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[美] 因卡拉著，郎为民 著

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111476375

商品编码：29624840271

包装：平装

出版时间：2014-11-01

基本信息

书名：认知视角下的无线传感器网络(国际信息工程先进技术译丛)

定价：59.80元

作者：(美)因卡拉著,郎为民

出版社：机械工业出版社

出版日期：2014-11-01

ISBN：9787111476375

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书主要从认知角度对无线传感器进行分析，紧紧围绕无线传感器网络中认知功能实现中的问题，比较全面和系统地介绍了无线传感器网络的基础知识、各种协议的性能比较和无线传感器认知功能硬件实现的*成果。全书共分为7章，涉及认知无线电网络和动态频谱接入、自适应调制、自适应功率分配、自适应媒介访问、无线多跳路由跨层设计、认知分集路由协议、基于加权认知图的认知功能，以及基于GPS/INS无线传感器网络的硬件结构等内容。本书材料丰富，体系结构完整，内容新颖翔实，知识系统全面，图表丰富，行文通俗易懂，兼备知识性、系统性、可读性、实用性和指导性。
　　本书可作为移动运营商、网络运营商、应用开发人员、技术经理和电信管理人员的技术参考书或培训教材，也可作为高等院校通信与信息系统专业的本科生、研究生教材。

目录

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译者序
原书前言
章 无线传感器网络的认知研究导论
1.1 概述
1.1.1 应用层需求
1.1.2 物理层的约束和需求
1.1.3 网络状态传感器
1.2 相关工作
1.2.1 知识平面和认知网络
1.2.2 用于传感器网络的认知技术
1.3 认知无线传感器网络的通用架构
1.3.1 ZigBee协议栈
1.3.2 网络状态传感器
1.3.3 物理层的输入
1.3.4 变化监测引擎
1.3.5 知识库
1.3.6 认知决策引擎
1.3.7 优化引擎
1.3.8 认知要素之间的相互作用
1.4 结论
参考文献
第2章 认知无线电网络和动态频谱接入
2.1 概述
2.1.1 认知无线电的历史
2.1.2 MIMO和协同分集技术
2.2 频谱感知
2.2.1 频谱感知的挑战
2.2.2 频谱感知方法
2.3 协同感知
2.3.1 窄带协同感知
2.3.2 宽带协同感知
2.4 动态频谱接入
2.4.1 频谱接入的MIMO系统
2.4.2 协同频谱接入
2.5 结论
参考文献
第3章 自适应调制、自适应功率分配和自适应媒介访问
3.1 概述
3.2 系统模型
3.2.1 信源和信宿
3.2.2 发射机
3.2.3 接收机
3.2.4 无线信道
3.2.5 对数正态分布阴影信道模型
3.2.6 莱斯衰落信道模型
3.3 自适应传输和反馈通信系统
3.3.1 概述
3.3.2 自适应系统设计
3.3.3 链路自适应
3.3.4 能量受限网络的链路自适应
3.3.5 自适应技术
3.4 多跳中继网络和能量约束网络分析
3.4.1 采用自适应技术的能耗
3.4.2 单跳离散速率连续功率自适应
3.4.3 多跳中继网络
3.4.4 MAC层的自适应调制和自适应睡眠
3.5 仿真实例和图解
3.5.1 仿真目标
3.5.2 能量优化
3.5.3 功率控制自适应策略
3.5.4 双链路中继网络自适应
3.5.5 商用WSN节点的性能
3.6 结论
参考文献
第4章 无线多跳网络QoS路由的跨层研究
4.1 概述
4.2 设计挑战与注意事项
4.2.1 QoS指标
4.2.2 设计挑战
4.2.3 网络资源和性能指标
4.3 多跳网络QoS路由协议的分类
4.3.1 MANET中的QoS路由
4.3.2 WMN中的QoS路由
4.3.3 VANET中的QoS路由
4.3.4 WSN中的QoS路由
4.3.5 不同网络路由设计的局限性
4.4 QoS路由协议比较
4.5 面临的挑战与未来的发展方向
4.6 结论
参考文献
第5章 认知分集路由
5.1 无线传感器路由协议综述
5.1.1 无线传感器网络协议
5.1.2 能量感知协议
5.1.3 分集协议
5.1.4 认知协议
5.2 系统模型
5.2.1 传播模型
5.2.2 网络生命周期
5.3 认知分集路由协议
5.3.1 认知分集路由方法
5.3.2 基于 OPNET Modeler 15.0的实现
5.3.3 认知分集路由代码
5.4 优先节点选择
5.5 性能评估
5.5.1 网格部署
5.5.2 强制路径部署
5.5.3 部署
5.5.4 节点密度与伸缩性
5.5.5 优化
5.5.6 关注信道参数
5.6 结论
参考文献
第6章 基于加权认知图的认知功能
6.1 概述
6.2 相关工作
6.3 加权认知图的基本原理
6.4 设计WCM完成无线传感器网络中的认知功能
6.4.1 设计针对发送功率、数据速率和占空比适应率的WCM
6.4.2 设计能保障连通性和覆盖率的WCM
6.4.3 设计具有拥塞控制功能的WCM
6.4.4 端到端的目标和整个WCM
6.5 仿真结果
6.5.1 基于均匀拓扑结构的评估
6.5.2 使用瓶颈路径进行评估
6.5.3 系统的复杂性
6.6 结论
参考文献
第7章 基于GPS/INS无线传感器网络的硬件结构
7.1 概述
7.2 硬件实现
7.2.1 GPS和惯性导航数据采集
7.2.2 导航数据处理
7.2.3 功率管理
7.2.4 无线电收发器
7.2.5 电源
7.3 系统软件设计
7.3.1 系统初始化
7.3.2 系统能量管理
7.3.3 DSP存储器分配
7.3.4 ZigBee节点软件设计
7.4 测试结果
7.4.1 设备安装
7.4.2 实时性能分析
7.4.3 错误模拟
7.4.4 开放现场测试
7.5 结论
参考文献
附录 缩略语

