Ad-Hoc, Mobile, and Wireless Networks pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Coudert, David (EDT)/ Simplot-ryl, David (EDT)/ Stojmenovic, Ivan (EDT)

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页数:514

译者:

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价格:89.95

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isbn号码:9783540852087

丛书系列:

图书标签:

• 无线网络
• 移动网络
• Ad-Hoc网络
• 网络协议
• 无线通信
• 移动计算
• 网络安全
• 路由协议
• MAC层
• 网络性能

穿梭数字脉络：构建无缝连接的未来 在信息爆炸、技术飞速迭代的今天，我们赖以生存和工作的信息网络正经历着前所未有的变革。传统的固定有线网络虽然仍是基础设施的重要组成部分，但其固有的灵活性限制，已无法完全满足日益增长的移动化、动态化和智能化应用的需求。正是在这样的背景下，一系列突破性的网络技术应运而生，它们打破了物理界限，让连接变得更加随心所欲，让信息流动更加迅捷高效。 本书将深入探索那些能够打破固定枷锁，实现灵活、动态、无线连接的网络形态，为您揭示它们的核心原理、关键技术、设计挑战以及广阔的应用前景。我们将目光聚焦于那些能够“按需组建”（Ad-Hoc）、能够在移动设备间自由穿梭（Mobile）、以及依赖无线信号传递信息的（Wireless）网络，并详细剖析它们在各个领域带来的深刻变革。 第一部分：Ad-Hoc 网络——无中心化的智能协同 Ad-Hoc 网络，顾名思义，是一种无需预先部署固定基础设施、能够临时自主组建的网络。它就像一群拥有独立通信能力的个体，在需要时能够自行发现彼此，并建立起临时的通信链路，形成一个临时的、自组织的通信体系。这种网络的突出特点在于其去中心化和自适应性，无需路由器或接入点的集中控制，每个节点都可以扮演路由器的角色，共同将数据包转发至目的地。 我们将深入剖析 Ad-Hoc 网络的核心组成要素： 节点发现与拓扑管理： 在一个动态变化的节点集合中，如何有效地发现新的参与者，并实时更新和维护整个网络的拓扑结构，是 Ad-Hoc 网络成功的基石。我们将探讨各种基于广播、多播或单播的节点发现机制，以及如何利用链路状态信息或距离矢量信息来构建和维护路由表。 路由协议的设计与挑战： Ad-Hoc 网络路由的复杂性远超传统网络。由于节点的移动性、链路的不可靠性以及资源的有限性，需要设计出高效、鲁棒且节能的路由协议。我们将详细介绍几种主流的 Ad-Hoc 路由协议，如： 主动式路由协议（Proactive Routing Protocols）： 如 OLSR (Optimized Link State Routing Protocol)，它们会周期性地维护整个网络的路由信息，从而能够快速响应路由请求，但可能消耗更多的带宽和能量。 反应式路由协议（Reactive Routing Protocols）： 如 AODV (Ad hoc On-Demand Distance Vector) 和 DSR (Dynamic Source Routing)，它们仅在需要发送数据时才建立路由，从而节省了路由开销，但在首次发送数据时可能会有延迟。 混合式路由协议（Hybrid Routing Protocols）： 结合主动式和反应式路由的优点，例如 ZRP (Zone Routing Protocol)，在邻近区域采用主动路由，在远距离则采用反应路由。 QoS（服务质量）保障： 在 Ad-Hoc 网络中，确保数据包的传输延迟、抖动和丢包率符合应用需求（如实时音视频）是一个巨大的挑战。