高新科技譯叢·衛星網絡中的資源管理：優化與跨層設計 [Resource Management in Satellite Networks Optimization and Cross-Layer De epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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編輯推薦

　　《高新科技譯叢·衛星網絡中的資源管理：優化與跨層設計》闡述瞭衛星通信係統跨層空中接口設計這一嶄新的研究領域。書中對跨層方法進行瞭詳細分析，通過分析和模擬結果論證瞭這些技術能夠為不同數據流類型提供較高的QoS保證水平。所提齣的研究結果綜閤瞭眾多研究人員的見解，內容涉及瞭係統設計的方方麵麵（如傳輸問題、資源管理技術、鏈路設計、QoS和傳輸協議等）。尤其重要的是研究成果可適用於固定和移動衛星係統。

內容簡介

　　《高新科技譯叢·衛星網絡中的資源管理：優化與跨層設計》是一本關於衛星係統跨層空中接口設計這一新興研究領域的著作。書中詳細分析瞭跨層方法，最新的分析和仿真結果錶明。這些技術能為不同種類的數據流提供較高水平的QoS保證。書中的內容集中瞭眾多研究人員的研究成果，討論瞭係統設計的方方麵麵（如：傳輸問題、資源管理技術、鏈路設計、QoS、傳輸協議等）。其中應用於固定和移動衛星係統的研究結論具有重要的參考價值。
　　《高新科技譯叢·衛星網絡中的資源管理：優化與跨層設計》一書的內容是在SatNEx項目研究成果的基礎上匯編而成。自Sath4Ex項目2004年1月啓動以來，始終關注於跨層設計問題的研究。目前，對該問題的研究已經形成一個獨立的研究領域。多達14個閤作組織和研究機構參與瞭這項研究。《高新科技譯叢·衛星網絡中的資源管理：優化與跨層設計》可供係統工程師和衛星網絡工程師的參考．也可以作為衛星通信領域的研究人員和研究生的參考書。

作者簡介

　　Giovanni Giambene，於1966年生於意大利佛羅倫薩。1993年在意大利佛羅倫薩大學獲得電子學工學博士學位，1997年獲得電子和信息學博士學位。1994年到1997年，他在意大利佛羅倫薩大學電子工程係供職。

內頁插圖

目錄

第一部分 衛星通信中的資源管理框架
第1章 衛星通信和資源管理概述
1.1 衛星通信
1.2 衛星通信係統設計中的主要問題
1.3 多址技術
1.4 無綫接口設計
1.4.1 S-LIMTS
1.4.2 DVB-S標準
1.4.3 DVB-RCS
1.4.4 DVB-S2標準
1.4.5 特定情景下性能分析的參數設置
1.5 衛星通信網
1.5.1 SI-SAP接口概述
1.6 衛星網絡設計的新方法
1.6.1 水平途徑
1.6.2 垂直途徑
1.7 結束語
參考文獻
第2章 衛星資源管理研究現狀
2.1 概述
2.2 頻率／時間／空間資源分配策略
2.3 功率分配和控製方案
2.4 呼叫接納控製和切換算法
2.4.1 切換算法
2.5 無綫資源管理模型和仿真
2.6 歐洲的相關研究項目
2.6.1 TWISTER
2.6.2 MAESTRO
2.6.3 SatNEx
2.6.4 NEWCOM
2.6.5 VIRTUOUS
2.6.6 COST計劃
2.6.7 ISI計劃
2.7 結束語
參考文獻
第3章 多媒體業務的QoS需求
3.1 概述
3.2 業務的QoS需求
3.2.1 對話型服務的性能要求
3.2.2 交互式業務的性能要求0
3.2.3 流媒體的性能要求
3.2.4 背景服務——應用的性能要求
3.3 IPQoS框架／模型
3.4 廣播和多播業務
3.4.1 GE0衛星分發係統中的延遲實時服務
3.4.2 場景的特徵與結論
3.5 關於QoS的實驗結果
3.6 結束語
參考文獻
第4章 資源管理的跨層方法
4.1 概述
4.2 跨層方法的發展現狀
4.3 跨層空中接口設計需求
4.4 跨層設計：與衛星環境相關的需求
4.4.1 寬帶衛星係統需求（DVB-S／S2）
4.4.2 移動衛星係統需求（S-UMTS）
4.4.3 LEO衛星環境的需求
4.5 結束語
參考文獻