作者介绍

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文摘

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序言

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《通信理论基础与现代应用》 内容简介 本书旨在为读者提供一个关于通信理论的全面且深入的理解，同时展现其在现代通信系统设计与实践中的重要应用。本书内容结构严谨，从最基本的通信原理出发，逐步深入到高级理论模型，并最终落脚于当下热门的通信技术和工程挑战。全书共分为四个主要部分，力求在理论深度和实践广度之间取得平衡，适合通信工程、电子工程、计算机科学等相关专业的本科生、研究生以及从事通信系统研发、设计和优化的工程师阅读。 第一部分：通信理论基石 本部分致力于构建读者对通信系统最核心的理论框架的认知。我们首先从信息论的基础概念入手，详细阐述熵、条件熵、互信息等核心度量，以及它们在量化信息冗余度和信道容量方面的作用。这将帮助读者理解信息传输的本质限制和可能性。 接着，本书将深入探讨信源编码的原理与方法。我们将详细介绍无损信源编码技术，包括霍夫曼编码、算术编码等，分析它们的编码效率和复杂度。同时，也会触及有损信源编码的基本思想，为理解现代多媒体通信奠定基础。 信号在传输过程中不可避免地会受到噪声的干扰。因此，我们对噪声模型进行了详尽的论述，包括加性高斯白噪声（AWGN）、瑞利衰落、莱斯衰落等，并分析它们对信号传输质量的影响。在此基础上，本书将重点介绍线性调制和角度调制技术。我们将详细分析ASK、FSK、PSK、QPSK等调制方式的原理、频谱特性、抗噪声性能和实现复杂度。对于角度调制，如FM和PM，也将进行深入讲解，重点突出其在特定应用场景下的优势。 信道编码是通信系统中用于抵抗噪声、提高传输可靠性的关键技术。本部分将全面介绍纠错码的理论基础和经典编码方案。我们将深入讲解线性分组码，包括码的定义、生成矩阵、校验矩阵、汉明距离等概念，并详细介绍代表性的码字，如汉明码。在此基础上，本书将聚焦于卷积码，阐述其编码过程、生成多项式、约束长度等，并介绍维特比译码算法，这是实现最优译码的关键。此外，还将介绍纠错码在现代通信系统中的重要性，为后续章节中更复杂的编码技术打下基础。 第二部分：现代通信系统模型与技术 本部分将进一步拓展理论知识，深入探讨现代通信系统中广泛采用的关键技术和系统模型。 我们首先关注现代通信系统中的核心挑战之一：多径衰落。本书将详细分析多径传播的物理机制，包括反射、散射、绕射等，以及其对信号接收的影响，如信号衰减、相位失真和码间干扰（ISI）。在此基础上，我们将介绍多种应对多径衰落的先进技术。包括均衡技术（如时域均衡、频域均衡、自适应均衡器）的原理和设计方法。我们将详细阐述其工作机制，分析其性能提升效果，以及在实际系统中的应用案例。 数字信号处理（DSP）在现代通信系统中扮演着至关重要的角色。本部分将重点介绍DSP在通信中的关键应用，包括采样定理、量化误差、以及数字信号的表示与处理。我们将深入讲解离散傅里叶变换（DFT）及其快速算法FFT，分析它们在信号频谱分析、滤波和解调中的作用。同时，将介绍数字滤波器（如FIR滤波器、IIR滤波器）的设计原理和性能指标，以及它们在信号预处理、噪声抑制和信道均衡等方面的具体应用。 为了提高频谱利用率和数据传输速率，现代通信系统大量采用了先进的调制解调技术。本部分将深入讲解M-PSK、M-QAM等高阶调制方案，分析它们的星座图、功率效率和带宽效率之间的权衡。此外，还将详细介绍正交频分复用（OFDM）技术，深入阐述其原理、优缺点，以及在4G、5G等无线通信标准中的核心地位。我们将详细解析OFDM的子载波分配、IFFT/FFT过程、循环前缀（CP）的作用，并探讨OFDM在抵抗ISI和实现高数据速率方面的巨大优势。 第三部分：信息传输与信道模型 本部分将从更宏观的视角审视信息在不同信道中的传输特性，并介绍更复杂的信道模型，以贴合现实世界通信的复杂性。 