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周清峰 著

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• 编码理论

店铺： 麦点文化图书专营店

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115366412

商品编码：29339142964

包装：精装

出版时间：2014-11-01

基本信息

书名：无线网络编码

定价：78.00元

作者：周清峰

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2014-11-01

ISBN：9787115366412

字数：

页码：

版次：1

装帧：精装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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专业技术书籍，*前沿的研究成果与研究热点
　　外极具知名度的物理层网络编码的创始人执笔
　　理论基础知识和前沿科技成果之间的平衡，是先进性和实用性的统一
　　附有部分仿真代码

内容提要

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《无线网络编码》主要讨论网络编码在无线通信网络中的应用、技术难题、解决方案以及新的技术发展方向。针对无线双向中继网络下的网络编码技术，《无线网络编码》内容分为两个部分：部分讨论在三节点双向中继系统中，完成一双符号交换需要三个时隙的链路层网络编码；第二部分讨论完成同样的符号交换仅需要两个时隙的物理层网络编码。
　　具体来说，部分主要包括：三时隙链路层网络编码技术、链路层网络编码在多中继系统中的扩展、采用链路层网络编码下网络传输协议的设计。第二部分主要包括：两时隙物理层网络编码技术、物理层网络编码下的若干高级算法、物理层网络编码在多天线中继系统中的研究以及基于网络编码的双向中继系统的容量与安全性研究。
　　《无线网络编码》可作为高校通信专业本科高年级的选修教程或者研究生的课程教材，也可作为无线通信研究人员的参考书。

目录

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章　双向中继信道和网络编码概述
1.1　网络编码在无线中继信道中的应用
1.1.1　链路层网络编码简介
1.1.2　物理层网络编码简介
1.2　双向中继信道的扩展
1.2.1　TWRC并行多中继
1.2.2　TWRC串行多中继
1.2.3　多源节点单中继系统
1.2.4　多节点多天线中继系统
1.2.5　多节点多中继多跳系统
1.3　全书架构与逻辑关系
参考文献
部分　链路层网络编码
第2章　简单链路层网络编码算法
2.1　网络编码
2.1.1　同步网络编码
2.1.2　异步网络编码
2.1.3　使用网络编码的双向中继信道速率域、合速率分析
2.2　联合网络编码与叠加编码(INSC)技术
2.2.1　系统模型
2.2.2　INSC机制的分析
2.2.3　不同机制间的比较及仿真
2.3　COPE无线网络编码的实现
2.3.1　无线网络编码COPE简介
2.3.2　COPE重要设计细节
2.3.3　无线网络编码的增益
2.3.4　COPE在一些简单拓扑结构中的实验
2.4　网络扩频码
2.4.1　完全互补序列及应用
2.4.2　网络扩频码
2.4.3　应用实例与讨论
参考文献
第3章　扩展链路层网络编码算法
3.1　信道编码与网络编码联合算法
3.1.1　应用背景
3.1.2　系统模型
3.1.3　直接网络编码
3.1.4　软网络编码
3.1.5　软网络编码的性能分析
3.1.6　软网络编码的性能仿真
3.1.7　相关理论推导
3.2　多天线链路层网络编码算法
3.2.1　多天线双向中继中基于链路层网络编码的重传机制
3.2.2　MIMO双向中继网络
3.2.3　MIMO双向中继网络的网络模拟实现
3.2.4　重传机制的比较分析
3.2.5　MIMO网络编码的双向多跳中继网络硬件原型
3.3　中继选择算法
3.3.1　单中继选择算法
3.3.2　双中继选择算法
3.3.3　中继选择算法的应用
参考文献
第4章　链路层网络编码网络协议分析
4.1　基于网络编码的调度
4.1.1　网络编码与调度的关系
4.1.2　自适应网络编码调度
4.1.3　网络编码与机会调度
4.1.4　MIMO与网络编码联合调度
4.1.5　MIMO与网络编码联合调度的算法分析
4.2　基于网络编码的数据链路层协议设计
4.2.1　网络编码与重传
4.2.2　网络编码在重传中减少时延
4.2.3　网络编码重传次数分析
4.3　基于网络编码的路由层协议设计
4.3.1　集中式编码感知路由
4.3.2　编码感知路由度量
4.3.3　分布式路由协议设计
4.3.4　改进型机会路由协议与网络编码
4.4　基于网络编码的应用层协议设计
4.5　其他课题
4.5.1　可解码包数大问题
4.5.2　小转发次数问题
参考文献
第二部分　物理层网络编码
第5章　简单物理层网络编码算法
5.1　PNC简介
5.1.1　传统传输方案(TS方案)
5.1.2　链路层网络编码传输方案(SNC方案)
5.1.3　物理层网络编码
5.2　PNC的理论推广
5.2.1　PNC的分类
5.2.2　有限集合物理层网络编码(PNCF)
5.2.3　无限集合物理层网络编码(PNCI)与PNCF的比较
5.3　影响PNC应用的其他因素
5.3.1　噪声的影响
5.3.2　重传机制的影响
5.3.3　前向纠错及信道编码的影响
5.3.4　同步的影响
5.3.5　信道的影响
5.3.6　网络拓扑的影响
参考文献
第6章　高级物理层网络编码算法
6.1　基于链路信道编码的PNC映射
6.1.1　同步信道编码PNC
6.1.2　异步信道编码PNC
6.1.3　数值结果与讨论
6.2　优映射PNC
6.2.1　双向中继的两个阶段
6.2.2　映射和星座设计
6.3　盲已知干扰消除算法
6.3.1　系统模型和系统构架
6.3.2　平坦衰落信道中盲已知干扰消除算法
6.3.3　频率选择性衰落信道中的BKIC
6.3.4　性能分析
6.3.5　数字仿真
参考文献
第7章　多天线物理层网络编码
7.1　线性MIMO PNC方案
7.1.1　线性MIMO网络编码模型
7.1.2　线性MIMO PNC检测
7.1.3　误码率性能分析
7.1.4　仿真与数值结果
7.2　PNC信道量化
7.2.1　基于VBLAST的MIMO NC方案
7.2.2　PNC信道量化方案
7.2.3　分集性能分析
7.2.4　仿真结果与讨论
参考文献
第8章　双向中继信道容量
8.1　高斯TWRC信道容量
8.1.1　PNC信息容量的外界
8.1.2　链路到链路的信道编码PNC
8.1.3　在对称TWRC中可达的对称信息率
8.1.4　点到点信道编码的ANC方案
8.2　PNC在安全传输中的应用
8.2.1　系统模型
8.2.2　安全传输信息率
8.2.3　可达安全信息率上限
8.2.4　数值结果与讨论
参考文献
名词索引

