剑桥无线基础系列：无线Mesh网络基础 [Cambridge Wireless Essentials Series:Essentials of Wireless Mesh Networking] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

内容简介

《剑桥无线基础系列：无线Mesh网络基础》对无线Mesh网络的这些特点进行分析和探讨，特别介绍了无线Mesh网络对外部网络的访问，例如因特网，并对无线Mesh网络和多跳网络进行技术评估，突出其优点，指出其缺点，为无线Mesh网络的成功应用提供清晰、简明的思路和方法。最后对无线Mesh网络的一些实际应用进行性能评估。这些应用包括无线城市、社区网络以及车辆自组织网（ VANETS）等。无线传感器网络（WSNs）是无线Mesh网络另一个很重要的应用，在相应章节对这些应用将面临的挑战进行阐述。

内页插图

目录

译者序
前言
致谢
第1章 Mesh网概述和专有术语
1.1 什么是Mesh网？
1.2 未来网络中Mesh网的地位
1.3 Mesh网如何工作？
1.3.1 Mesh的形式
1.3.2 网络采用规划方式还是自组织方式？
1.3.3 自组织纯粹Mesh网络的特点
1.3.4 接入Mesh网的特点
1.3.5 Mesh与多跳对比
1.4 Mesh网中关键议题和本书结构

第2章 Mesh网有吸引力的特性与应用
2.1 Mesh应用示例
2.1.1 蜂窝或WLAN热点区域多跳
2.1.2 社区网络
2.1.3 家庭、办公室或大学室内网络
2.1.4 微基站回程
2.1.5 车辆自组织网络（VANETs）
2.1.6 无线传感器网络
2.2 覆盖范围特性
2.2.1 开阔的乡村传播环境
2.2.2 障碍物密集的市区环境
2.2.3 混合环境的扩展
2.3 总结
参考文献

第3章 Mesh技术基础
3.1 概述
3.2 物理层
3.2.1 物理Mesh与逻辑Mesh
3.2.2 Intra-Mesh和extra-Mesh网络流量
3.3 媒体接入控制
3.3.1 用于固定的和计划应用的MACs
3.3.2 移动和自组织应用中的MACs
3.4 路由
3.4.1 每个节点都是路由器
3.4.2 每个节点都是中继
3.4.3 主动和被动路由
3.5 传输层和应用层
3.5.1 弹性和非弹性应用
3.6 总结

第4章 Mesh网容量、扩展性以及效率：假设检验
4.1 假设1：Mesh网络中用户自身能够产生容量？
4.1.1 从问题的答案开始
4.1.2 容量和扩展性——思想实验（athoughtexperiment）
4.1.3 质疑“自身产生容量”模型
4.1.4 纯粹Mesh网容量限制分析
4.1.5 容量有限的潜在原因——从数学角度分析
4.1.6 容量有限的潜在原因——从物理机制角度分析
4.1.7 对自身产生容量这种说法的进一步分析
……

第5章 干扰对Mesh网的影响
第6章 Mesh业务和业务质量
第7章 Mesh网络潜在缺陷的避免
第8章 适合Mesh网的通信应用
第9章 成功的Mesh网实现
第10章 Mesh网络形式的无线传感器网（WSN）

