第 1 章 无线 Ad Hoc 网络概述.... 1 1.1 简介 ................................................1 1.1.1 无线 Ad Hoc 网络的研究 现状及发展趋势.................1 1.1.2 无线 Ad Hoc 网络的特点... .1 1.1.3 无线 Ad Hoc 网络的体系 结构.....................................3 1.1.4 无线 Ad Hoc 网络中的问题.....................................5 1.2 移动性 ............................................8 1.2.1 引言 .....................................8 1.2.2 节点移动性的分类 .............9 1.2.3 节点的自主移动性研究......9 1.2.4 节点的受控移动性研究.....10 1.3 拓扑控制 ......................................12 1.3.1 引言 ...................................12 1.3.2 拓扑控制的分类 ...............14 1.3.3 拓扑控制问题的研究方法...................................15 1.3.4 拓扑控制的实现机制.......17 1.3.5 现有的拓扑控制算法.......18 1.4 路由 ..............................................28 1.4.1 单播路由协议概述 ...........28 1.4.2 无线 Ad Hoc 网络的典型单播路由协议...................31 1.4.3 组播路由协议概述 ...........47 1.5 服务质量（QoS）.......................54 1.5.1 引言 ...................................54 1.5.2 QoS 模型架构...................55 1.5.3 QoS 和 MAC.....................57 1.5.4 QoS 路由协议简介...........74 1.6 安全性..........................................77 1.6.1 引言...................................77 1.6.2 密码技术...........................78 1.6.3 无线 Ad Hoc 网络的协议攻击概述...........................79 1.6.4 无线 Ad Hoc 网络的路由协议攻击分类...................81 1.6.5 无线 Ad Hoc 网络的安全路由协议...........................83 1.6.6 无线 Ad Hoc 网络的密钥管理...................................86 1.7 能耗管理......................................92 1.7.1 引言...................................92 1.7.2 无线 Ad Hoc 网络节点的能耗...................................92 1.7.3 无线 Ad Hoc 网络主要节能策略...............................94 1.8 应用............................................100 1.8.1 移动多媒体通信系统.....100 1.8.2 移动 P2P 技术在无线Ad Hoc 网络中的应用.....104 1.9 小结............................................107 参考文献.............................................109 第 2 章 移动模型的特点 ............115 2.1 简介............................................115 2.2 移动模型的分类 ........................117 2.3 节点的移动性对 MANET 路由协议的影响................................119 2.3.1 路由协议描述 .................119 2.3.2 移动模型描述 .................119 2.3.3 不同移动场景的设置.....122 2.3.4 仿真结果及分析 .............123 2.4 移动模型的度量 ........................126 2.4.1 移动性度量 .....................127 2.4.2 图的联通性度量 .............128 2.4.3 基于移动模型的各种分析及基础单元的分析.....129 2.5 移动模型对 MANET 的影响....139 2.5.1 移动模型及其仿真方法 ...140 2.5.2 确定最优路径序列的算法.................................142 2.5.3 仿真 ................................. 144 2.5.4 跳数最少的移动路径.....148 2.5.5 稳定的移动路径 .............150 2.5.6 路由寿命与跳数之间的权衡................................. 152 2.6 小结 ............................................154 参考文献 .............................................155 第 3 章 随机路点（RandomWaypoint，RWP）模型................................... 157 3.1 简介 ............................................157 3.2 RWP 模型的特点.......................157 3.3 RWP 模型的随机过程...............159 3.3.1 无暂停时间 .....................160 3.3.2 有暂停时间 .....................162 3.3.3 仿真结果 .........................164 3.4 RWP 模型中的一些分布...........168 3.4.1 过渡长度 .........................169 3.4.2 持续时间 .........................172 3.4.3 空间节点分布 .................175 3.4.4 移动方向 .........................178 3.4.5 小区的切换率 .................180 3.5 RWP 模型的联通性...................182 3.5.1 联通性的理论估计.........183 3.5.2 联通时期的长度.............185 3.5.3 联通性概率的实验示例.................................185 3.5.4 联通时期的平均长度.....187 3.6 RWP 模型的缺陷.......................188 3.6.1 平均节点速度衰减问题分析.................................189 3.6.2 模型改进及仿真.............194 3.6.3 模型的另类改进.............198 3.7 小结............................................198 参考文献.............................................199 第 4 章 随机游走（RandomWalk，RW）模型........201 4.1 简介............................................201 4.2 RW 模型的特点.........................203 4.3 RW 模型的静态分布.................203 4.3.1 稳态时的链路分布.........204 4.3.2 连续时间的稳态分布估计.................................207 4.3.3 仿真结果.........................212 4.4 RW 模型的局限性.....................213 4.5 RW 模型的变体.........................214 4.5.1 概率型 RW 模型.............214 4.5.2 相关 RW 模型.................215 4.6 小结............................................219 参考文献.............................................219 第 5 章 随机方向（RandomDirection，RD）模型...221 5.1 简介............................................221 5.2 RD 模型的特点..........................222 5.3 RD 模型的分布问题和特性......222 5.3.1 RD 模型的节点空间概率分布.................................222 5.3.2 RD 模型的特性 ..............227 5.4 基于 RD 模型的路由稳定性.....241 5.4.1 在 RD 模型中链路的可用目录及链路的持续时间.....242 5.4.2 多跳路径 .........................248 5.5 小结 ............................................250 参考文献 .............................................251 第 6 章 随机旅行（Random Trip，RT）模型........................ 252 6.1 简介 ............................................252 6.2 RT 模型的特点和举例 ..............254 6.2.1 RT 模型的特点 ...............254 6.2.2 RT 模型举例 ...................256 6.3 RT 模型的平稳性和收敛性 ......262 6.3.1 平稳分布 .........................263 6.3.2 应用实例 .........................263 6.4 小结 ............................................269 参考文献 .............................................269 第 7 章 平滑随机移动（SmoothRandom Mobility，SRM）模型 .................................. 