第1章 网络背景 1
1.1 计算机网络 1
1.1.1 集成服务（Intserv） 3
1.1.2 区分服务（Diffserv） 4
1.1.3 多协议标签交换（MPLS） 5
1.1.4 Internet和ATM网络的QoS参数 5
1.2 QoS控制 6
1.2.1 接入允许控制 7
1.2.2 业务访问控制 7
1.2.3 分组调度 7
1.2.4 缓存管理 8
1.2.5 流量和拥塞控制 8
1.2.6 QoS路由 8
1.3 无线网络概述 9
1.3.1 蜂窝无线网络 9
1.3.2 信道分配 17
1.3.3 切换策略 17
1.3.4 近-远问题 17
1.3.5 CDMA功率控制 18
1.4 移动Ad Hoc网络（MANET） 18
1.4.1 IEEE 802.11标准 19
1.4.2 IEEE 802.11物理层规范 19
1.4.3 IEEE 802.11版本 20
1.4.4 IEEE 802.11网络类型 20
1.4.5 IEEE 802.11 MAC协议 21
1.4.6 功率控制方案和协议的必要性 23
1.4.7 网络仿真器 24
1.4.8 应用NS实现MAC 802.11的功率控制 25
1.5 无线传感器网络 27
1.5.1 相关研究 31
1.5.2 IEEE 1451和智能传感器 31
1.5.3 智能环境中的传感器 32
1.5.4 商用无线传感器系统 32
1.5.5 自组织和定位 33
1.6 总结 34
参考文献 34
第2章 背景知识 36
2.1 动态系统 36
2.1.1 离散时间系统 36
2.1.2 Brunovsky范式 37
2.1.3 线性系统 38
2.2 数学基础 39
2.2.1 矢量和矩阵范数 39
2.2.2 连续性和函数范数 41
2.3 动态系统特性 42
2.3.1 渐进稳定性 42
2.3.2 李雅普诺夫稳定性 42
2.3.3 有界性 43
2.3.4 关于自治系统和线性系统的说明 43
2.4 非线性稳定性分析和控制设计 44
2.4.1 自治系统的李雅普诺夫分析 44
2.4.2 应用李雅普诺夫技术设计控制器 47
2.4.3 线性系统的李雅普诺夫分析和控制器设计 48
2.4.4 稳定性分析 48
2.4.5 LTI反馈控制器的李雅普诺夫设计 49
2.4.6 非自治系统的李雅普诺夫分析 50
2.4.7 李雅普诺夫方法扩展和有界稳定性 51
参考文献 53
习题 54
第3章 ATM网络和Internet中的拥塞控制 56
3.1 ATM网络拥塞控制 56
3.2 背景 58
3.2.1 神经网络和逼近性质 58
3.2.2 系统稳定性 59
3.2.3 网络建模 59
3.3 ATM网络的业务速率控制设计 62
3.3.1 控制器结构 63
3.3.2 权重更新 64
3.3.3 仿真案例 65
3.4 Internet端到端拥塞控制器设计 77
3.4.1 网络模型 79
3.4.2 端到端拥塞控制方案 81
3.5 仿真实现 85
3.5.1 NS-2实现 85
3.5.2 开销分析 87
3.5.3 实现的一般性讨论 88
3.6 仿真结果 88
3.6.1 网络拓扑和业务信源 88
3.6.2 New-Reno TCP方法 88
3.6.3 性能指标 89
3.6.4 仿真方案 89
3.6.5 结果讨论 98
3.7 总结和结论 98
参考文献 99
习题 101
附录3.A 102
第4章 高速网络接入允许控制器设计：混合系统方法 104
4.1 引言 104
4.2 网络模型 106
4.3 自适应业务估计器设计 109
4.3.1 估计器的结构 109
4.3.2 确保型估计的权重更新 110
4.4 带宽估计、分配和可用容量确定 111
4.5 接入允许控制 113
4.6 仿真结果 116
4.6.1 自适应估计器模型 116
4.6.2 网络模型 117
4.6.3 业务信源 117
4.6.4 仿真举例 118
4.7 结论 122
参考文献 123
习题 124
附录4.A 124
第5章 无线蜂窝和对等网络分布式功率控制 127
5.1 引言 128
5.2 存在路径损耗时的分布式功率控制 129
5.2.1 Bambos功率控制方案 130
5.2.2 受限的二阶功率控制 131
5.2.3 基于状态空间的控制设计 131
5.2.4 分布式功率控制：蜂窝网络中的应用 136
5.3 无线网络用户接入允许控制 145
5.3.1 带有活动链路保护和接入允许控制的DPC 148
5.3.2 DPC/ALP和接入允许控制器的算法 149
5.4 衰减信道中的分布式功率控制 154
5.4.1 无线信道的不确定性 155
5.4.2 分布式功率控制方案研究 156
5.5 结论 169
参考文献 169
习题 170
第6章 无线Ad Hoc网络分布式功率控制和速率调整 172
6.1 DPC简介 172
6.2 信道不确定性 174
6.2.1 信干比 174
6.2.2 存在不确定性的无线信道模型 174
6.3 分布式自适应功率控制 175
6.4 DPC实现 176
6.4.1 DPC反馈 177
