{RT}移动通信系统中广播多播技术与应用-田霖,周一青,石晶林 科学出版社 9787030 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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田霖，周一青，石晶林 著

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• 移动通信
• 广播多播
• 无线通信
• 5G
• 技术研究
• 通信工程
• 田霖
• 周一青
• 石晶林
• 科学出版社

店铺： 华裕京通图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030466327

商品编码：29740565226

包装：平装

出版时间：2016-05-01

图书基本信息
图书名称	移动通信系统中广播多播技术与应用	作者	田霖,周一青,石晶林
定价	110.00元	出版社	科学出版社
ISBN	9787030466327	出版日期	2016-05-01
字数		页码
版次	1	装帧	平装

内容简介

本书是一本专门介绍多媒体多播技术及应用的图书，内容涵盖关键技术、基本原理、协议标准和工程实践等，主要包括：系统概述及其中的多播协议，多播传输技术、无线资源管理技术及网络部署优化技术等，基于终端协作的多播传输技术，多播系统融合技术与实践。本书不仅全面介绍了多媒体系统中的多播技术，还对未来可能出现的新型多播机制及前沿技术进行了阐述，包含了该领域外*的研究成果。

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目录

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文摘

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序言

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浅析现代通信网络中的高效信息分发机制 在信息爆炸的时代，如何将数据高效、可靠地传输给目标用户，已成为现代通信网络设计与优化的核心课题。尤其是在移动通信领域，用户数量庞大且分布广泛，对网络带宽和资源的需求日益增长。传统的点对点通信方式，在面对大规模数据分发需求时，显得力不从心，不仅会造成严重的网络拥塞，还会显著增加运营商的运营成本。因此，探索和应用能够有效降低重复传输、提升资源利用率的信息分发技术，对推动移动通信网络的进步具有至关重要的意义。 本文旨在探讨信息分发在现代通信网络中的关键作用，并深入分析几种主流的高效信息分发机制，着重阐述其原理、优势以及在不同应用场景下的潜力。我们将从信息分发的挑战出发，逐步引入广播、多播等技术理念，并结合实际的网络环境，对其进行细致的剖析。 一、信息分发在通信网络中的挑战与需求 随着互联网应用的普及，视频流、软件更新、位置服务、新闻推送等业务日益增多，这些业务往往需要将相同或相似的信息同时发送给大量用户。在传统的IP网络中，如果这些用户通过独立的TCP连接接收数据，那么相同的数据包就会被多次复制和传输，极大地浪费了网络带宽和服务器资源。尤其是在移动通信网络中，基站的带宽是有限的，而用户数量则呈指数级增长，若不加以优化，网络性能将急剧下降，用户体验也将大打折扣。 例如，在进行一次紧急安全公告的推送时，如果采用点对点的方式，运营商需要为每一个注册用户建立一个独立的连接，并将数据包发送一遍。在用户量巨大的情况下，这无疑是一个天文数字般的网络流量和计算资源消耗。同样，在进行大型软件更新时，用户等待的时间会非常漫长，并且服务器会承受巨大的压力。因此，开发能够实现“一次发送，多次接收”的信息分发机制，成为解决这些挑战的关键。 二、广播与多播：高效信息分发的基石 为了应对上述挑战，通信网络界逐步引入了更高效的信息分发策略。其中，广播（Broadcasting）和多播（Multicasting）是两种核心的机制。 1. 广播（Broadcasting） 广播是最简单直接的信息分发方式，它指的是将数据包发送到网络中的所有节点。在早期的局域网（LAN）中，广播是一种常见的通信方式。然而，在广域网（WAN）和移动通信网络中，无限制的广播会迅速耗尽网络带宽，并可能引发“广播风暴”，导致网络瘫痪。因此，在现代网络中，纯粹的广播应用受到严格限制，通常只在特定的、可控的范围内使用，例如某些特定的网络初始化协议或广播地址（如IP的255.255.255.255）。 尽管如此，广播的思想——即“发送一次，所有接收”——为后来的多播技术奠定了基础。广播的局限性在于其“全网皆收”的特性，无法根据用户的实际需求进行选择性发送。 2. 多播（Multicasting） 多播是一种更为精细和高效的信息分发方式。与广播不同，多播允许数据包被发送给一个特定的、预先定义的用户组（称为多播组）。只有属于该多播组的用户才会接收到数据包，而其他用户则不受影响。这种“选择性发送”的特性，极大地提高了网络资源的利用率。 多播的实现依赖于网络层和应用层的协同支持。在网络层，路由器需要能够识别多播流量，并根据多播组的成员信息，将数据包转发到正确的路径上。常用的多播路由协议，如IGMP（Internet Group Management Protocol）和PIM（Protocol Independent Multicast），在实现多播的层层转发和成员管理中起着关键作用。IGMP负责主机向本地路由器报告其对某个多播组的兴趣，而PIM则负责在路由器之间建立和维护多播分发树。 