲電混合機會路由策略
5.4.1 鄰居發現
5.4.2 水下點機會發送
5.4.3 水面浮標節點按需轉發
5.4.4 路由發現過程比較
5.4.5 水下多跳鄰居發現
5.4.6 水下多跳機會傳輸
5.5 模擬與性能分析
5.5.1 路由響應時間
5.5.2 不同數據包發送間隔下路由協議的性能
5.5.3 不同水面節點數量下路由協議的性能
5.6 本章小結
參考文獻
第6章 定向認知聲電協同路由
6.1 引言
6.2無線電網絡中的低可探測性路由
6.2.1 概述
6.2.2天線模型
6.2.3 網絡模型
6.2.4 波束表
6.2.5隱蔽路由策略
6.2.6. 模擬結果
6.3聲電協同網絡LDP路由
6.3.1網絡模型
6.3.2節點模型
6.3.2 問題描述
6.4 聲電定向低可探測性路由
6.4.1路由生存時間
6.4.2波束表
6.4.3 路由度量
6.4.4 路由表
6.4.5 路由請求消息傳播過程
6.4.6 路由返回消息傳播過程
6.5 模擬驗證與性能比較
6.5.1 投遞率分析
6.5.2 端到端時延分析
6.5.3 吞吐量分析
6.6 本章小結
參考文獻
第7章 水面網關節點水聲接入性能分析
7.1引言
7.2 網絡模型和吞吐量度量
7.2.1 網絡和時隙模型
7.2.2 通道質量度量
7.3簡單ALOHA與時隙ALOHA的吞吐量對比 1
7.4 包重疊的分佈
7.4.1重疊持續的時間表達式
7.4.2 重疊持續時間的概率密度函數
7.5 吞吐量分析
7.5.1矩母函數
7.5.2 數據包傳播時延小於傳輸時長時的成功傳輸概率
7.5.3數據包傳播時延大於傳輸時長時的成功傳輸概率
7.5.4 歸一化吞吐量
7.6 模擬驗證與性能比較
7.7 本章小結
參考文獻
第8章 主要結論及後續研究展望