作者介绍

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文摘

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序言

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《现代通信网络中的编码技术：理论与实践》 引言 在当今信息爆炸的时代，通信网络的覆盖范围、传输速率和可靠性是衡量其先进性的重要指标。而在这背后，编码技术扮演着至关重要的角色，它如同通信的“语言”和“卫士”，确保着信息的准确、高效和安全传输。从我们日常使用的手机信号、互联网数据传输，到深空探测器与地球的通信，再到日益普及的物联网设备，无不依赖于精妙的编码算法。 本书旨在深入探讨现代通信网络中各类编码技术的理论基础、核心思想、关键算法及其在实际应用中的挑战与发展。我们不仅将回顾经典的编码理论，更将聚焦于当前研究的热点和未来发展趋势，力求为读者构建一个全面、系统且富有洞察力的编码技术知识体系。本书的目标读者涵盖了通信工程、计算机科学、电子工程等相关专业的学生、研究人员，以及在通信行业从事技术研发、网络优化和产品设计的工程师。 第一章 编码技术概述 编码，顾名思义，是将信息进行转换、表示或增添冗余的过程，其核心目的是为了实现信息的有效存储、传输或处理。在通信领域，编码技术的应用主要体现在以下几个方面： 信源编码 (Source Coding)： 也称为数据压缩，旨在减少数据的冗余，从而降低传输带宽或存储空间的需求。例如，MP3音频编码、H.264/H.265视频编码都是典型的信源编码技术，它们通过分析信号的统计特性，去除人耳或人眼难以察觉的信息，实现高效的数据压缩。 信道编码 (Channel Coding)： 也称为纠错编码，旨在增加数据的冗余，从而提高信息在有噪声干扰的信道上传输的可靠性。它能够检测并纠正传输过程中产生的错误，确保接收到的信息与原始信息一致。这是本书重点关注的领域。 加密编码 (Cryptographic Coding)： 旨在保证信息的机密性、完整性和不可否认性。虽然在广义上属于编码范畴，但其研究方法和应用场景与信道编码和信源编码有所不同，本书将不作深入探讨。 调制编码 (Modulation and Coding)： 在物理层，信号的调制和编码是紧密结合的。调制是将数字信息映射到模拟信号的过程，而编码则在调制之前或之后进行，以增强信号的鲁棒性。 本章将对这些基本概念进行梳理，阐述编码技术在通信系统中的地位和作用，并简要介绍其发展历程。 第二章 经典信道编码理论 信道编码是通信网络中保障可靠传输的基石。本章将深入剖析经典信道编码理论的精髓。 香农编码定理 (Shannon's Theorems)： 作为信息论的奠基石，香农定理为信道编码的理论极限提供了清晰的界定。我们将详细阐述容量（Capacity）的概念，以及在信道容量以下的任何信息速率下，都存在能以任意低的错误概率进行可靠通信的编码方案。 线性分组码 (Linear Block Codes)： 这是最早也是最重要的一类信道编码。 基本概念： 码字（Codeword）、生成矩阵（Generator Matrix）、校验矩阵（Parity-Check Matrix）、最小 Hamming 距离（Minimum Hamming Distance）等。 海明码 (Hamming Codes)： 一种简单但高效的单比特错误纠正码，广泛应用于存储器和通信系统中。我们将分析其构造方法和纠错能力。 BCH码 (Bose-Chaudhuri-Hocquenghem Codes)： 一类能够纠正多比特错误的强大分组码，具有优异的性能，是许多先进通信系统（如CDMA、卫星通信）的基础。