在应用层，应用开发者需要设计能够利用多播特性的应用程序。这可能包括使用特定的多播地址进行数据传输，以及处理加入和离开多播组的逻辑。 三、多播技术的优势与应用场景 多播技术之所以在现代通信网络中备受青睐，主要得益于其显著的优势： 带宽效率： 这是多播最核心的优势。通过一次发送，可以将数据分发给多个接收者，大大减少了网络中重复的数据传输，从而显著降低了网络带宽的占用。 服务器负载降低： 与点对点通信相比，服务器只需发送一次数据，无需为每个用户建立独立的连接和复制数据，从而极大地减轻了服务器的CPU和内存压力。 网络延迟降低： 对于需要实时传输的应用，如视频直播或在线游戏，多播可以缩短数据包从源到多个目的地的路径，减少传输延迟。 更好的可扩展性： 随着接收者数量的增加，多播的优势愈发明显，其性能下降的幅度远小于点对点通信。 基于这些优势，多播技术在诸多领域展现出巨大的应用潜力： 流媒体服务： 在线视频点播、直播电视、网络电台等，都可以利用多播技术实现高效分发，尤其是在同一区域内有大量用户同时观看同一节目时。 软件更新与补丁分发： 操作系统、应用程序的更新和安全补丁，可以通过多播高效地推送到大量用户设备上，节省带宽，加快更新速度。 实时新闻与信息推送： 财经信息、天气预报、突发新闻等，可以通过多播实时推送给订阅用户。 在线游戏： 在线多人游戏中的游戏状态同步、玩家位置更新等，都可以受益于多播的低延迟和高效率。 IP电话与视频会议： 在多方通信场景下，多播可以有效地分发音频和视频流。 分布式计算与数据同步： 在分布式系统中，多播可以用于节点之间的数据同步和协同工作。 四、多播技术的实现与挑战 多播技术的实现并非一蹴而就，它涉及到多个层面的技术细节和挑战： 1. 网络层多播： 组管理（Group Management）： 如何有效地让用户加入和离开多播组，以及如何准确地维护组内成员信息，是组管理的核心。IGMP协议提供了主机与路由器之间的通信机制，而PIM协议则负责路由器之间的多播路由。 多播路由（Multicast Routing）： 路由器需要能够学习和维护多播路由信息，以便将多播数据包正确地转发到各个多播组的成员所在的子网。这通常通过构建“多播分发树”来实现，可以是源相关的（Source-Specific Multicast, SSM）或源无关的（Any-Source Multicast, ASM）。 组播地址（Multicast Address）： IP协议为多播分配了特殊的地址段（224.0.0.0到239.255.255.255），这些地址用于标识多播组。 2. 应用层多播： 多播传输协议（Multicast Transport Protocols）： TCP是面向连接的可靠传输协议，但其设计不适合多播。UDP（User Datagram Protocol）是无连接的，虽然可以用于多播，但它不保证数据的可靠性（如顺序、丢失）。因此，研究人员开发了多种面向多播的传输协议，如RMTP（Reliable Multicast Transport Protocol）、NORM（NCTUns Reliable Multicast Protocol）等，它们在保证可靠性的同时，也考虑了多播的特性，如使用ACK抑制、NACK（Negative Acknowledgement）机制、FEC（Forward Error Correction）等来提高效率。 应用适配： 应用程序需要能够利用多播提供的服务，例如，当应用接收到丢包时，能够通过多播的可靠传输协议进行恢复。 3. 移动通信环境下的多播： 在移动通信网络中，多播的应用面临一些特殊的挑战： 网络拓扑动态变化： 移动用户的位置和连接状态会不断变化，这给多播组的管理和路由维护带来了困难。 切换（Handover）： 用户在移动过程中，从一个基站切换到另一个基站，需要无缝地加入新的多播组，并从旧的组中退出，以保证服务的连续性。 异构网络： 移动通信网络通常是异构的，包括2G、3G、4G、5G等不同代际的网络，以及Wi-Fi等，这增加了多播的复杂性。 蜂窝网络架构： 传统的IP多播在蜂窝网络中的部署和优化需要进行适配，例如，考虑基站作为多播的汇聚点，以及使用专用的移动多播协议。 五、未来展望 随着5G及未来通信技术的不断发展，对高效信息分发的需求将更加迫切。在万物互联（IoT）时代，海量设备的接入和海量数据的产生，将使得传统通信方式不堪重负。因此，以多播为代表的高效分发技术，将扮演越来越重要的角色。 未来的研究和发展方向可能包括： 更智能化的多播： 利用人工智能和机器学习技术，预测用户需求，动态调整多播组的成员和分发策略，实现更加精细化的服务。 与边缘计算结合： 将多播功能部署在更靠近用户的网络边缘，减少数据传输的跳数，进一步降低延迟。 跨域多播： 实现不同运营商网络之间、以及有线与无线网络之间的互通多播，打破信息孤岛。 面向特定应用的多播优化： 针对VR/AR、自动驾驶等对延迟和带宽要求极高的应用，设计定制化的多播解决方案。 安全与隐私保护： 在享受多播带来的便利的同时，如何保证信息的安全和用户的隐私，也是一个重要的研究方向。 结语 信息分发是现代通信网络的核心能力之一。广播和多播作为两种基础且高效的信息分发机制，在解决网络拥塞、降低资源消耗、提升用户体验方面发挥着不可替代的作用。虽然在移动通信等复杂环境中，多播技术的实现仍面临挑战，但随着技术的不断进步和创新，我们有理由相信，以多播为代表的高效分发技术，将为构建更智能、更便捷、更高效的未来通信网络奠定坚实的基础。深入理解和掌握这些技术，对于通信行业的研究人员、工程师以及相关从业者而言，至关重要。

