無線D2D通信與網絡詳解 Wireless Device-to-Device Communications and Networks

本書主要介紹無線D2D通信網絡設計、分析和優化技術，包括無線D2D通信的基本理論以及該領域的研發動態。
隨著對高速率無線數據接入的需求不斷增加，D2D通信將成為蜂窩網絡的關鍵技術。
本書從物理層、MAC層、網絡層和應用層對基於端到端的無線通信做了介紹，
並且在討論真實應用場景以及未來發展之前提供了所有的關鍵背景信息。
本書對重點內容進行了深入討論，
比如為承載大容量以及為用戶提供好服務的蜂窩網絡和Ad-Hoc D2D網絡之間的動態資源（如頻譜及功率等）共享技術。
讀者將了解通信網絡在真實場景中的資源管理、優化、安全性、標準化和網絡拓撲結構等方面，
以及所面臨的挑戰，並學習如何在實踐中運用設計原則。

目錄
序
譯者序
原書前言
部 分引言
第1章D2D通信基礎知識
1.1 D2D通信概述
1.2 D2D通信的關鍵技術
1.2.1 D2D通信架構
1.2.2 設備同步及發現
1.2.3 模式選擇
1.2.4 頻譜共享與資源管理
1.2.5 功率控制
1.2.6 MIMO上下行傳輸
1.3 D2D局域網
1.4 D2D直連：模擬場景
1.5 D2D通信的問題和挑戰
1.6 小結
第2部分D2D通信建模和分析技術
第2章優化算法
2.1 約束化
2.1.1 基本定義
2.1.2 拉格朗日法
2.1.3 性
2.1.4 原始對偶算法
2.2 線性規劃和單純形算法
2.3 凸規劃法
2.3.1 二次方程、幾何學以及半定規劃
2.3.2 梯度迭代法、牛頓法及其變形
2.3.3 乘子交替方向法
2.4 非線性規劃
2.4.1 阻擋法內點法
2.4.2 蒙特卡羅法
2.4.3 模擬退火法
2.4.4 遺傳算法
2.4.5 群體智能
2.5 整數規劃
2.5.1 一般公式
2.5.2 背包問題
2.5.3 鬆弛和分解
2.5.4 枚舉法：分支定界法
2.5.5 割平面
2.5.6 Bender分解
2.6 動態規劃和馬爾可夫決策過程
2.6.1 動態規劃的一般定義
2.6.2 馬爾可夫決策過程
2.7 隨機規劃
2.7.1 問題定義
2.7.2 機會約束、抽樣方法和變異
2.7.3 追索
2.8 稀疏優化
2.8.1 稀疏優化模型
2.8.2 稀疏優化算法列舉
第3章博弈論
3.1 博弈論基礎
3.2 非合作靜態博弈
3.2.1 靜態博弈的標準式
3.2.2 納什均衡、帕累托和混合策略
3.2.3 社會：無秩序和裁判的代價
3.3 動態博弈
3.3.1 序貫博弈和博弈的擴展式
3.3.2 重複博弈
3.3.3 隨機博弈
3.3.4 微分控制博弈
3.4 合作博弈理論1——討價還價博弈
3.4.1 討價還價解
3.4.2 討價還價博弈的應用
3.5 合作博弈理論2——聯盟博弈
3.5.1 特徵函數和核心
3.5.2 公平性
3.5.3 合併分割算法
3.6 匹配理論
3.6.1 一對一匹配
3.6.2 多對一匹配
3.6.3 多對多匹配
3.7 拍賣理論
3.7.1 拍賣基礎
3.7.2 機制設計
3.7.3 VCG拍賣
3.7.4 份額拍賣
3.7.5 雙向拍賣
3.8 契約理論
3.8.1 信息與激勵
3.8.2 雙邊契約
3.9 不信息下貝葉斯博弈
3.9.1 貝葉斯博弈的一般形式
3.9.2 貝葉斯博弈的擴展形式
3.10 其他典型博弈
3.10.1 零和博弈
3.10.2 潛在博弈
3.10.3 超模博弈
3.10.4 相關均衡
3.10.5 滿意均衡
第3部分D2D通信的資源管理、跨層設計和安全性
第4章蜂窩網絡中D2D通信的模式選擇和資源分配
4.1 概述
4.2 LTE-A網絡和D2D通信
4.2.1 LTE-A網絡概述
4.2.2 LTE-A網絡中的D2D通信
4.3 LTE-A網絡中D2D通信的研究問題和挑戰
4.3.1 模式選擇
4.3.2 傳輸調度
4.3.3 功率控制和功率效率
4.3.4 分佈式資源分配
4.3.5 與異構網絡共存
4.3.6 協作通信
4.3.7 網絡編碼
4.3.8 干擾消除和接收機
4.3.9 多天線技術和多入多出機制
4.3.10 移動性管理和切換
4.3.11 魯棒資源分配
4.4 LTELTE-A網絡中的D2D通信技術現狀
4.4.1 模式選擇
4.4.2 功率控制
4.4.3 分佈式資源分配
4.4.4 干擾消除
4.4.5 基於MIMO的D2D通信
4.5 基於聯盟博弈模型的模式選擇