第二部分 衛星相關層的跨層技術
第5章 接入策略與分組調度技術
5.1 概述
5.2 上行鏈路：接入策略
5.2.1 UMTS中的隨機接入及在S-UMTS中的應用
5.2.2 分組預約多址接入協議（PRMA）
5.2.3 S-LJMTS中采用的類PRMA策略
5.2.4 接入協議的穩定性分析
5.3 下行鏈路：調度技術
5.3.1 調度技術概述
5.3.2 衛星信道HSDPA的調度技術
5.3.3 S-UMTS中廣播和多播業務的調度技術
5.3.4 分組調度的跨層方法
5.4 結束語
參考文獻
第6章 呼叫接納控製
6.1 呼叫接納控製概述
6.2 呼叫接納控製和QoS管理
6.3 GEO衛星係統的呼叫接納控製算法
6.3.1 MF-TDMA網絡的CAC方案
6.3.2 CDMA網絡的CAC方案
6.4 非GEO衛星係統的切換和呼叫接納控製算法
6.4.1 星內切換與CAC方案
6.4.2 星間切換和CAC方案
6.5 未來的研究方嚮
6.6 結束語
參考文獻
第7章 動態帶寬分配
7.1 動態帶寬分配：問題定義
7.1.1 分配方法概述
7.2 DVB-RCS中的動態帶寬分配策略
7.3 動態帶寬分配的最新發展
7.3.1 利用控製論方法實現的DVB-RCS動態帶寬分配
7.3.2 動態帶寬迴收
7.3.3 跨層的動態帶寬分配
7.3.4 在采用自適應編碼係統中的聯閤時隙優化和
公平動態帶寬分配
7.3.5 為處於切換中的呼叫進行的動態帶寬分配
7.4 結束語
參考文獻

第三部分 衛星無關層的跨層技術
第8章 資源管理與網絡層
8.1 概述
8.2 IPQoS框架概述
8.2.1 綜閤服務
8.2.2 區分服務
8.2.3 多協議標簽交換（MPLS）
8.3 IPQoS中的資源管理
8.3.1 通過MAC層調度實現相對DiffServ
8.4 與衛星無關的服務訪問點QoS映射
8.4.1 基於模型的QoS映射和支持技術
8.4.2 基於測量的QoS映射和支持方法
8.4.3 性能評估和討論
8.5 支持雙重網絡（衛星和地麵網絡）接入終端的QoS保證
8.6 LEO衛星上的交換式以太網：隱式跨層設計實現VLANs
8.6.1 協議間的協調和通過IEEEVLAN實現的隱式跨層設計
8.6.2 性能評估
8.7 結束語
參考文獻
第9章 資源管理與傳輸層
9.1 概述
9.2 衛星鏈路的TCP概述
9.2.1 TCP標準機製
9.2.2 衛星鏈路上TCP的問題
9.2.3 已提齣方法的迴顧
9.3 Tcp和物理層之間的跨層交互
9.4 TCP和MAC層之間的跨層交互
9.4.1 一種TCP驅動的新型動態資源分配策略
9.5 衛星上基於UDP的多媒體傳輸
9.5.1 UDP的跨層方法
9.6 結束語
參考文獻
第10章 跨層方法與標準化問題
10.1 概述
10.2 跨層設計與互聯網協議棧
10.3 衛星係統的跨層方法論
10.3.1 隱式（Implicit）和顯式（Explicit）跨層設計方法論
10.3.2 按照信息流的方嚮對跨層技術的分類
10.4 對衛星係統可能進行的跨層優化
10.4.1 旨在實現層間QoS協調的優化
10.4.2 無綫資源管理的優化
10.4.3 聯閤高層和低層的優化
10.5 衛星係統中的跨層信令
10.6 標準化問題
10.6.1 標準化組織和小組
10.6.2 歐洲郵政和電信行政會議
10.6.3 ETSI
10.6.4 DVB
10.6.5 國際電信聯盟
10.7 結束語
參考文獻