我们将探讨如何通过资源预留、拥塞控制和调度算法等技术来实现 QoS 的保障。 安全机制： Ad-Hoc 网络的开放性和自组织性使其面临严峻的安全威胁，如节点欺骗、恶意路由、数据篡窃等。我们将深入研究各种安全机制，包括身份认证、密钥管理、访问控制以及抵御攻击的策略。 能耗管理： Ad-Hoc 网络中的节点通常由电池供电，因此能耗是设计中不可忽视的关键因素。我们将讨论如何通过优化路由选择、减少节点活动、采用睡眠模式等技术来延长节点的电池寿命。 Ad-Hoc 网络的实际应用场景广泛且充满潜力，例如： 军事通信： 在战场环境中，快速部署、灵活通信的 Ad-Hoc 网络能够极大地提升部队的协同作战能力。 灾难救援： 在发生自然灾害时，通信基础设施可能被破坏，Ad-Hoc 网络可以提供临时的通信解决方案，帮助救援人员协调行动。 传感器网络： 大量的传感器节点自组织成网络，收集环境数据并进行传输，例如环境监测、工业自动化等。 智能交通系统： 车辆之间的 Ad-Hoc 通信（V2V）能够实现交通信息的实时共享，提高道路安全性和交通效率。 个人区域网络 (PAN)： 智能手机、可穿戴设备等之间的连接，形成一个以人为中心的无线网络。 第二部分：Mobile Network——无处不在的移动通信 Mobile Network，也称移动通信网络，是现代社会不可或缺的通信基础设施。它允许用户在移动过程中保持持续的通信连接，并且其覆盖范围不断扩大，技术不断革新。我们已经从最初的模拟通信时代，迈入了如今的 4G、5G 乃至未来的 6G 时代，每一次的代际升级都带来了更快的速度、更低的延迟和更丰富的应用场景。 本部分将聚焦于移动通信网络的演进和关键技术： 蜂窝网络架构： 深入理解移动通信网络是如何通过划分蜂窝区域、部署基站，并利用频率复用等技术来提供大范围覆盖的。我们将探讨基站、移动交换中心（MSC）、归属位置寄存器（HLR）等核心组件的功能。 无线接入技术（Radio Access Technologies - RATs）： GSM (Global System for Mobile Communications)： 第二代移动通信技术，实现了数字语音通话和短信功能。 UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)： 第三代移动通信技术，引入了更高速的数据传输，为移动互联网的兴起奠定了基础。 LTE (Long-Term Evolution)： 第四代移动通信技术，大幅提升了数据传输速率，支持高清视频流、在线游戏等应用。 5G (Fifth Generation)： 当前主流的移动通信技术，具备超高速率（eMBB）、超低延迟（URLLC）和海量连接（mMTC）三大特性，为自动驾驶、物联网、虚拟现实等新兴技术提供了强大的网络支撑。 未来的 6G： 展望下一代移动通信技术，探索其可能带来的变革，如更深度的智能化、全息通信、感知通信融合等。 移动性管理： 在用户移动过程中，网络如何确保通信的连续性？我们将深入研究位置更新、切换（handoff）等机制，以及它们在不同场景下的实现方式。 移动 IP (Mobile IP)： 解决移动节点在 IP 网络中漫游时，保持其 IP 地址不变，从而实现通信不中断的技术。 多模终端与异构网络： 现代移动设备往往支持多种无线接入技术（如 Wi-Fi、蓝牙、蜂窝网络）。我们将探讨终端如何智能地选择最佳的网络连接，以及不同网络之间的互联互通。 网络切片（Network Slicing）： 5G 技术的重要特性之一，允许将物理网络划分为多个逻辑网络，每个逻辑网络可以根据特定的业务需求进行定制，提供差异化的服务。我们将探讨网络切片的应用场景，如工业互联网、智慧医疗等。 Mobile Network 已经渗透到我们生活的方方面面，它不仅是通信的工具，更是数字经济发展的动脉： 智能手机与移动互联网： 支撑着我们日常的通信、社交、娱乐、工作和信息获取。 