我们将深入探讨离散时间信道模型，包括马尔可夫链和有限状态马尔可夫模型（FSMM），分析它们如何描述信道状态的变化及其对信号传输的影响。这将为理解更复杂的无线信道建模提供理论基础。 我们还将重点关注随机信道模型，包括高斯信道、二元对称信道（BSC）和离散无记忆信道（DMC）。我们将深入分析这些模型的数学特性，以及如何利用它们来评估信道容量和通信系统的性能上限。 在无线通信领域，信道的状态往往是时变且复杂的。本部分将详细介绍无线信道模型，包括奥伯法（Okumura-Hata）、Jakes模型等，并深入分析其在城市、郊区、室内等不同环境下的适用性。我们将探讨路径损耗、阴影衰落、多径衰落等关键影响因素，并介绍相应的数学模型来描述这些现象。 对于需要精确控制信息到达顺序和同步的通信系统，时间延迟和抖动是需要重点关注的问题。本部分将深入分析通信系统中引入的时间延迟及其来源，包括传播延迟、处理延迟等，并探讨其对系统性能的影响。同时，我们将深入研究抖动（Jitter）的产生机制、度量方法及其对数字信号同步和数据恢复的危害，并介绍常用的抖动抑制和消除技术。 第四部分：高级主题与工程实践 本部分将聚焦于通信系统设计中的前沿技术和关键工程实践，为读者提供解决实际问题所需的知识和思路。 我们将深入探讨先进的信道编码技术，如低密度奇偶校验码（LDPC）和极化码。我们将详细阐述LDPC码的稀疏校验矩阵结构、分类（如规约LDPC、LDPC-Staircase）、以及基于平方和乘积（BP）译码算法的原理和性能。对于极化码，我们将介绍其编码和译码的基本思想，以及如何通过极化过程实现信道容量的渐近逼近。这些先进编码技术是当前5G、Wi-Fi 6等主流通信标准的核心。 多输入多输出（MIMO）技术是提升无线通信容量和可靠性的关键技术。本部分将详细介绍MIMO系统的基本原理，包括空间复用、空间分集和波束赋形。我们将深入分析不同MIMO配置（如SISO、SIMO、MISO、MIMO）的性能优势，并探讨其在提高数据速率、扩大覆盖范围方面的作用。 为了在有限的频谱资源下实现更高的传输速率，现代通信系统广泛采用了复杂的调制解调方案。我们将深入探讨自适应调制与编码（AMC）技术，分析其如何根据信道条件动态调整调制阶数和编码率，以在不同信道环境下实现最优的吞吐量和可靠性。 在实际通信系统设计中，信号的产生与处理是不可或缺的一环。本部分将详细介绍直接数字合成（DDS）技术，阐述其如何通过查找表和数字累加器实现高精度、宽带宽的信号生成，并分析其在频率合成、调制和解调中的应用。同时，我们将探讨数字信号处理（DSP）在通信基带信号处理中的关键作用，包括星座图映射、解映射、同步判决等，并分析不同DSP算法的性能和复杂度。 最后，本书将讨论当前通信领域面临的一些重大工程挑战，包括干扰抑制、功耗优化以及新兴通信技术（如认知无线电、可见光通信）的潜在应用。我们将探讨主动干扰抵消、频谱感知、功耗管理策略等，并为读者提供解决这些复杂工程问题的思路和方法。 本书力求通过严谨的理论推导、清晰的数学表达和丰富的工程实例，帮助读者构建一个扎实的通信理论知识体系，并能够将其应用于分析和设计现代通信系统。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对新兴科技抱有强烈好奇心的普通读者，我总能在那些听起来颇为高深的专业书籍中找到引人入胜的点。《认知视角下的无线传感器网络》这个书名，在我看来，简直就是为我这样的求知者量身定做的。它不像那些枯燥的技术手册，只是罗列公式和算法，而是将“认知”这个词巧妙地融入其中，让我立刻联想到人类大脑是如何感知、处理和理解信息的。我忍不住想象，这本书会不会探讨传感器网络如何模拟人类的感官系统，如何“学习”环境的微妙变化，甚至如何“理解”数据背后的含义。我本身对人工智能和人机交互的交叉领域非常着迷，而WSN似乎是实现这一切的基础。这本书会不会提供一些关于如何设计更“智能”的传感器节点，使其能够主动适应环境、优化资源利用，甚至能够进行一定程度的自主决策的思路？我非常希望它能用一种相对易于理解的方式，向我揭示WSN在“认知”层面的探索，让我不仅仅停留在知道“它是什么”的层面，更能理解“它如何思考”以及“它能为我们带来什么”。