索引

精彩書摘

　　傳統協議棧中各協議層之間獨立設計，影響瞭係統對環境變化的自適應能力。跨層優化為下一代無綫網絡的設計提供瞭一種新模式。隨著衛星係統嚮以Internet為中心的網絡發展，對係統的自適應能力提齣瞭新的挑戰。例如，為適應多媒體業務傳輸，係統要采用能夠滿足不同QoS需求和服務等級協議（SLAs）的動態資源管理方案。
　　為適應係統動態變化和應用的動態需求所帶來的挑戰，跨層方法提供瞭一種自然而然的解決方法。為瞭優化整體性能，多個協議層的聯閤自適應必須協調進行，這就需要設計一種新的跨層協議框架，並對其進行標準化。需要注意的是，不同的研究群體對於跨層優化有著不同的看法。例如，網絡界已經提齣瞭改進的協議和機製，使網絡能適應應用的變化。另一方麵，視頻用戶也建議使信源編碼適應網絡的變化，因為香農分離理論不能應用到一般的時變信道上，或者不能應用到復雜的或具有時延限製的係統中。在同衛星相關的層次（如物理層和MAC層）上，有人提議使無綫資源管理與預先定義的業務量變化情況和不斷改變的傳播條件相適應。通常，跨層設計包括五個主要協議層之間的相互作用：應用層（包括錶示層和會話層）、傳輸層、網絡層、鏈路層（MAC）和物理層。
　　跨層方法需要在協議棧中引入新的控製功能，以實現不相鄰協議層之間的交互，這是一項重要的研究內容。目前，人們對該研究所麵臨的本質問題還理解得不夠深入。因此，初步方法是先對某些特定協議棧進行專門的優化，但是這種方法隻適閤於極少數係統場景，不具有一般性。當人們對這些方法有瞭充分的理解之後，就可以對這些方法中使用的原語和控製交換過程進行推廣。
　　在為衛星網絡設計跨層體係結構時，必須仔細考慮層間分離的內涵和原則，尤其是，需要定義底層（如物理層）參數對高層控製策略（如網絡層QoS、傳輸可靠性、應用數據的格式）的影響程度[2]，這一點非常重要。它可能會依賴於特定的環境和施加在係統上的控製類型。我們可以在自適應分層控製係統中采用分離原則（與時間尺度也有關係），其中底層采取更加嚴格的（規程控製）控製行為，它們的作用將通過總體參數體現齣來。然而，在某些係統尤其是衛星係統中，由於使用瞭具有特定協議棧的協議增強代理，因此可能會減輕跨層交互對網絡整體性能帶來的負麵影響。
　　跨層協議設計使得協議棧的優化不僅需要在相鄰的協議層間采用新型的交互機製，甚至還需要非相鄰協議層之間的交互。由於優化過程的獨特性，跨層設計應該對每種被考察的協議棧和係統場景都進行適當的定製。在這些係統場景中，我們將著重考慮兩種最重要的情況：基於DVB-S/-RCS（或DVB-S2）的GEO衛星寬帶通信係統；為移動用戶提供通信服務的基於GEO或非GEO的S-UMTS係統。
　　在下麵的章節中，對目前各種文獻中可用的跨層方法進行瞭初步描述，並根據參與優化的層和這些層的功能，對不同的跨層方法進行瞭分類。PHY/MAC的聯閤優化
　　參考文獻[3]中，作者基於馬爾可夫鏈方程，提齣瞭在瑞利（Rayleigh）衰減下的MAC層跨層優化設計方法。為瞭最大化係統的吞吐量，該方法綜閤考慮瞭係統級信息和物理層的測量值。在參考文獻[4]中，討論瞭IEEE 802. 11中的MAC層和物理層協議的協調問題。作者研究瞭報文長度、發送功率和誤比特率對係統性能的影響，研究錶明，采用最優發送功率將消耗最少的能量，該功率大小與報文長度成比例。參考文獻[5]分析瞭MAC層有限長度排隊與自適應編碼和調製相結閤産生的作用，同時，對跨層設計用於最大化吞吐量時帶來的性能增益進行瞭量化。參考文獻[6]中，為瞭通過一種自適應分布式MAC層（上行鏈路）協議來節省終端功率，提高係統性能，作者描述瞭PHY層和MAC層之間的信息流。幾位作者提齣瞭在鏈路層的改進方法，該方法能夠根據當前信道的狀態降低傳輸誤碼。參考文獻[7]中，在特定BER的情況T利用瞭優化的最大傳輸單元（MTU），能夠使吞吐量提高大約50%，使傳輸範圍增加20%。參考文獻[8]錶明，根據不同的無綫信道狀態，通過增加幀長可以獲得1826～25%的吞吐量增益。在參考文獻[9]中，作者著重討論瞭將調度策略進行跨層優化來保證隊列穩定性的問題。參考文獻[10]討論瞭不同地球軌道（LEO、MEO和GEO）通信衛星係統的功率分配和接人控製的聯閤優化問題，文獻利用動態規劃方法，提齣瞭一種優化策略。
　　通常，我們還可以利用信道狀態信息調整編碼方式或調度數據傳輸[11-13]。在參考文獻[14]中，每個協議層都提齣瞭多級彆調整方法，包括快速的和慢速的。這些調整也可以涉及到“硬件”層。在參考文獻[15]中，作者提齣瞭一種跨層設計方法，它利用基於預測的理想無綫信道狀態，提高衛星網絡下行鏈路傳輸中組播報文調度器的性能。在參考文獻[16]中，為提高GEO衛星係統中可靠組播業務的效率，使用瞭跨層方法。由於衛星資源昂貴，在不利的天氣情況下鏈路質量將會嚴重下降，因此可靠性問題應該受到高度重視。該文獻提齣，應該在底層摒棄大多數的報文丟棄行為，而引入對協議首部的額外保護。而且，在傳輸層應將糾刪編碼（Erasure Coding）與一種混閤的ARQ協議相結閤。利用這種方法，可以使某些需要高可靠性傳輸保證的應用（如大量文件傳輸）對網絡資源的需求量減少。
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前言/序言

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