评分☆☆☆☆☆

我是一名专注于无线网络安全和抗干扰研究的工程师。在我的领域，广播和多播的特性天然地带来了安全隐患——一次发送，多点接收，难以有效加密和鉴权。因此，我购入此书，最核心的诉求是了解当前业界如何解决“安全多播”的问题。我需要知道，除了传统的密钥管理机制外，是否有基于物理层安全（Physical Layer Security）的新思路来对抗“窃听者”或“恶意中继”。例如，如何利用信道不确定性或故意引入的干扰来保护多播数据流，使其对未授权接收者而言，其信息熵急剧下降。如果书中能够详细分析现有标准中关于多播认证和加密协议的漏洞，并提出基于区块链或分布式账本技术的潜在解决方案，那对我接下来的研究方向将有极大的启发。我非常期待看到针对广播攻击（如拒绝服务攻击）的防御策略，尤其是那些能够快速识别并隔离异常接收节点的机制，这直接关系到关键基础设施通信的可靠性。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我对这类偏底层通信理论的书籍，阅读起来往往感到吃力，因为它要求读者具备扎实的概率论和信息论基础。我希望这本书在讲解复杂模型时，能恰到好处地兼顾理论深度与可读性。我期望它不是那种堆砌公式、让人望而却步的“硬核”文本，而是能在关键技术点上，配以清晰的图示和直观的类比来辅助理解。例如，在解释网络编码（Network Coding）如何应用于提升多播效率时，如果能用一个简单的网络拓扑实例，步步推导出编码增益的来源，那我会感到豁然开朗。目前，我在学习SDN控制器如何下发多播策略时，经常遇到不同厂商的实现逻辑不一致的问题。我希望能从这本书中找到一套通用的、跨协议栈的“最佳实践”或设计原则，理解为什么某些设计选择在特定场景下比其他选择更优越。这本书能否成为我未来设计定制化通信系统的“圣经”，就看它在理论与工程实践的平衡点把握得如何了。