精彩书摘

1.1什么是Mesh网？
在考察Mesh网络之前，最好回顾一下蜂窝网和无线局域网（WLAN）如何工作，然后突出Mesh网络特有的相同点和差异点。
蜂窝网络，正如其名字，无线覆盖由许多蜂窝（小区）组成，每个小区在中心附近有一个基站，基站在整个覆盖范围（例如直径几公里）内发射无线电信号，用户设备是一个在复杂性和能力方面比基站更小的手持单元。当小区边缘信号下降时，邻近小区能够提供更好的信号质量。在这种方式下，更多小区通过蜂窝的形式覆盖更大的区域。很显然，它的优势是可以保证连续覆盖。这是一个重大的优势，但也有一些缺点：它必须对新的网络进行规划，并且还需要在整个覆盖范围内同时部署所有的小区，但这意味着网络运营商需要一个更大的前期成本。
尽管作出了极大的努力，仍然不能覆盖一些盲点区域，用户的无线电信号可能被一些障碍物遮盖。虽然通过增加额外的小型基站可以解决这个问题，但这无疑会增加网络基础的成本，从而影响运营商的商业模式。在实际部署中采取了妥协的方法，其中包括典型网络的覆盖率接近100%，但不能保证所有用户在所有时间都能获得所需服务。
确保良好覆盖的首要方法是选择在多种地形上都具有很好传播特性以及良好穿透特性的一个载波频率，这将最大化覆盖范围和容量，并最小化小区数量。
全球蜂窝系统的频带都集中在传播特性很好的那部分频谱，这一点不是巧合。这些频谱已受到高度重视，并在大多数国家中已经分配。值得一提的是蜂窝系统主要用于语音通信，而语音通信在本质上具有突发性，它们的频谱不是非常适合现代多媒体通信，其中涉及较长时间内传输时延敏感的数据，例如观看视频。因此，蜂窝系统的未来发展旨在支持更好的多媒体应用。
……

