紫外光自組織網(wǎng)絡(luò)理論

內(nèi)容概要

　　無線激光通信融合了光纖通信與微波通信的優(yōu)點，但是激光的直線傳輸限制了無線激光通信的應用范圍。紫外光非直視傳輸彌補了無線激光通信的不足，可以采用自組織網(wǎng)絡(luò)擴大其覆蓋范圍，因而具有潛在的應用前景?！蹲贤夤庾越M織網(wǎng)絡(luò)理論》詳細分析了紫外光自組織網(wǎng)絡(luò)的信道特性，對紫外光通信覆蓋范圍進行了分析計算。在分析經(jīng)典通信協(xié)議的基礎(chǔ)上，對MAC層協(xié)議及其公平性、路由協(xié)議等進行了討論，構(gòu)建了適用于紫外光非直視通信的基本構(gòu)架。對書中提出的通信協(xié)議進行了詳細分析，書末給出了計算機仿真的關(guān)鍵程序，以便讀者學習和理解?！　　蹲贤夤庾越M織網(wǎng)絡(luò)理論》可作為高等院校通信、網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)專業(yè)的高年級本科生、研究生的教學用書，也可作為研究人員和工程技術(shù)人員的參考用書。

作者簡介

　　柯熙政，教授，博士生導師。1962年生，1996年在中國科學院獲得理學博士學位，1997-2002年在西安電子科技大學、第二炮兵工程學院從事博士后研究工作?，F(xiàn)為西安理工大學“通信與信息系統(tǒng)”學科帶頭人?！　】挛跽淌谥饕獜氖聼o線激光通信與組合導航領(lǐng)域的研究工作，先后主持和參加國家高技術(shù)發(fā)展計劃、軍隊重大預演演示驗證項目、國防重點實驗室重點基金、國家自然科學基金等數(shù)十項科研項目，SCI和EI收錄論文近百篇，出版學術(shù)著作三部?！　】挛跽淌谠@得軍隊科技進步一等獎、中國科學院研究生院長獎學金、中國科學院“盈科”優(yōu)秀青年學者獎及多項陜西省科技類獎。

書籍目錄

前言1 紫外光自組織網(wǎng)絡(luò)理論基礎(chǔ)1.1 無線激光通信與紫外光通信1.1.1 無線激光通信1.1.2 紫外光通信1.1.3 紫外光通信的特點1.1.4 紫外光通信的研究進展1.2 無線自組織網(wǎng)絡(luò)1.2.1 無線自組織網(wǎng)絡(luò)的概念1.2.2 無線自組織網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史1.2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.4 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀1.2.5 移動自組織網(wǎng)絡(luò)及其發(fā)展1.3 無線自組織網(wǎng)絡(luò)的特點與關(guān)鍵技術(shù)1.3.1 無線自組織網(wǎng)絡(luò)的特點1.3.2 無線自組織網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)1.4 紫外光自組織網(wǎng)絡(luò)1.4.1 紫外光自組織網(wǎng)絡(luò)的潛在應用1.4.2 紫外光自組織網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)1.5 本書的體系結(jié)構(gòu)參考文獻2 紫外光通信大氣信道2.1 紫外光傳輸特性2.1.1 紫外光大氣吸收和散射特性2.1.2 紫外光通信傳輸特性2.2 紫外光大氣信道特性分析2.2.1 日盲紫外光2.2.2 大氣的特點2.2.3 大氣信道中影響紫外光通信的主要因素2.2.4 大氣紫外傳輸特性仿真與分析2.3 日盲紫外光通信的信道模型2.3.1 日盲紫外光通信鏈路模型2.3.2 紫外光單次散射模型2.3.3 單次散射模型仿真分析2.4 紫外光通信中Mie散射機制2.4.1 Mie散射理論2.4.2 Mie散射系數(shù)an，bn的計算2.4.3 Mie角散射系數(shù)Ⅱn與Tn的計算2.4.4 仿真與計算2.5 紫外光通信的覆蓋范圍計算與分析2.5.1 紫外光通信安全2.5.2 有效散射體積V的近似分析2.5.3 紫外光通信節(jié)點覆蓋范圍模型2.5.4 含高度信息的紫外光非直視單次散射鏈路模型及仿真2.6 基于蒙特卡羅方法建立的NLOS大氣傳輸模型2.6.1 蒙特卡羅方法2.6.2 蒙特卡羅方法的收斂性與誤差2.6.3 蒙特卡羅法的特點2.6.4 NL0s紫外光傳輸?shù)拿商乜_模擬2.6.5 結(jié)果統(tǒng)計與分析參考文獻3 紫外光通信網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位算法3.1 紫外光通信網(wǎng)絡(luò)3.1.1 無線通信網(wǎng)絡(luò)的分類3.1.2 無線Mesh網(wǎng)3.1.3 紫外光網(wǎng)狀通信網(wǎng)絡(luò)3.2 無線通信網(wǎng)絡(luò)定位算法3.2.1 傳統(tǒng)的定位算法3.2.2 兩種常用的節(jié)點定位算法3.3 三邊測量法在紫外光Mesh、通信網(wǎng)絡(luò)中的應用3.4 仿真實驗參考文獻4 紫外光自組織網(wǎng)中的多址檢測技術(shù)4.1 擴頻與多址干擾4.1.1 擴頻序列……5 紫外光自組織網(wǎng)絡(luò)MAC層協(xié)議公平性6 紫外無線光Mesh網(wǎng)接入?yún)f(xié)議7 基于節(jié)點位置和速度信息的紫外光自組織網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議8 基于蟻群算法的紫外光通信網(wǎng)絡(luò)自由協(xié)議9 紫外光無線傳感器網(wǎng)絡(luò)參考文獻附錄