评分☆☆☆☆☆

从一个略带批判性的角度来看，我购买这本书也是希望看到对现有技术的局限性的深入剖析，而不仅仅是对既有标准的赞美之词。移动通信技术发展极快，很多前几年的“前沿”技术可能现在看来已经显得捉襟见肘。我希望作者能够诚实地指出，在当前大规模连接场景下，传统的基于IP的多播转发机制在扩展性上遇到的瓶颈是什么？以及，对于“一对多”的业务，究竟是采用优化后的广播/多播架构更具优势，还是利用先进的波束赋形技术进行“伪多播”（即针对一组用户精确地重复发送单播流）更有效率？我尤其想知道，书中是否探讨了能量效率（Energy Efficiency）的话题。广播/多播往往意味着大量的终端同时激活，对电池寿命是巨大的考验。如果书中能提供在保证服务质量的前提下，最小化终端侧和基站侧能耗的优化模型或设计哲学，那这本书的实用价值将得到极大的提升，不再仅仅是一本停留在协议层面的学术读物，而是真正能指导我们走向绿色、高效通信的指南。

评分☆☆☆☆☆

我购入这本书的初衷，其实是想找一本能够系统梳理“蜂窝广播/多播”从概念萌芽到最新标准演进的脉络图谱。市面上很多资料都是碎片化的，要么只谈物理层编码，要么只讲应用层接入，缺乏宏观的系统视角。这本书的作者团队背景似乎非常扎实，这让人对其理论推导的严谨性抱有极高期待。我特别关注书中是否涵盖了对大规模MIMO（Massive MIMO）天线阵列技术如何增强多播波束赋形增益的深入探讨。在目前的5G部署中，波束赋形是提升覆盖和容量的关键，而广播/多播场景下如何实现高效、低损耗的波束协同，是一个极富挑战性的课题。我希望作者能清晰地阐述，在多用户共享同一传输机会时，如何平衡覆盖率与用户体验速率之间的矛盾。此外，对于未来更低延迟的无线应用（如远程医疗或工业控制），同步机制的设计至关重要。如果书中能详细比较不同同步技术在广播场景下的开销与鲁棒性，并提供一套可靠的评估框架，那这本书的价值就远超普通参考书了。

评分☆☆☆☆☆

这本新近入手、封面设计着实沉稳大气的技术专著，光是阅读书名——《移动通信系统中广播多播技术与应用》，就让人对其中蕴含的深度与广度心生敬畏。我最近沉迷于研究下一代蜂窝网络（比如5G乃至6G）的频谱效率提升方案，特别是如何在大规模物联网和高带宽视频流分发场景下，有效地利用空中接口资源。这本书显然瞄准了这个核心痛点。我期望它不仅仅停留在对传统广播/多播协议的教科书式描述，而是能深入剖析在软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）的架构下，这些技术的底层物理层如何重构，控制面又是如何协同调度的。尤其关注的，是那些关于异构网络融合（比如Sub-6GHz与毫米波的协同）时，如何保证多播会话的无缝切换和质量保证（QoS）的精确控制。如果它能提供一些前沿的算法示例，比如基于信道状态信息（CSI）反馈的智能群组划分策略，那简直是雪中送炭。我最近正在为一个企业级的无线视频监控项目做选型，对延迟和抖动的容忍度极低，所以书中关于动态资源预留和拥塞控制的章节，我打算重点啃食，希望它能提供一套区别于标准3GPP规范的、更具工程实践指导性的优化路径。