评分☆☆☆☆☆

“认知视角下的无线传感器网络”——光是这个书名，就足以激起我深入探究的兴趣。我一直对那些能够将物理世界与数字世界巧妙融合的技术充满了好奇，而无线传感器网络（WSN）无疑是实现这种融合的重要载体。然而，我更关注的是，当这些网络具备了“认知”的能力后，它们会发生怎样的蜕变。这本书是否会探讨如何让WSN不再仅仅是信息的搬运工，而是能够主动地“理解”环境的复杂性，并进行智能化的“判断”和“决策”？我特别期待书中能够涉及一些关于WSN如何模拟人类的感知和认知过程的理论，例如如何通过数据融合来提升“感知”的精度，或者如何利用机器学习算法来实现“学习”和“适应”的能力。我希望这本书能够为我揭示WSN在智能化、自主化方面的深层奥秘，让我看到它们在未来如何能够更好地服务于人类，甚至成为我们智能生活不可或缺的一部分。

评分☆☆☆☆☆

当我第一次看到《认知视角下的无线传感器网络》这本书名时，脑海中立刻浮现出各种生动的画面。我一直对那些能够“连接一切”的技术充满好奇，而无线传感器网络（WSN）无疑是其中最引人注目的一类。然而，单纯的“连接”似乎还不够，这本书的“认知视角”更是让我眼前一亮。这是否意味着，这本书将探讨如何让WSN不仅仅是简单的信息采集者，而是能够像我们人类一样，对收集到的信息进行“理解”和“判断”？我很好奇，它会如何解释WSN在“感知”和“决策”层面的“认知”能力，是否会涉及到一些类比人类思维的算法或者模型？我希望这本书能够为我打开一扇新大门，让我看到WSN在智能化、自主化方面的无限可能，也许还会涉及到如何让WSN能够与人类的认知过程更紧密地结合，形成一种新型的智能生态系统。这本书所承诺的“先进技术译丛”的标签，也让我对内容的深度和前沿性充满了期待，仿佛我即将踏上一场探索智能感知世界奥秘的旅程。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名，尤其“认知视角”这几个字，一下子就抓住了我的眼球。我一直觉得，很多技术的发展，如果仅仅停留在功能性的实现上，会显得有些冰冷和局限。而“认知”的引入，则让我看到了它与人类智慧、与我们理解世界的方式之间的某种连接。我平日里虽然不是专业的技术人员，但对于那些能够改变我们生活、提升我们体验的技术总是非常关注。无线传感器网络（WSN）本身就是一个充满活力的领域，它连接了物理世界和数字世界，让我们可以远程感知和控制环境。而如果再加上“认知”的维度，这本书听起来就像是在探讨如何让这些传感器网络变得更“聪明”，更像是有生命一样，能够像我们人类一样去“理解”和“响应”周围的世界。我特别好奇，它会不会介绍一些关于如何让WSN具备一定程度的“意识”或者“学习能力”的方法，比如如何通过数据分析来识别异常模式，如何根据用户的需求调整监测策略，甚至如何预测未来的趋势。这本书的出现，让我对WSN的想象空间瞬间拓宽了许多。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名听起来就相当吸引人，我一直对信息技术的前沿领域很感兴趣，特别是那些能够连接现实世界和数字世界的技术。无线传感器网络（WSN）正是这样一个令人兴奋的方向，它在环境监测、工业自动化、医疗健康等诸多领域都有着巨大的应用潜力。我平时会关注一些相关的技术新闻和科普文章，但总觉得缺乏系统性的深入了解。这本书的书名“认知视角”更是点亮了我心中的火花。我一直觉得，单纯的技术堆砌往往难以带来真正的创新，理解技术背后的“为什么”以及它如何与人的认知过程相结合，才能解锁更深层次的智能和应用。这本书的副标题“国际信息工程先进技术译丛”也让我对其内容的权威性和前沿性充满信心，毕竟这类译丛通常是经过严格筛选的，代表了该领域的最新研究成果和思想。我期待它能够带领我从一个全新的、更具哲学和心理学深度的角度去审视WSN，理解这些看似简单的传感器背后所蕴含的复杂信息处理和决策机制，甚至探讨它们在未来如何能够更好地与人类的感知和认知系统协同工作，共同构建一个更加智能互联的世界。