基於智能工廠的M2M通信 架構、技術、標準與應用 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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作者簡介

　　Jelena Miic＇,加拿大安大略省多倫多市瑞爾森大學計算機科學教授。在無綫網絡領域，尤其是無綫體域網和無綫傳感器網絡協議、性能評估和安全等方麵發錶瞭100餘篇索引論文和140餘篇國際會議論文。擔任IEEE Transactions on Vehicular Technology，IEEE Network、 Computer Networks、 Ad Hoc Networks、 Wiley Security and Communication Networks，Ad Hoc & Sensor Wireless Networks等期刊的編委。IEEE高級會員、ACM會員。 　　Vojislav B.Miic＇，加拿大安大略省多倫多市瑞爾森大學計算機科學教授。1993年於塞爾維亞貝爾格萊德大學獲計算機科學博士學位。他的研究興趣包括無綫網絡的性能評估以及係統和軟件工程。曾撰寫、與人閤著圖書6本，參與編寫圖書18本，在期刊和著名國際會議上發錶論文超過220篇。擔任IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems、 IEEE Transactions on Cloud Computing、 Ad Hoc Networks、 Peer�瞭o�睵eer Networks and Applications、 International Journal of Parallel、 Emergent and Distributed Systems的編委。IEEE高級會員、ACM和AIS會員。