我们将介绍其生成多项式和纠错算法。 RS码 (Reed-Solomon Codes)： 一种非二元分组码，特别擅长纠正突发错误（Burst Errors）。RS码在CD/DVD、条形码、数字电视广播、卫星通信等领域有着广泛的应用。我们将深入理解其纠错原理和译码过程。 卷积码 (Convolutional Codes)： 与分组码不同，卷积码的编码输出不仅取决于当前输入比特，还取决于之前的若干个输入比特，具有“记忆性”。 编码器结构： 移位寄存器、生成多项式。 性能度量： 自由距离（Free Distance）。 译码算法： 维特比译码 (Viterbi Decoding)： 一种最优译码算法，能够以很高的概率找到最有可能的发送序列。我们将详细解析维特比算法的动态规划原理。 序贯译码 (Sequential Decoding)： 当码率较低或码长很长时，维特比译码的复杂度会过高，序贯译码（如Fano译码）提供了一种复杂度与信息长度近似成比例的近似最优译码方法。 第三章 现代先进信道编码技术 随着通信需求的不断增长，对编码技术的性能提出了更高的要求。本章将聚焦于现代通信网络中占据主导地位的先进编码方案。 低密度奇偶校验码 (LDPC Codes)： LDPC码是一种由Robert Gallager在1962年提出的纠错码，近二十年来由于其逼近香农极限的优异性能和相对高效的译码算法而获得巨大成功，并被广泛应用于Wi-Fi（802.11n/ac/ax）、5G、DVB-S2等标准中。 LDPC码的定义： 基于稀疏校验矩阵的线性分组码。 编译码方法： 图论视角（Tanner图）、概率消息传递（Message Passing）算法，如和积算法（Sum-Product Algorithm）。 LDPC码的优点： 优异的纠错性能、并行化程度高、译码复杂度相对可控。 LDPC码的分类： 随机LDPC码、规整LDPC码（如QC-LDPC码）、有限几何LDPC码。 Turbo码 (Turbo Codes)： Turbo码由Claude Berrou等人于1993年提出，是第一类能够接近香农极限的信道编码。其核心思想是通过并行连接两个或多个简单的卷积码（或其它类型的码），并引入“交织器”（Interleaver），通过迭代译码（Iterative Decoding）的方式，使多个译码器之间相互“启发”，从而达到很高的纠错性能。 Turbo码的结构： 组件码（Component Codes）、交织器（Interleaver）、迭代译码。 迭代译码原理： 软入软出（SISO）译码器、先验信息（Prior Information）和外信息（Extrinsic Information）的传递。 Turbo码的优点： 极佳的纠错性能，尤其是在低信噪比环境下。 Turbo码的应用： 3G（UMTS）、WiMAX等。 极化码 (Polar Codes)： 由Eryk Erdemli和Erdal Arıkan于2009年提出，是第一类被证明能够达到香农容量的编码。极化码通过“极化”一个信息源，将其转化为能够被完美传输和完全被错误干扰的信道。 极化现象 (Polarization Phenomenon)： 将多个独立信道通过极化变换（Polarization Transform）组合，可以生成一些“完美”信道（接近无错误传输）和一些“灾难”信道（接近完全错误）。 编译码过程： 极化变换、码率选择。 极化码的优点： 理论性能好，且具有较好的实现复杂度。 极化码的应用： 5G NR（新无线）的控制信道。 第四章 编码技术在无线通信网络中的应用 本章将从实际应用的角度，深入探讨编码技术如何在复杂的无线通信环境中发挥作用。 