物联网 (IoT)： 大量智能设备（智能家居、可穿戴设备、工业传感器）通过移动网络连接，实现数据的采集、传输和分析。 车联网 (V2X)： 车辆之间、车辆与基础设施之间的通信，提升交通安全和效率。 远程医疗与智慧教育： 提供高质量的远程服务，打破时空限制。 第三部分：Wireless Network——突破“线”制的自由连接 Wireless Network，无线网络，是所有不依赖物理线缆进行数据传输的网络类型的总称。它涵盖了从近距离的个人区域网络，到覆盖广阔区域的广域网。无线技术的飞速发展，极大地解放了用户的移动自由度，并催生了无数创新应用。 本部分将对各种重要的无线网络技术进行梳理和分析： Wi-Fi (Wireless Fidelity)： 标准演进： 从 802.11a/b/g 到 802.11n/ac/ax (Wi-Fi 6)，再到未来的 Wi-Fi 7，我们将剖析不同标准带来的速率提升、容量增加和性能优化。 工作原理： 探讨无线信号的传播、信道访问机制（如 CSMA/CA）、以及频率划分。 部署模式： 介绍个人 Wi-Fi、企业 Wi-Fi、公共 Wi-Fi 的特点和部署考量。 安全性： WEP、WPA、WPA2、WPA3 等安全协议的演进，以及如何保障无线网络的隐私和数据安全。 蓝牙 (Bluetooth)： 技术特性： 低功耗、短距离通信，主要用于设备配对和数据传输。 应用场景： 无线耳机、智能手环、车载娱乐系统、人机交互设备等。 蓝牙 Mesh： 扩展蓝牙的组网能力，适用于智能家居、工业自动化等场景。 NFC (Near Field Communication)： 近距离通信： 极短距离（几厘米）的通信技术，具有便捷和安全的特点。 应用场景： 移动支付、门禁卡、身份识别、信息共享等。 LPWAN (Low-Power Wide-Area Network)： 特点： 低功耗、远距离、低数据速率，专门为物联网设备设计。 代表技术： LoRa、NB-IoT (Narrowband-IoT)、Sigfox 等，以及它们的优缺点和适用场景。 WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access)： 曾被视为 4G 的有力竞争者，提供固定和移动宽带接入。 卫星通信： 覆盖范围最广的无线通信方式，用于偏远地区、海洋、航空通信等。 无线传感网络 (WSN)： 传感器节点组成的 Ad-Hoc 网络，是物联网的重要组成部分。 综合考量与未来展望 在深入探讨 Ad-Hoc、Mobile 和 Wireless 网络各自的特点和技术后，我们将进一步思考这些技术之间的融合与协同。例如，移动设备可能需要同时连接到蜂窝网络和 Wi-Fi 网络，并且可能参与 Ad-Hoc 网络进行设备间的直接通信。未来，这些不同的网络将更加紧密地结合，形成一个无缝、智能、高效的“万物互联”生态系统。 本书还将关注以下综合性的议题： 网络融合与协同： 如何设计能够跨越不同无线技术、实现资源优化和无缝切换的网络架构。 软件定义网络 (SDN) 与网络功能虚拟化 (NFV) 在无线网络中的应用： 如何利用软件定义和虚拟化技术来提高网络的灵活性、可编程性和自动化程度。 边缘计算 (Edge Computing) 与无线网络的结合： 将计算能力部署在网络边缘，靠近数据源，降低延迟，提升响应速度。 人工智能 (AI) 在无线网络中的角色： AI 如何用于网络优化、故障预测、智能路由、安全防护等方面。 新兴应用场景的驱动： 探讨如自动驾驶、元宇宙、智能城市等未来应用对无线网络提出的新挑战和新需求。 本书旨在为您提供一个全面而深入的视角，帮助您理解这些变革性网络技术的底层原理、设计精髓和未来趋势。无论您是网络工程师、研究人员、开发者，还是对未来科技充满好奇的探索者，都将从中受益匪浅，共同迎接一个更加互联互通的数字化时代。

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