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内容简介

应急通信是为应对自然灾害或公共突发事件而提供的特殊通信机制和手段。本书以突发紧急事件下应急通信网络组织和服务保障为研究重点，在系统阐述应急通信保障现状和传统应急通信技术手段的基础上，深入探讨了基于线自组网的应急通信系统构建所涉及的一系列关键技术问题，内容涵盖了应急通信的基本概念、发展研究现状、网络架构、关键技术和应用，其中关键技术主要包括：异构网络融合互通，网络生存性增强技术，多业务流QoS支持技术，网络管理和安全，网络认知与协同，以及网络性能测量和评价方法等。

作者简介

王海涛 1976年生，解放军理工大学训练部副教授、硕士生导师，计算机学会高级会员，电子学报、通信学报、软件学报和电子信息学报审稿人。2003年毕业于解放军理工大学获通信与信息系统专业，获工学博士学位。主持完成和参与国家自然科学基金项目及军内科研项目10余项，获军队科技进步二等奖1项、军队科技进步三等奖2项，申请国家发明专利5项。编写、翻译著作和教材6部；在学术期刊和国内外学术会议发表科技论文50余篇，三大检索收录15篇。

目录

第1章 应急通信概述 （1）
1．1 应急通信的相关概念和内涵 （1）
1．1．1 突发事件 （1）
1．1．2 应急通信 （2）
1．1．3 灾备通信 （3）
1．1．4 应急指挥 （4）
1．1．5 应急联动 （4）
1．1．6 公众通信与应急通信的关系 （5）
1．2 应急通信的特点 （6）
1．3 应急通信的分类和分级 （7）
1．3．1 应急通信场景的分类与比较 （7）
1．3．2 应急通信的分类与分级 （8）
1．4 应急通信的需求分析 （9）
1．4．1 不同应急突发情况下的通信需求 （9）
1．4．2 不同应急时间阶段的通信需求 （10）
1．4．3 不同应急用户的通信需求 （11）
1．4．4 不同应急事件级别的通信需求 （13）
1．5 应急通信系统的功能及提供的业务 （14）
1．6 应急通信的国内外发展应用现状 （15）
1．6．1 国外应急通信发展动态 （15）
1．6．2 国内应急通信发展概况 （17）
1．6．3 应急通信发展趋势 （19）
1．7 我国应急通信保障面临的问题和解决对策 （20）
1．7．1 存在的问题 （20）
1．7．2 解决对策 （21）
1．8 本章小结 （22）
第2章 应急通信保障方式和技术手段分析 （23）
2．1 应急通信保障的基本概念 （23）
2．2 应急通信保障体系 （24）
2．2．1 应急通信保障的指导思想和总体目标 （24）
2．2．2 应急通信保障体系总体架构 （25）
2．2．3 应急通信保障管理体系 （27）
2．2．4 应急通信技术体系 （30）
2．2．5 应急通信标准体系 （33）
2．3 传统应急通信技术 （35）
2．3．1 基于公共固定通信网的应急通信 （36）
2．3．2 卫星通信 （37）
2．3．3 线集群通信 （38）
2．3．4 公众移动通信网络 （40）
2．3．5 短波和微波应急通信 （41）
2．3．6 业余线电通信 （42）
2．3．7 线广播和互联网 （42）
2．4 新型应急通信技术 （43）
2．4．1 遥感与定位技术 （43）
2．4．2 号码携带 （44）
2．4．3 应急通信车 （45）
2．4．4 空中通信平台 （47）
2．4．5 基于NGN的应急通信 （48）
2．4．6 线宽带专网 （49）
2．4．7 基于WiMAX的应急通信 （51）
2．4．8 基于线自组网的应急通信 （53）
2．4．9 认知线电和认知网络 （53）
2．4．10 其他应急通信新技术 （54）
2．5 应急通信网络的组成和技术选型 （57）
2．5．1 应急通信网络的组成 （57）
2．5．2 应急通信保障中的技术选型 （57）
2．5．3 面向不同用户对象的通信手段 （59）
2．6 应急通信的技术热点和技术难点 （60）
2．6．1 应急通信的技术热点 （60）
2．6．2 应急通信的技术难点 （62）
2．7 应急通信保障实施建议 （62）
2．8 本章小结 （65）
第3章 线自组网及其在应急通信中的应用 （66）
3．1 前言 （66）
3．2 Ad hoc网络 （67）
3．2．1 提出背景 （67）
3．2．2 基本概念和特点 （68）
