认知无线Ad Hoc网络性能研究

　　随着无线通信技术的飞速发展，频谱资源短缺和用户日益增长的业务需求之间产生了巨大的矛盾，认知无线电技术是公认的可以解决当前频谱资源稀缺的有效技术手段之一。另外，Ad Hoc网络由于其特殊的网络结构、适用环境，一直是无线通信方向研究的热点之一。无线Ad Hoc网络和认知无线电技术的结合似乎顺理成章，对其研究涉及方面甚广，包括：频谱检测、频谱接入、路由协议及网络性能等方向的研究。 本书作者自读博期间就从事认知无线Ad Hoc网络研究，主要是多跳路由协议和网络性能等。本书总结了作者过去近十年间关于该方向的部分研究成果。 本书主要面向通信专业大学本科生和硕士研究生以及致力于认知无线电网络容量、接入等问题的群体。

　　高静，天津师范大学讲师，主要研究方向为无线通信，认知网络容量等。目前为止，作者主持完成国家自然科学青年基金一项，参与国家J、省部级科研项目多项，发表SCI检索论文多篇。

目录
第1章认知无线Ad Hoc网络容量的研究意义1
1.1什么是Ad Hoc网络？1
1.2认知无线电技术概述3
1.3研究认知无线Ad Hoc网络容量的意义4
1.3.1什么是认知无线Ad Hoc网络？4
1.3.2认知无线Ad Hoc网络与传统无线Ad Hoc网络的区别5
1.3.3认知无线Ad Hoc网络容量7
1.3.4认知无线Ad Hoc网络时延8
1.4研究背景9
本章参考文献10
第2章随机几何理论概述15
2.1随机点过程15
2.1.1二项点过程16
2.1.2泊松点过程16
2.2泊松点过程重要定理17
2.3随机几何用于无线网络建模18
2.3.1无线Ad Hoc网络建模18
2.3.2认知无线Ad Hoc网络建模24
本章小结25
本章参考文献25
第3章认知无线Ad Hoc网络MAC协议28
3.1MAC协议的目的28
3.1.1隐藏终端和暴露终端问题28
3.1.2MAC协议分类29
3.2频谱共享技术分类30
3.2.1按使用频谱类别划分30
3.2.2按接入技术划分31
3.2.3按网络架构划分31
3.2.4按接入行为划分31
3.3认知无线Ad Hoc网络中的MAC协议32
3.3.1随机接入MAC协议32
3.3.2时隙接入MAC协议32
3.3.3混合接入MAC协议33
本章小结33
本章参考文献34
第4章认知无线Ad Hoc网络路由算法35
4.1Ad Hoc网络经典路由协议35
4.1.1DSR路由协议35
4.1.2DSDV路由协议38
4.1.3AODV路由协议39
4.2认知无线Ad Hoc网络路由协议42
4.2.1基于频谱信息路由算法42
4.2.2联合频谱信息和授权网络位置意识路由算法43
4.2.3联合频谱信息和重置路由算法44
4.2.4基于选择区域的路由算法44
本章小结45
本章参考文献45
第5章无线Ad Hoc网络性能度量参数47
5.1期望前进密度47
5.2传送容量48
5.2.1任意网络的传送容量49
5.2.2随机网络的吞吐量49
5.3随机接入传送容量50
5.4传输容量51
5.5局部时延和端到端时延52
5.5.1局部时延52
5.5.2局部时延的有限性53
5.5.3端到端时延53
本章小结53
本章参考文献53
第6章基于Underlay频谱共享的认知无线
Ad Hoc网络容量和时延分析实例55
6.1引言55
6.2网络模型55
6.3主网络和次网络节点密度范围56
6.3.1网络节点密度范围分析56
6.3.2数值结果及分析58
6.4成功传输概率59
6.4.1链路传输距离分布59
6.4.2成功传输概率59
6.5认知无线Ad Hoc网络期望前进密度59
6.5.1次网络期望前进密度60
6.5.2期望前进密度优化60
6.5.3数值结果及分析63
6.6时延分析65
6.6.1局部时延65
6.6.2端到端时延66
6.6.3数值结果及分析66
本章小结69
本章参考文献69
第7章基于Overlay频谱共享的认知无线
Ad Hoc网络容量和时延分析实例71
7.1引言71
7.2网络模型71
7.2.1主网络模型72
7.2.2次网络模型72
7.2.3多跳路由协议73
7.3成功传输概率74
7.4认知无线Ad Hoc网络期望前进密度76
7.4.1次网络期望前进密度76
7.4.2数值结果及分析77
7.5时延分析78
7.5.1局部时延78
7.5.2端到端时延80
7.5.3数值及仿真结果分析82
本章小结86
本章参考文献86
第8章基于不同业务模型的认知无线
Ad Hoc网络端到端时延分析实例87
8.1引言87
8.2网络模型88
8.2.1主网络模型88
8.2.2次网络模型88
8.2.3基于SIR成功传输90
8.3成功传输概率90
8.3.1主网络单独存在时的成功传输概率90
8.3.2Backlogged模型的网络成功传输概率分析91
8.3.3Geometric模型的网络成功传输概率分析93
8.3.4数值结果94
8.4认知无线Ad Hoc网络端到端时延分析95
8.4.1Backlogged模型的端到端时延分析95
8.4.2Geometric模型的端到端时延分析96
8.4.3端到端时延的优化97
8.5数值结果及分析98
本章小结101
本章参考文献102
第9章协作认知无线Ad Hoc网络容量
和时延分析实例103
9.1引言103
9.2基于τ时隙ALOHA协议系统模型103
9.2.1网络模型103
9.2.2基于SIR成功传输概率104
9.2.3τ时隙ALOHA协议104
9.2.4性能度量参数105
9.3性能度量参数分析106
9.3.1策略1的局部时延和网络吞吐量106
9.3.2策略2的局部时延和网络吞吐量107
9.4性能度量参数优化108
9.4.1最小局部时延对应最优λ2109
9.4.2给定p，吞吐量对应最优λ2110
9.5数值结果及讨论110
本章小结114
本章参考文献114
附录英文缩略词对照表117

1,2,3,8