章節(jié)摘錄

　?。?）環(huán)境。螞蟻所在的環(huán)境是一個虛擬的世界，其中存在障礙物、別的螞蟻以及信息素。信息素有兩種，一種是找到食物的螞蟻灑下的食物信息素，另一種是找到蟻穴的螞蟻灑下的蟻穴信息素。每個螞蟻都僅僅能感知其范圍內(nèi)的環(huán)境信息，并且環(huán)境中的信息素以一定的速度消失?！　。?）覓食規(guī)則。在每只螞蟻能感知的范圍內(nèi)尋找是否有食物，如果有就直接過去，否則看是否有信息素，并且比較在能感知的范圍內(nèi)哪一點的信息素最多，這樣，它就朝信息素多的地方走，并且允許每只螞蟻以一個小概率犯錯誤，從而并不是往信息素最多的點移動。螞蟻找蟻穴的規(guī)則和上面一樣，只不過此時它對蟻穴的信息素做出反應，而對食物信息素沒反應?！　。?）移動規(guī)則。每只螞蟻都朝向信息素最多的方向移動，當周圍沒有信息素指引的時候，螞蟻會按照自己原來運動的方向慣性的運動下去，并且在運動的方向有一個隨機的小擾動。為了防止螞蟻原地轉(zhuǎn)圈，它會記住最近剛走過的哪些點，如果發(fā)現(xiàn)要走的下一點已經(jīng)在最近走過了，它就會盡量避開?！　。?）避障規(guī)則。如果螞蟻要移動的方向有障礙物擋住，如果有信息素指引的話，它會按照覓食的規(guī)則行為，否則會隨機的選擇一個方向前行?！　。?）播撒信息素規(guī)則。每只螞蟻在剛找到食物或者蟻穴時散發(fā)的信息素最多，并隨著它走遠的距離，播撒的信息素越來越少?！　∥浵亗€體之間并沒有直接的聯(lián)系，但是根據(jù)這幾條規(guī)則每只螞蟻都能和環(huán)境發(fā)生交互，通過信息素這個紐帶，把各個螞蟻之間關(guān)聯(lián)起來。例如，當一只螞蟻找到了食物時，它并不是直接地告訴其他螞蟻存在食物的地點，而是向環(huán)境播撒信息素，當其他的螞蟻經(jīng)過附近的時候，就會因感覺到信息素，然后根據(jù)信息素的指引找到食物?！　‘敍]有螞蟻找到食物時，環(huán)境中不存在有用的信息素，螞蟻能夠相對有效的找到食物要歸功于螞蟻的移動規(guī)則。首先，它要盡量保持某種慣性，這樣使得螞蟻盡量向前方移動（開始時這個前方是隨機固定的一個方向），而不是原地無謂的打轉(zhuǎn)。其次，螞蟻要有一定的隨機性，雖然有了固定的方向，但也不能像粒子一樣一直直線運動下去，而是有一個隨機的干擾。這樣就使得螞蟻運動起來具有一定的目的性，在盡量保持原來方向的基礎(chǔ)上，又有新的試探，尤其當碰到障礙物時它會立即改變方向，這可以看成一種選擇的過程，也就是環(huán)境中的障礙物讓螞蟻的某個方向正確，而其他方向則不對。這就解釋了為什么單個螞蟻在復雜的諸如迷宮的地圖中仍然能找到隱蔽得很好的食物。當然，在有一只螞蟻找到了食物時，其他螞蟻就能沿著信息素很快找到食物。

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