3．2．3 Ad hoc网络的体系结构 （69）
3．2．4 Ad hoc网络的主要研究内容 （71）
3．3 线传感网 （76）
3．3．1 基本概念 （76）
3．3．2 WSN的应用目标与特征 （77）
3．3．3 线传感网的体系结构 （78）
3．3．4 线传感网的设计 （82）
3．4 线Mesh网络 （84）
3．4．1 基本概念 （84）
3．4．2 研究和应用现状 （85）
3．4．3 相关技术标准 （85）
3．4．4 技术特点 （87）
3．4．5 网络结构 （88）
3．4．6 关键技术分析 （89）
3．5 线自组网在应急通信中的应用 （91）
3．5．1 Ad hoc网络在应急通信中的应用 （91）
3．5．2 线传感网在应急通信中的应用 （93）
3．5．3 线Mesh网络在应急通信中的应用 （95）
3．5．4 基于线自组网的综合应急通信应用 （97）
3．6 本章小结 （98）
第4章 基于线自组网的应急通信网络体系架构 （99）
4．1 引言 （99）
4．2 应急通信网络的构建要求 （99）
4．3 一体化异构应急通信网络体系框架设计 （101）
4．3．1 设计原则和目标 （101）
4．3．2 异构应急通信网络的分层框架和通用协议栈 （101）
4．3．3 系统体系结构 （103）
4．3．4 物理网络结构 （105）
4．3．5 组织和部署方案 （106）
4．3．6 入网过程与管理 （109）
4．3．7 结合线自组网和蜂窝网络的混合式组网 （111）
4．3．8 网络特点和优势分析 （113）
4．4 基于RBAC的应急响应模型研究 （113）
4．4．1 需求背景 （113）
4．4．2 应急响应的一般模型 （114）
4．4．3 基于RBAC的应急响应模型 （115）
4．4．4 约束条件分析 （118）
第5章 支持应急通信的异构网络融合技术 （120）
5．1 背景需求 （120）
5．2 研究发展现状 （122）
5．3 技术问题分析 （123）
5．3．1 移动性管理 （123）
5．3．2 线资源管理 （125）
5．3．3 呼叫接入控制 （126）
5．3．4 异构网络选择 （127）
5．3．5 端到端QoS保证 （127）
5．3．6 安全问题 （128）
5．4 异构网络互连原理与策略 （129）
5．4．1 异构网络互连的基本概念和原理 （129）
5．4．2 异构网络互连策略 （130）
5．4．3 异构网络互连实现方法 （132）
5．5 支持异构网络互连的应急通信网络结构设计 （135）
5．5．1 设计目的 （135）
5．5．2 设计方案 （135）
5．5．3 其他考虑 （137）
5．6 线自组网与其他网络的互连方案 （137）
5．6．1 网络互连的需求和形式 （137）
5．6．2 网络互连解决方案 （139）
5．7 一种基于用户等级和负载均衡的多属性网络选择算法 （143）
5．7．1 算法提出背景 （143）
5．7．2 基于AHP和TOPSIS的网络选择 （144）
5．7．3 仿真分析 （147）
5．8 本章小结 （149）
第6章 应急通信网络的生存性增强技术 （150）
6．1 引言 （150）
6．2 网络生存性研究状况分析 （151）
6．3 应急通信网络生存性增强策略与方法 （153）
6．3．1 生存性增强策略 （153）
6．3．2 生存性增强技术和方法 （154）
6．4 高生存性异构应急通信网络的构建 （159）
6．4．1 应急通信网络的生存性特点和需求 （159）
6．4．2 高生存异构应急通信网络的设计 （161）
6．4．3 提高应急通信网络可生存性的若干措施 （165）
6．5 应急通信网络的信息传输模式 （167）
6．5．1 信息共享方式和传输模型 （167）
6．5．2 基于角色的路由和选择性扩散 （168）
6．5．3 基于短消息服务的位置路由 （170）
6．6 应急通信网络中的信息摆渡机制 （171）
6．6．1 背景需求 （171）
6．6．2 相关工作说明 （172）
6．6．3 基于网络分簇的信息摆渡机制 （172）
6．7 线自组网中基于概率估计的冗余控制算法 （177）
6．7．1 相关工作 （177）
6．7．2 算法设计目标和思想 （178）
6．7．3 PERCA算法描述 （178）
6．7．4 仿真验证 （180）