多天线系统 (MIMO) 中的编码： 空间编码 (Space-Time Coding)： 如Alamouti码、STBC（空间时间块码）等，利用多天线在时空域进行编码，提高传输速率和可靠性。 MIMO与信道编码的结合： LDPC码和Turbo码在MIMO系统中如何与空时编码协同工作。 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 系统中的编码： OFDM技术通过将高速数据流分成多个低速子流，并在并行子载波上传输，大大提高了频谱利用率并降低了对高QAM星座的敏感性。 OFDM与信道编码的结合： 如何将LDPC码、Turbo码或Polar码应用到OFDM的各个子载波上，以及在OFDM系统中遇到的信道衰落问题对编码性能的影响。 5G 及未来通信中的编码技术： 5G NR的标准： 详细介绍5G NR中对Polar码（用于控制信道）和LDPC码（用于数据信道）的应用策略、设计考虑以及与其他技术（如URLLC、eMBB、mMTC）的配合。 编码在物联网 (IoT) 中的作用： 低功耗、低数据率的IoT设备对编码的特殊需求，例如低复杂度、低延迟的编码方案。 新兴编码技术展望： 如网络编码（Network Coding）、智能反射面（RIS）辅助的通信中的编码挑战等。 第五章 编码算法的实现与优化 理论上的编码方案需要在实际硬件中高效实现。本章将关注编码算法的工程实现和性能优化。 译码算法的硬件实现： 维特比译码器的硬件设计： 状态存储、路径度量更新、回溯单元。 LDPC译码器的并行化与流水线设计： 优化消息传递的计算流程。 Turbo译码器的迭代结构与存储管理。 计算复杂度与功耗优化： 在资源受限的嵌入式系统或移动设备中，如何设计低功耗、低复杂度的编码方案。 算法剪枝、硬件加速等优化技术。 仿真与测试： 使用MATLAB、Python等工具进行编码性能仿真。 误码率（BER）、信息错误率（FER）的计算与分析。 实际信道模型的搭建与仿真。 第六章 结论与未来展望 本章将总结全书内容，并对编码技术未来的发展方向进行展望。 编码技术的持续演进： 随着通信速率的提升、网络规模的扩大以及应用场景的多元化，对编码技术的要求将不断提高。 与其他技术融合： 编码技术将与人工智能、机器学习、信息论安全等领域更紧密地结合，催生出更多创新性的解决方案。 新的挑战与机遇： 例如，量子计算对现有密码系统的威胁，以及量子安全编码的可能性；边缘计算对编码在终端设备的实时处理能力的需求；空天地一体化通信对编码鲁棒性的极致追求。 结语 《现代通信网络中的编码技术：理论与实践》是一本力求全面、深入地展现编码技术在现代通信网络中核心作用的著作。我们希望通过严谨的理论分析、翔实的算法阐述和贴合实际的应用探讨，帮助读者深刻理解编码的魅力，把握技术脉搏，为未来的通信事业贡献智慧和力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是太棒了！我一直对无线网络编码这个领域很感兴趣，但苦于找不到一本既系统又深入浅出的教材。直到我偶然发现了这本《正版新书--无线网络编码 周清峰》，简直就像在沙漠中找到了绿洲。作者的讲解逻辑清晰，循序渐进，从最基础的概念讲起，逐步深入到复杂的理论和算法。每一个章节的安排都非常合理，仿佛作者已经预料到了读者可能会遇到的困惑，并提前准备好了详尽的解答。我尤其喜欢作者在讲解过程中引入的大量实际应用案例，这让我能够将枯燥的理论与现实世界联系起来，更好地理解编码技术在无线通信中的重要作用。读这本书的过程，就像是在和一位经验丰富的老师对话，他耐心地引导你一步步解开无线网络编码的奥秘。而且，这本书的内容非常新，涵盖了最新的研究成果和技术进展，这对于我这样一个想要跟上行业步伐的读者来说，无疑是巨大的福音。我迫不及待地想将书中的知识运用到我的学习和工作中，解决一些长期困扰我的技术难题。