4.5.1 系統模型和假設
4.5.2 聯盟博弈模型
4.5.3 D2D鏈路的策略
4.5.4 聯盟形成
4.5.5 數值計算結果
4.6 D2D通信的聯合模式選擇和資源分配
4.6.1 網絡模型
4.6.2 可行的接入模式
4.6.3 可行的接入模式的約束條件
4.6.4 聯合模式選擇和資源分配的列生成算法
4.7 數值計算結果
4.8 小結
第5章D2D通信的干擾協調
5.1 干擾分析
5.2 干擾規避
5.3 功率控制
5.3.1 受網絡控制的功率控制
5.3.2 採用MIMO的功率控制
5.4 小結
第6章D2D通信的子信道分配和時域調度
6.1 子信道分配
6.1.1 集中式（運營商管理）子信道分配
6.2 時域調度
6.2.1 Stackelberg博弈在時域的調度
6.2.2 聯合頻域時域調度
6.3 D2D局域網卸載能力
6.4小結
第7章D2D通信的跨層設計
7.1 跨層設計概述
7.1.1 定義和方法
7.1.2 跨層協調模型
7.1.3 跨層實現
7.1.4 跨層設計的思考和挑戰
7.2 跨層優化
7.2.1 機會調度
7.2.2 OFDMA無線網絡
7.2.3 跨層擁塞控制和調度
7.3 車載自組織網絡的跨層設計
7.3.1 物理層和MAC層
7.3.2 物理層和網絡層
7.3.3 網絡層和MAC層
7.3.4 傳輸層、網絡層和MAC層
7.4 D2D通信中的跨層設計
7.4.1 信息相關性的路由
7.4.2 無線傳感器網絡中的跨層路由
7.4.3 P2P視頻流的跨層分佈式調度
7.5 小結
第8章D2D通信的安全性
8.1 位置（定位）安全性
8.1.1 問題概述
8.1.2 文獻資料
8.2 數據傳輸的安全性
8.2.1 系統模型和問題描述
8.2.2 基於圖的資源分配
8.2.3 仿真結果
8.3 小結
第4部分D2D通信的應用
第9章車載自組織網絡
9.1 概述
9.2 車載網絡
9.2.1 ITS應用
9.2.2 車載網絡架構和IEEE 802.11p
9.2.3 車載自組織網絡（VANET）
9.3 車載網絡的D2D通信
9.3.1 D2D簇內的重傳算法
9.3.2 車載網絡中基於BitTorrent的無線接入
9.3.3 問題描述
9.3.4 路邊單元的數據傳輸
9.3.5 車載網絡的信道接入
9.4 小結
0章移動社交網絡
10.1 概述
10.2 移動社交網絡概述
10.2.1 移動社交網絡的類型和組成
10.2.2 社交網絡分析
10.3 社區檢測
10.3.1 動態社區檢測
10.3.2 基於移動的分佈式社區檢測
10.3.3 基於影響的社區檢測
10.4 社交感知數據路由和傳播
10.4.1 基於中介性和相似性的路由協議
10.4.2 基於社區和度中心性的路由協議
10.4.3 基於朋友關係的路由
10.4.4 基於地理社區的路由
10.5 移動社交網絡的合作內容分發
10.5.1 移動社交網絡的內容提供者和網絡運營商
10.5.2 移動節點間內容轉發的馬爾可夫鏈模型
10.5.3 性能測量
10.5.4 受控聯盟博弈模型
10.5.5 性能評估
10.6 小結
1章機器到機器（M2M）通信
11.1 概述
11.2 M2M通信介紹
11.2.1 LTE-A網絡中的機器類通信
11.2.2 隨機接入過程
11.3 RACH過載控制機制
11.3.1 MTC設備分組
11.3.2 一種基於接入類別限制的方案
11.3.3 隨機接入前同步碼間隔
11.3.4 隨機接入資源的動態分配
11.3.5 隨機接入過載控制方法的定性比較
11.4 RACH的性能模型
11.4.1 網絡模型
11.4.2 MTC UE和數據包傳輸
11.4.3 MTC和H2H UE的共存
11.4.4 排隊模型
11.4.5 每個MTC UE排隊的狀態空間和轉移矩陣
11.4.6 MTC UE的排隊性能測量
11.4.7 迭代算法
11.4.8 數值計算結果
11.5 小結
第5部分D2D通信標準化
2章LTELTE-A中受網絡控制的D2D
12.1 LTE-A網絡中的D2D通信
12.2 需求和工作設想
12.2.1 運營需求
12.2.2 計費需求
12.2.3 安全需求
12.3 關鍵工作場景
12.4 支持基於鄰近業務的LTE-A架構增強
12.5 性能評估
12.6 鄰近業務的應用
12.6.1 E-UTRA上的鄰近發現
12.6.2 E-UTRA上的鄰近通信
12.6.3公共安全服務
12.7 小結
參考文獻