目錄

譯者序
前言
主編簡介
貢獻者
第1章網絡—物理世界的M2M通信——案例分析和研究挑戰
1.1簡介
1.2幾個相關術語：IoT、WSNs、M2M和CPS
1.2.1IoT、WSNs、M2M和CPS簡介
1.2.2IoT、WSNs、M2M和CPS之間的相關性
1.3M2M通信：案例研究
1.3.1M2M應用塊
1.3.2M2M用於曆史文物保存
1.3.3M2M用於製造係統
1.3.4M2M用於傢庭網絡
1.3.4.1傢庭網絡
1.3.4.2健康監測係統
1.3.4.3智能電網
1.4M2M通信的問題和挑戰
1.4.1節能MAC協議
1.4.2具有多射頻接口終端的MAC協議
1.4.3跨層設計
1.4.4M2M網絡的安全機製
1.5M2M通信演化：從M2M到CPS
1.5.1M2M和CPS的比較
1.5.2使用WSN定位的多個無人駕駛車輛
1.5.3CTS輔助車輛左轉
1.5.4CPS設計的問題和挑戰
參考文獻
第2章M2M通信的架構和標準
2.13GPP MTC架構
2.2ETSI的M2M架構
2.2.1係統架構和域
2.2.2ETSI SC框架和參考點
2.2.3資源
2.2.43GPP和ETSI
2.3EXALTED係統架構
2.3.1ND中的組件
2.3.2DD中的組件
參考文獻
第3章M2M流量和模型
3.1簡介
3.2M2M流量建模
3.2.13GPP、ETSI和IEEE的M2M流量建模活動
3.2.1.1IEEE 802.16p的M2M活動
3.2.1.2ETSI的M2M活動
3.2.1.33GPP提齣的M2M流量模型
3.2.2M2M業務建模框架
3.3M2M流量對當代網絡（HSDPA）的影響
3.4總結
參考文獻
第4章大規模M2M網絡的實際分布編碼
4.1簡介
4.2相關工作
4.2.1基於單用戶的協同編碼
4.2.2基於多用戶的協同編碼
4.2.3建議的編碼方案
4.3信號模型
4.4靈活的GMSJC
4.4.1GMSJC的過程
4.4.2GMSJC碼字的結構
4.4.3DN上GMSJC的解碼
4.5性能分析
4.5.1基於距離頻譜的誤碼概率性能分析
4.5.2基於PEP的空間分集性能分析
4.5.3能效性能分析
4.6性能評估
4.6.1模擬係統和參考方案
4.6.2模擬結果
4.6.3能效分析
4.7結論
緻謝
參考文獻
第5章M2M通信中IEEE 802.15.4網絡的效率評估
5.1簡介
5.2信道接入方案
5.3模型假設
5.3.1場景1
5.3.2場景2
5.4係統模型
5.4.1幀丟失概率
5.4.2幀碰撞概率
5.5數值結果與性能分析
5.6結論
參考文獻
第6章無綫M2M通信網絡的可靠性
6.1簡介
6.2智能電網中通信對DR的影響
6.2.1DR控製策略
6.2.2通信錯誤的影響
6.3無綫通信網絡的模型和分析
6.3.1係統模型
6.3.1.1可靠性指標
6.3.1.2網絡拓撲結構和路由
6.3.1.3MAC協議
6.3.1.4無綫信道模型
6.3.2鏈路可靠性分析
6.3.2.1中斷概率
6.3.2.2鏈路可靠性
6.3.2.3鏈路中斷概率的近似
6.3.3網絡級可靠性分析
6.3.3.1單跳網絡中的可靠性
6.3.3.2多跳網絡中的可靠性
6.4模型驗證與應用
6.4.1模型驗證
6.4.2模型應用：最大覆蓋範圍
6.5總結
參考文獻
第7章高能效M2M網絡
7.1簡介
7.2高能效的大規模訪問控製和資源分配
7.2.1高能效大規模訪問控製
7.2.2大規模訪問管理中的最優功率和資源配置
7.3M2M網絡中的節能中繼
7.4M2M網絡中的節能報告
7.4.1高能效集中報告
7.4.2高能效分布報告
7.5M2M網絡中的節能路由
7.5.1節能路由
7.5.2節能和QoS保證路由
7.5.3節能路由和信道調度
7.5.4節能和重發感知路由
7.6M2M網絡中的高效率休眠調度
7.7M2M設備域中的能量收集
7.7.1能量收集類型
7.7.2能量收集的挑戰和當前解決方案
7.7.3基於射頻的能量收集應用
7.8M2M網絡中的能源效率和安全
7.9綠色通信語境下的M2M網絡能源效率
7.10小結和討論
7.11詞匯錶
參考文獻
第8章智能電網中的M2M通信
8.1簡介
8.2智能電網基礎
8.2.1發電
8.2.2輸電和配電
8.2.3消費
8.3智能電網中M2M通信的挑戰
8.3.1可擴展性
8.3.2能源效率
8.3.3安全性
8.3.4可靠性
8.3.5標準化
8.3.6服務差異化
8.3.7頻譜使用
8.3.8移動性
8.3.9數據處理和計算
8.4用於M2M通信的無綫通信技術
8.4.1蜂窩M2M通信
8.4.2IEEE 802.16/WIMAX
8.4.3IEEE 802.11/Wi�睩i
8.4.4IEEE 802.15.4/ZigBee
8.4.5無綫HART
8.4.6ISA��100.11a
8.4.7Z�瞱ave
8.4.8Wavenis
8.4.9IEEE 802.15.4a/超寬帶（UWB）
8.4.10IEEE 802.22/CR
8.5智能電網中M2M通信的使用案例
8.5.1智能電網中的認知M2M
8.5.2智能電網中的Web服務
8.5.3智能電網中的傢庭能源管理係統
8.6總結和懸而未決的問題
參考文獻
第9章智能電網中M2M通信的入侵探測係統
9.1簡介
9.2智能電網NAN中的 M2M通信
9.2.1NAN技術
9.2.2NAN組件
9.2.3可擴展性
9.2.4路由
9.2.5NAN 中M2M通信的安全和隱私
9.2.6蟲洞攻擊
9.2.7入侵探測係統
9.3NAN�睮DS
9.3.1網絡架構和IDS設計
9.3.2探測機製
9.3.3最短路徑長度估計
9.3.4模擬場景
9.4模擬實驗的結果
9.5結論和未來的工作
參考文獻
第10章通過誌願者計算和移動群智感知的M2M交互範例
10.1簡介
10.2針對雲上MCS的M2M通信
10.2.1M2M參考架構
10.2.2M2M通信及針對MCS應用的誌願者貢獻模型
10.3案例分析：MCS社交應用
10.4結論
參考文獻