评分☆☆☆☆☆

我是一位刚刚步入无线通信行业的新人，之前对无线网络编码几乎一无所知。在朋友的推荐下，我选择了这本《正版新书--无线网络编码 周清峰》。这本书就像一盏明灯，为我指引了方向。开篇的介绍部分就非常详尽地解释了为什么无线网络编码如此重要，以及它在现代通信中所扮演的角色。然后，作者逐步引导我了解了各种基础的编码概念，例如信道编码、源编码等等，并对它们进行了清晰的区分和解释。我尤其喜欢作者在讲解过程中使用的例子，它们贴近生活，让我能够迅速理解抽象的原理。例如，当讲解纠错码时，作者用了一个非常生动的例子来比喻数据的冗余度，瞬间就让我明白了它的作用。这本书的难度适中，既不会让初学者望而却步，又能让有一定基础的读者感到充实。我感觉自己在这本书的帮助下，已经建立起了一个扎实的理论基础，为我今后的学习和工作打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我购买这本书的时候，主要也是因为“正版新书”的标签，希望能买到最新的、内容最全的版本。但收到书后，我发现它远不止“新”那么简单。周清峰老师在这本书中展现了他对无线网络编码的深刻理解和独到见解。书中的内容非常扎实，每一个论证都严谨而有说服力。我尤其喜欢作者在章节结尾处提出的思考题，它们能够促使我去回顾和思考所学内容，加深理解。这本书的排版也很舒适，文字大小、行距都恰到好处，阅读起来不会感到疲劳。而且，书中穿插的一些小知识点和历史典故，也让阅读过程更加有趣，我感觉自己不仅仅是在学习技术，更是在了解这项技术的发展历程。总而言之，这是一本值得反复阅读、细细品味的书。它不仅提供了知识，更激发了我的学习热情和探索精神。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，刚拿到这本书的时候，我还有些忐忑，毕竟“无线网络编码”这个词听起来就有点吓人，感觉会是晦涩难懂的数学公式堆砌。然而，事实证明我的担忧是多余的。作者周清峰老师在这本书中展现了他非凡的叙事能力，将复杂的编码原理以一种非常生动形象的方式呈现出来。他善于运用类比和比喻，将抽象的概念具象化，让即使是初学者也能轻松理解。我特别欣赏书中那些精美的插图和图表，它们不仅仅是装饰，更是帮助理解的关键。通过这些视觉化的辅助，我能够更直观地把握不同编码方案的优劣，以及它们在不同场景下的适用性。而且，这本书不仅仅是理论的阐述，更注重实践指导。作者在讲解完某个概念后，常常会给出相关的算法实现思路，甚至是一些伪代码，这为我后续的编程实践提供了宝贵的参考。我感觉这本书的作者一定是一位既有深厚理论功底，又具备丰富实践经验的专家，他能够站在读者的角度去思考，提供最实用、最有价值的信息。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在该领域摸爬滚打多年的老兵，我一直在寻找一本能够“点石成金”的书籍，能够帮助我突破瓶颈，看到新的视角。这本《正版新书--无线网络编码 周清峰》无疑做到了这一点。作者在书中对现有无线网络编码理论进行了深刻的剖析，并且提出了许多独到的见解。他不仅仅停留在对现有知识的梳理和总结，更重要的是，他勇于挑战传统，探索新的可能性。我尤其对书中关于未来无线网络发展趋势的探讨印象深刻，作者提出的观点非常有前瞻性，让我对无线网络编码技术的未来充满了期待。这本书的语言风格也非常吸引我，没有那种枯燥的学术腔调，而是充满了智慧和洞察力。在阅读的过程中，我时常会产生“原来是这样！”的顿悟感。对于想要深入研究无线网络编码，甚至是在这个领域有所创新的读者来说，这本书绝对是不可多得的宝藏。