6．8 线自组网中能耗均衡的分簇路由协议 （181）
6．8．1 相关工作分析 （181）
6．8．2 EBCRP协议的设计 （183）
6．8．3 仿真实验分析 （185）
6．9 应急通信中基于簇的WSN生存性路由协议 （186）
6．9．1 动机和目的 （186）
6．9．2 网络模型 （186）
6．9．3 协议的工作流程 （187）
6．9．4 仿真与结果分析 （190）
6．10 本章小结 （193）
第7章 应急通信网络的多业务流QoS支持技术 （194）
7．1 基本概念和服务要求 （194）
7．1．1 QoS的定义和特征 （194）
7．1．2 服务需求 （195）
7．2 相关研究现状 （195）
7．3 协议栈各层的QoS保障机制 （197）
7．3．1 线信道预测机制 （197）
7．3．2 支持QoS的MAC协议 （198）
7．3．3 QoS路由 （199）
7．3．4 线自组网的传输层协议 （201）
7．3．5 应用层自适应机制 （202）
7．4 线自组网的跨层QoS体系结构 （203）
7．4．1 背景需求和设计理念 （203）
7．4．2 实施跨层QoS保障的策略和方法 （204）
7．4．3 基于跨层设计的QoS体系结构 （206）
7．5 线自组网的拥塞控制机制 （208）
7．5．1 问题和挑战 （208）
7．5．2 研究发展现状分析 （208）
7．5．3 新的研究思路和方法 （209）
7．5．4 研究目标、技术问题和解决方案 （211）
7．5．5 线自组网中的简单跨层流控机制 （213）
7．6 应急通信中业务流的判定、分类及识别 （215）
7．6．1 业务流的判定 （215）
7．6．2 业务流的分类和分级 （216）
7．6．3 业务流的识别 （218）
7．7 基于业务优先级的自适应带宽分配方案及性能分析 （220）
7．7．1 问题的提出 （220）
7．7．2 方案描述和系统建模 （220）
7．7．3 系统仿真及性能分析 （222）
7．7．4 带宽分配方案的进一步讨论 （224）
7．8 基于业务分类和代价期望的分簇QoS路由协议 （226）
7．8．1 协议设计方法 （226）
7．8．2 协议工作流程 （228）
7．8．3 仿真实验分析 （229）
7．9 本章小结 （231）
第8章 应急通信网络的管理和安全技术 （232）
8．1 网络管理技术概述 （232）
8．1．1 基本概念和相关标准 （232）
8．1．2 基于Web的网络管理 （233）
8．1．3 基于策略的网络管理 （234）
8．1．4 自治网络管理 （235）
8．2 应急通信网络的规划和管理 （236）
8．2．1 应急通信网络管理的特点和要求 （236）
8．2．2 应急通信网络的规划 （237）
8．2．3 应急通信网络的监控和管理 （237）
8．2．4 线自组网的管理 （238）
8．3 移动性管理 （241）
8．3．1 概述 （241）
8．3．2 位置管理 （241）
8．3．3 网络层移动性管理 （243）
8．3．4 移动切换 （247）
8．3．5 线自组网的移动性管理 （248）
8．4 线资源管理 （250）
8．4．1 基本概念和目标 （250）
8．4．2 线资源管理的研究内容 （250）
8．4．3 移动通信系统的线资源管理 （252）
8．4．4 线自组网的资源管理 （253）
8．4．5 异构线网络的可重配置资源管理 （258）
8．5 线自组网的安全威胁与应对策略 （260）
8．5．1 线自组网的安全问题 （260）
8．5．2 线自组网面临的安全威胁和攻击 （260）
8．5．3 网络安全策略 （261）
8．5．4 网络安全机制 （262）
8．5．5 基于入侵容忍的安全防护体系 （269）
8．6 线自组网中的信任模型与信任建立机制 （270）
8．6．1 基本概念和背景需求 （270）
8．6．2 信任模型 （270）
8．6．3 信任建立机制 （271）
8．6．4 信任辅助的安全路由 （273）
8．6．5 信任关系面临的攻击及其防护措施 （273）
8．7 基于可信网络的WSN分级信任管理方案 （274）
8．7．1 设计思想 （274）
8．7．2 节点的属性、角色和可信级别 （274）
8．7．3 分簇过程 （275）
8．7．4 身份认证和密钥分发 （276）