前言/序言

　　數據通信網絡可能是現代社會中技術的最普遍形式。最初開發用於人與人之間的通信，現在數據通信正越來越多地用於連接不需要人類監督或互動的智能電子設備。這種數據通信，恰當地命名為“機器端對端（M2M）”或“機器型通信”，已在許多領域應用，包括但不限於智能電力和智能電網、電子醫療、交通管理、安全和安保以及城市自動化。大多數情況下這些設備被互聯成為龐大的網絡，這個龐大的網絡通常就是指“物聯網”。物聯網使得我們可以對日常生活的許多方麵（包括辦公室和傢庭）進行智能監控、報告和控製。因此，M2M通信技術將影響和改變目前的能源生産、傳輸和配送係統、交通係統以及人類每天使用的其他的係統和物品。 　　M2M通信的規模巨大，預計通過M2M驅動的設備數量到2020年將達到200～500億颱，幾乎超過迄今為止在通信技術領域完成的任何項目。因此，需要研究這一令人激動的新領域發展的各個方麵，並進一步從理論和實踐上加強對M2M通信係統的理解。 　　本書內容可分為3個部分，每部分側重於M2M技術的不同方麵。 　　本書第1~3章綜述瞭M2M通信、架構和流量建模的通用觀點。第1章由Jiafu Wan、Min Chen和Victor C.M.Leung編寫，探討M2M通信的共性方麵，勾勒齣這種新技術給予設計者和應用開發者的問題和挑戰，並提供瞭一些案例研究，以突齣傳統數據通信和M2M通信技術之間的差異。第2章由Dejan Drajic＇、Nemanja Ognjanovic＇和Srdjan Krcˇo編寫，概述瞭M2M通信不同架構的解決方案，並對當前對各個方麵的標準化給齣建議，還介紹瞭歐盟發起的框架計劃7中設備擴展LTE項目（EXALTED）的概況。該項目的目標是將M2M通信與正迅速在全球獲得認可的4G蜂窩通信標準——LTE集成。第3章由Markus Laner、Navid Nikaein、Dejan Drajic＇、Philipp Svoboda、Milica Popovic＇和Srdjan Krcˇo編寫，介紹瞭M2M流量錶徵和建模最新結果的深入研究，這是本領域先進架構、標準和係統發展的前提條件。 　　第4~7章重點關注一些通信技術，旨在實現或促進M2M通信。第4章由Yuexing Peng、Yonghui Li、Mohammed Atiquzzaman和Lei Shu編寫，描述瞭前嚮糾錯（Forward Error Correction,FEC）編碼設計的實際方案，它允許聚類、多端協同和分布式turbo編碼以及解碼。第5章由Chao Ma、Jianhua He、Hsiao�瞙wa Chen和Zuoyin Tang編寫，研究在多個無綫傳感器網絡實現中相當流行的IEEE 802.15.4低數據速率無綫體域網（Low Data Rate Wireless Personal Area Network，LR�瞁PAN）標準在M2M通信中使用的有效性，特彆關注隱藏終端的影響、幀碰撞以及由於噪聲的幀損壞。第6章由Lei Zheng和Lin Cai編寫，論述瞭M2M網絡中使用802.15.4兼容設備的作用和問題，重點關注通信的可靠性和多重隨機效應的影響，包括影子、衰減和網絡拓撲。第7章由Burak Kantarci和Hussein T.Mouftah編寫，重點關注能源效率及其多麵性，詳細討論瞭涉及海量接入控製、資源分配、中繼、路由和休眠調度的問題。同時，還介紹瞭大量M2M設備中可能的供電方式（能量收集）及其在綠色通信M2M網絡中的作用。 　　第8~10章介紹有關M2M通信的應用。第8章由Melike Erol�睰antarci和Hussein T.Mouftah編寫，討論瞭在智能電網以及某些應用情況下，使用M2M通信所帶來的挑戰，並從其是否適閤智能電網應用的觀點齣發，概述瞭眾多無綫通信技術。第9章由Nasim Beigi Mohammadi、Jelena Mi�宨c＇、Vojislav B.Mi�宨c＇和Hamzeh Khazaei編寫，從安全方麵論述瞭智能電網中的M2M通信，提齣瞭一種有效的入侵探測係統以應付多種可能的攻擊。第10章由Symeon Papavassiliou、Chrysa Papagianni、Salvatore Distefano、Giovanni Merlino和Antonio Puliafito編寫，提齣瞭通過使用誌願者計算模型的框架，利用M2M通信的能力來實現另一種新興的計算模式——雲計算中手機群智感知的應用。 　　總體來說，這些章節不僅可以讓讀者瞭解本領域已有的工作，同時也為進一步研究M2M通信技術的各個方麵奠定瞭基礎，特彆是其架構和架構方案、現有係統的升級路徑、性能相關問題以及安全性。讀者將因此能夠更好地解決有關M2M通信網絡和係統中相關的設計、部署和運行問題。
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