前言/序言

《无线Mesh网络基础》 简介： 在当今这个万物互联的时代，无线连接已经渗透到我们生活的方方面面。从智能手机的普及，到物联网设备的爆炸式增长，再到企业内部复杂的数据传输需求，无线通信的地位日益凸显。而在这股无线浪潮中，一种特殊的网络架构——无线Mesh网络，正以其独特的优势，悄然改变着我们对网络部署和连接的认知。 本书，《剑桥无线基础系列：无线Mesh网络基础》，旨在深入浅出地揭示无线Mesh网络的内在机制、核心原理及其在现实世界中的广泛应用。我们并非简单地罗列技术名词，而是致力于为读者构建一个全面而系统的知识体系，让您能够深刻理解Mesh网络之所以能够成为下一代无线连接解决方案的关键原因。 第一章：无线Mesh网络的起源与发展 在深入探讨Mesh网络的具体技术细节之前，了解其发展历程是至关重要的。本章将追溯无线Mesh网络的概念是如何萌芽并逐渐演进至今的。我们将探讨早期无线网络的局限性，以及Mesh网络的设计初衷是为了解决哪些痛点。从最初的理论构想到初步的实现，再到如今的蓬勃发展，我们将勾勒出Mesh网络在技术演进中的重要地位，并简要介绍其在军事通信、应急响应等早期应用场景中的关键作用。 第二章：Mesh网络的核心架构与拓扑结构 Mesh网络之所以被称为“Mesh”（网状），在于其独特的互联互通的结构。本章将详细阐述Mesh网络的基本架构。我们将解析“节点”的概念，以及它们在网络中扮演的角色。更重要的是，我们将深入剖析Mesh网络中的几种主要拓扑结构，例如全连接Mesh、部分连接Mesh以及混合Mesh。我们会分析不同拓扑结构在覆盖范围、冗余性、成本以及复杂性方面的权衡，并探讨在不同应用场景下选择何种拓扑结构更为合适。通过丰富的图示和实例，您将清晰地认识到Mesh网络的灵活性和可扩展性是如何通过这些基础的拓扑设计实现的。 第三章：关键的Mesh网络技术解析 理解Mesh网络，离不开对其核心技术的掌握。本章将逐一解析构成Mesh网络的关键技术。我们将深入探讨路由协议（Routing Protocols），这是Mesh网络实现数据转发的灵魂。您将了解到如AODV（Ad Hoc On-Demand Distance Vector）、DSR（Dynamic Source Routing）、OLSR（Optimized Link State Routing）等经典协议的工作原理，理解它们是如何在动态变化的无线环境中高效地发现路径、转发数据包的。 此外，我们还会详细介绍节点发现（Node Discovery）和邻居发现（Neighbor Discovery）机制。这是Mesh网络能够感知和连接周围节点的基础，确保网络的连通性和动态适应能力。 第四章：Mesh网络的优势与挑战 任何技术都有其两面性。在本章中，我们将系统地分析无线Mesh网络的显著优势。首先是其高可靠性与冗余性。由于数据可以通过多条路径传输，即使部分节点失效，网络依然能够保持连通，这在关键任务和生命攸关的应用中尤为重要。其次是其可扩展性，通过增加节点即可轻松扩展网络覆盖范围和容量，无需大规模的基础设施改建。再者是其自组织与自愈合能力，网络能够自动建立连接并应对节点故障，极大地降低了管理维护的成本。 然而，Mesh网络也面临着一些挑战。本章将坦诚地探讨这些挑战，包括路由的复杂性（特别是在大规模网络中）、数据包冲突与延迟（由于多跳传输）、功耗管理（节点需要同时扮演发送者、接收者和中继者的角色）、安全问题（如何确保数据的机密性、完整性和可用性）以及标准化与互操作性。理解这些挑战，有助于我们更好地评估Mesh网络的适用性并寻求解决方案。 第五章：Mesh网络在实际应用中的案例分析 理论的知识需要与实际应用相结合才能闪耀光芒。本章将聚焦于无线Mesh网络在各个领域中的实际应用案例。我们将深入分析： 智能家居与楼宇自动化： Mesh网络如何实现家电、安防系统、照明等的互联互通，提升居住舒适度和能源效率。 工业物联网（IIoT）： 在工厂、仓库等环境中，Mesh网络如何支持传感器数据的采集、设备间的协同控制，实现智能制造。 智慧城市： 从智能交通、环境监测到公共安全，Mesh网络如何在城市范围内构建广泛的传感器网络，提升城市管理水平。 公共安全与应急通信： 在灾难救援、临时活动等场景下，Mesh网络如何快速部署，提供临时的、高可靠的通信保障。 无线传感器网络（WSN）： Mesh网络在环境监测、农业灌溉、健康监测等领域的应用，如何通过大规模传感器节点收集数据并进行分析。 通过对这些真实案例的细致剖析，您将能够更直观地感受到Mesh网络的价值，并激发对未来潜在应用的想象。 第六章：Mesh网络的安全考量与策略 随着Mesh网络的广泛部署，其安全性问题也日益受到关注。本章将重点探讨Mesh网络在安全方面存在的风险，并介绍相应的防护策略。我们将讨论： 认证与授权： 如何确保只有合法的节点才能加入网络，并限制其访问权限。 数据加密： 如何对传输中的数据进行加密，防止窃听和篡改。 入侵检测与防御： 如何识别和应对潜在的网络攻击，如拒绝服务攻击、恶意节点插入等。 安全路由： 如何设计更安全的路由协议，防止数据包被重定向到恶意节点。 密钥管理： 如何安全地生成、分发和管理加密密钥。 本章将为您提供构建安全可靠的Mesh网络的实用指南。 第七章：Mesh网络的未来发展趋势 技术是不断发展的，Mesh网络也不例外。本章将展望Mesh网络的未来发展趋势，为您揭示下一代无线连接的可能性。我们将探讨： 与5G/6G的融合： Mesh网络如何与蜂窝网络协同工作，扩展其能力和覆盖范围。 基于AI的Mesh网络： 如何利用人工智能优化路由、提高效率、增强安全性。 低功耗广域网（LPWAN）与Mesh的结合： 如何将Mesh网络的可靠性与LPWAN的低功耗特性结合，服务于更多长周期、低数据量的物联网应用。 软件定义网络（SDN）在Mesh网络中的应用： 如何通过软件来集中控制和管理Mesh网络，提高灵活性和可编程性。 边缘计算与Mesh网络的协同： 如何在Mesh网络边缘部署计算能力，实现更快速的数据处理和响应。 本书不仅仅是一本介绍技术的书籍，更是您理解和驾驭下一代无线通信的得力助手。无论您是无线通信领域的专业人士，还是对新兴技术充满好奇的学生、爱好者，抑或是负责网络部署和管理的IT决策者，《剑桥无线基础系列：无线Mesh网络基础》都将为您提供宝贵的知识和深刻的洞见。我们希望通过本书，能够帮助您拨开迷雾，清晰地认识无线Mesh网络的强大潜力和广阔前景，并为未来的无线世界做好准备。