8．7．5 WSN可信路由机制 （278）
8．7．6 可信保障和安全性分析 （279）
8．8 本章小结 （280）
第9章 应急通信网络的认知与协同通信技术 （281）
9．1 认知线电技术 （281）
9．1．1 提出背景 （281）
9．1．2 基本概念和工作原理 （282）
9．1．3 研究现状和应用发展趋势 （283）
9．1．4 认知线电的关键技术 （286）
9．1．5 认知线电规则 （289）
9．2 认知网络技术 （290）
9．2．1 提出背景 （290）
9．2．2 定义和内涵 （290）
9．2．3 目标和要求 （291）
9．2．4 研究现状和发展应用 （291）
9．2．5 认知网络的工作模式和资源管理 （292）
9．2．6 认知网络的设计和实现框架 （294）
9．2．7 认知网络的关键技术 （296）
9．3 环境感知网络和情境意识服务 （298）
9．3．1 背景需求 （298）
9．3．2 情境意识服务平台 （299）
9．3．3 环境感知网络体系结构 （300）
9．3．4 关键技术分析 （301）
9．3．5 应用分析 （302）
9．4 具有认知能力的应急通信系统的构建 （303）
9．4．1 需求背景 （303）
9．4．2 设计理念 （305）
9．4．3 认知应急通信系统的构建 （305）
9．4．4 应用场景分析 （309）
9．5 协同通信技术 （310）
9．5．1 背景需求 （311）
9．5．2 操作方式和工作原理 （312）
9．5．3 关键技术问题 （313）
9．5．4 协同认知技术 （314）
9．6 网络编码技术 （316）
9．6．1 基本概念 （316）
9．6．2 发展简史 （316）
9．6．3 工作原理和操作过程 （317）
9．6．4 网络编码的显著特点 （318）
9．6．5 关键技术问题 （319）
9．6．6 网络编码的应用 （320）
9．7 激励协作机制 （321）
9．7．1 问题的提出 （321）
9．7．2 相关研究概述 （322）
9．7．3 激励协作机制的工作原理分析 （324）
9．7．4 分组转发策略 （326）
9．8 本章小结 （327）
第10章 应急通信网络的性能指标体系与评价方法 （328）
10．1 IP网络的性能指标体系 （328）
10．1．1 标准化的网络性能指标 （328）
10．1．2 IP网络性能评价指标体系的构建 （329）
10．2 基于线自组网的应急通信网络的性能指标体系 （331）
10．2．1 网络关键特征说明 （331）
10．2．2 网络性能评价指标体系构建 （333）
10．3 网络测量技术 （336）
10．3．1 基本概念 （336）
10．3．2 网络测量技术和方法 （336）
10．3．3 网络性能主动测量技术 （338）
10．3．4 网络性能被动测量技术 （339）
10．3．5 线自组网的性能测量 （340）
10．4 网络性能测量和评价系统的设计 （342）
10．4．1 系统体系结构 （342）
10．4．2 网络部署架构 （343）
10．4．3 系统功能结构 （344）
10．5 网络性能评估模型和指标权重确定方法 （346）
10．5．1 常用的评估模型和算法 （346）
10．5．2 指标权重确定方法 （347）
10．6 基于ANP的WSN可生存性指标体系的构建与分析 （351）
10．6．1 背景需求 （351）
10．6．2 可生存性指标体系的构建 （351）
10．6．3 指标体系中指标权重的确定 （352）
10．6．4 指标体系分析与验证 （356）
10．7 基于SMP的分簇WSN生存性评估模型 （357）
10．7．1 研究背景 （357）
10．7．2 生存性评估模型 （358）
10．7．3 分簇WSN可生存性评估 （359）
10．7．4 模型分析与验证 （361）
10．8 基于计算机模拟的异构应急通信网络生存性评价 （364）
10．8．1 需求分析 （364）
10．8．2 模拟环境目的和环境设置 （364）
10．8．3 网络连通度和覆盖度分析 （365）
10．8．4 接入概率分析 （366）
10．8．5 节点度和路由跳数分析 （368）
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