6.4.2 802.1 1类型的Ad Hoc网络的DPC算法 177
6.4.3 重传和功率重置 177
6.4.4 DPC算法 178
6.5 功率控制MAC协议 179
6.5.1 隐藏终端问题 179
6.5.2 协议设计 181
6.5.3 信道利用率 181
6.5.4 竞争时间 182
6.5.5 开销分析 182
6.5.6 NS-2实现 183
6.6 仿真参数 184
6.7 速率调整的相关基础 187
6.7.1 速率调整 189
6.7.2 协议比较 190
6.8 启发式速率调整 191
6.8.1 概述 192
6.8.2 信道状态的估计 193
6.8.3 最大可用速率 193
6.8.4 最小可用速率 194
6.8.5 克服拥塞的调制速率 196
6.8.6 基于速率的功率选择 197
6.8.7 退避机制 197
6.8.8 MAC协议设计 198
6.9 基于动态规划的速率调整 198
6.9.1 缓存占用状态方程 199
6.9.2 代价函数 199
6.9.3 黎卡提方程 201
6.9.4 选择调制的附加条件 202
6.9.5 实现考虑 203
6.10 仿真结果 203
6.10.1 单跳拓扑 204
6.10.2 两跳拓扑 204
6.10.3 包含50个节点的随机拓扑 206
6.10.4 两跳结果 206
6.11 DPC的硬件实现 208
6.11.1 硬件结构 210
6.11.2 软件结构 212
6.11.3 实验结果 214
6.11.4 慢变干扰 215
6.11.5 缓慢更新的突变信道 216
6.11.6 快速更新的突变信道 218
6.12 结论 220
参考文献 220
习题 222
第7章 无线Ad Hoc和传感器网络分布式公平调度 225
7.1 公平调度和服务质量 225
7.2 加权公平准则 226
7.3 自适应和分布式公平调度 227
7.3.1 波动受限和指数界波动 227
7.3.2 公平性协议开发 228
7.3.3 公平性保证 230
7.3.4 吞吐量保证 234
7.3.5 时延保证 235
7.3.6 开销分析 238
7.4 性能评估 239
7.5 硬件实现 247
7.5.1 UMR节点说明 248
7.5.2 传感器节点硬件 248
7.5.3 G4-SSN功能 249
7.5.4 硬件实现结果 249
7.5.5 传感器节点的未来方向 251
7.6 无线传感器网络能量敏感MAC协议 251
7.6.1 休眠模式 253
7.6.2 带休眠模式的ADFC 255
7.6.3 能量敏感MAC协议 257
7.6.4 仿真 258
7.7 结论 263
参考文献 263
习题 265
第8章 无线Ad Hoc和传感器网络最佳能量和延时路由 266
8.1 无线Ad Hoc网络路由 267
8.2 最佳链路状态路由（OLSR）协议 268
8.3 最佳能量-时延路由（OEDR）协议 270
8.3.1 邻居检测和能量-时延测度计算 270
8.3.2 多点中继（MPR）选择 271
8.3.3 MPR和能量-时延信息声明 273
8.3.4 路由表的计算 274
8.3.5 OEDR协议总结 276
8.4 OEDR的最优化分析 277
8.5 性能评估 279
8.6 无线传感器网络路由 285
8.7 应用子网协议自组织 287
8.8 最佳能量-时延子网路由（OEDSR）协议 289
8.8.1 最佳中继节点选择 289
8.8.2 中继节点选择算法 292
8.8.3 OEDSR优化分析 295
8.9 性能评估 297
8.10 OEDSR实现 313
8.10.1 硬件实现说明 314
8.10.2 软件结构 315
8.11 性能评估 317
8.11.1 实验场景说明 318
8.11.2 实验结果 318
8.11.3 未来的工作 320
8.12 结论 320
参考文献 321
习题 323
第9章 无线传感器网络的预测性拥塞控制 325
9.1 引言 325
9.2 预测性拥塞控制概述 327
9.2.1 拥塞预测和缓解 328
9.2.2 概述 328
9.2.3 性能指标 330
9.3 自适应拥塞控制 330
9.3.1 利用缓存占用选择速率 330
9.3.2 退避间隔选择 333
9.3.3 公平调度 337
9.4 仿真 340
9.5 结论 346
参考文献 347
习题 348
第10章 RFID阅读器网络自适应概率功率控制方案 349
10.1 引言 349
10.2 问题描述 350
10.2.1 数学关系 350
10.2.2 双阅读器模型 352
10.2.3 分布式方案 353
10.2.4 标准 354
10.3 分布式自适应功率控制 354
10.3.1 功率更新 355
10.3.2 选择性退避 356
10.3.3 DAPC实现 358
10.4 概率功率控制 359
10.4.1 功率分布 359
10.4.2 分布调整 360
10.5 仿真结果 361
10.5.1 阅读器设计 361
10.5.2 仿真参数 361
10.5.3 评估指标 361
10.5.4 结果和分析 362
10.6 结论 367
参考文献 367
习题 368