270 7.1 简介 ............................................270 7.2 SRM 模型的特点.......................270 7.3 SRM 模型中的节点速度及方向............................................271 7.3.1 节点间的速度与方向控制.................................271 7.3.2 节点的速度与方向变化之间的相关性.................275 7.4 SRM 模型中的一些统计量.......276 7.4.1 移动节点间的首达时间 ...278 7.4.2 移动节点间的相遇时间 ...279 7.4.3 移动节点间的内部相遇时间................................. 280 7.4.4 移动节点间的联络时间 ...280 7.5 SRM 模型的性能分析...............285 7.5.1 仿真环境 .........................285 7.5.2 首达时间和相遇时间的仿真结果.........................286 7.5.3 联络时间及相遇间隔时间的仿真结果.............286 7.5.4 在无竞争情况下支持移动性的路由.....................286 7.5.5 在有竞争情况下支持移动性的路由.....................287 7.6 小结............................................289 参考文献.............................................290 第 8 章 高斯-马尔科夫（GaussMarkov，GM）模型....291 8.1 简介............................................291 8.2 GM 模型的特点.........................291 8.3 GM 模型分析.............................294 8.3.1 GM 模型的移动跟踪......294 8.3.2 GM 模型的参数估计......296 8.3.3 仿真结果与比较.............299 8.3.4 GM 模型与随机路点（RWP）模型的比较 ......303 8.4 小结............................................303 参考文献.............................................304 第 9 章 半马尔科夫平滑（SemiMarkov Smooth，SMS） 模型 ...................................305 9.1 简介............................................305 9.2 SMS 模型的特点.......................305 9.3 SMS 模型中的数学建模...........307 9.3.1 SMS 模型的更新过程....307 9.3.2 SMS 模型的半马尔科夫过程.................................308 9.3.3 SMS 模型的随机特性....309 9.3.4 平稳状态分析.................318 9.4 SMS 模型中的一些仿真结果.....322 9.4.1 空间节点的分布.............323 9.4.2 节点的平均速度.............326 9.4.3 节点的移动过程.............327 9.5 SMS 模型的一些应用...............328 9.5.1 路由性能.........................328 9.5.2 网络的连接性.................330 9.5.3 可适用于群移动模型.....331 9.6 小结............................................332 参考文献 .............................................332 第 10 章 流体流动（Fluid Flow，FF）模型...................... 334 10.1 简介 ..........................................334 10.2 FF 模型的特点.........................334 10.2.1 经典的 FF 模型的特点 ...............................334 10.2.2 动态的 FF 模型的特点 ...............................335 10.3 FF 模型的应用.........................335 10.3.1 应用于蜂窝无线网络 ....336 10.3.2 应用于无线自组织网络 ...............................345 10.4 小结 ..........................................353 参考文献 .............................................353 第 11 章 无仿真边界（Boundless Simulation Area，BSA） 移动模型 ....................... 354 11.1 简介 ..........................................354 11.2 BSA 移动模型的特点..............354 11.3 BSA 移动模型的评测..............356 11.4 BSA 移动模型的应用..............357 11.4.1 区域路由协议（ZRP）...357 11.4.2 使用 BSA 移动模型对 ZRP 进行仿真 ................358 11.4.3 网络连接的稳定性 .......360 11.5 小结 ..........................................369 参考文献 .............................................369 第 12 章 地域受限移动 （Geographic Constraint Mobility，GCM）模型 .................................. 371 12.1 简介 ..........................................371 12.1.1 车载移动模型的框架和特征 ...............................372 12.1.2 车载移动模型的分类...377 12.1.3 交通流的基本参数.......378 12.2 车载移动模型..........................378 12.2.1 高速公路移动（FreewayMobility，FM）模型 ...379 12.2.2 曼哈顿网格移动（Manhattan Grid Mobility，MGM）模型...............................381 12.2.3 LWR（LighthillWhitham-Richards）模型...............................382 12.2.4 车辆跟驰移动 （Car-FollowingMobility，CFM） 模型...............................383 12.2.5 城市交通流仿真器.......390 12.2.6 VanetMobiSim 模型......392 12.2.7 车载移动模型对无线 Ad Hoc 网络的影响......395 12.3 有障碍存在的移动（Obstacle Mobility，OM）模型 ...............403 12.3.1 障碍构建.......................404 12.3.2 基于Voronoi棋盘型格局 的人行道.......................404 12.3.3 节点移动性的变化.......407 12.3.4 仿真环境及结果...........408 12.4 在社区范围内的带有障碍物的移动（Community-based Obstacle Mobility，COM）模型............416 12.4.1 COM 模型的特征.........417 12.4.2 移动控制原则...............417 12.4.3 暂停时间原则...............419 12.4.4 仿真场景及结果分析...420 12.5 小结..........................................422 参考文献.............................................423