紫外光自組織網絡理論 柯熙政 科學齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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柯熙政 著

圖書標籤:

• 紫外光通信
• 自組織網絡
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• 光通信
• 柯熙政
• 科學齣版社
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• 通信工程
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齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030313225

商品編碼：29737199570

包裝：平裝

齣版時間：2011-06-01

基本信息

書名：紫外光自組織網絡理論

定價：70.00元

作者：柯熙政

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2011-06-01

ISBN：9787030313225

字數：

頁碼：374

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.581kg

編輯推薦

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內容提要

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無綫激光通信融閤瞭光縴通信與微波通信的優點，但是激光的直綫傳輸限製瞭無綫激光通信的應用範圍。紫外光非直視傳輸彌補瞭無綫激光通信的不足，可以采用自組織網絡擴大其覆蓋範圍，因而具有潛在的應用前景。《紫外光自組織網絡理論》詳細分析瞭紫外光自組織網絡的信道特性，對紫外光通信覆蓋範圍進行瞭分析計算。在分析經典通信協議的基礎上，對MAC層協議及其公平性、路由協議等進行瞭討論，構建瞭適用於紫外光非直視通信的基本構架。對書中提齣的通信協議進行瞭詳細分析，書末給齣瞭計算機仿真的關鍵程序，以便讀者學習和理解。
《紫外光自組織網絡理論》可作為高等院校通信、網絡等相關專業的高年級本科生、研究生的教學用書，也可作為研究人員和工程技術人員的參考用書。

目錄

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作者介紹

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柯熙政，教授，博士生導師。1962年生，1996年在中國科學院獲得理學博士學位，1997-2002年在西安電子科技大學、第二炮兵工程學院從事博士後研究工作。現為西安理工大學“通信與信息係統”學科帶頭人。
柯熙政教授主要從事無綫激光通信與組閤導航領域的研究工作，先後主持和參加國傢高技術發展計劃、軍隊重大預演演示驗證項目、國防重點實驗室重點基金、國傢自然科學基金等數十項科研項目，SCI和EI收錄論文近百篇，齣版學術著作三部。
柯熙政教授曾獲得軍隊科技進步一等奬、中國科學院研究生院長奬學金、中國科學院“盈科”青年學者奬及多項陝西省科技類奬。

文摘

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（2）環境。螞蟻所在的環境是一個虛擬的世界，其中存在障礙物、彆的螞蟻以及信息素。信息素有兩種，一種是找到食物的螞蟻灑下的食物信息素，另一種是找到蟻的螞蟻灑下的蟻信息素。每個螞蟻都僅僅能感知其範圍內的環境信息，並且環境中的信息素以的速度消失。
（3）覓食規則。在每隻螞蟻能感知的範圍內尋找是否有食物，如果有就直接過去，否則看是否有信息素，並且比較在能感知的範圍內哪一點的信息素多，這樣，它就朝信息素多的地方走，並且允許每隻螞蟻以一個小概率犯錯誤，從而並不是往信息素多的點移動。螞蟻找蟻的規則和上麵一樣，隻不過此時它對蟻的信息素做齣反應，而對食物信息素沒反應。
（4）移動規則。每隻螞蟻都朝嚮信息素多的方嚮移動，當周圍沒有信息素指引的時候，螞蟻會按照自己原來運動的方嚮慣性的運動下去，並且在運動的方嚮有一個的小擾動。為瞭防止螞蟻原地轉圈，它會記住近剛走過的哪些點，如果發現要走的下一點已經在近走過瞭，它就會盡量避開。
（5）避障規則。如果螞蟻要移動的方嚮有障礙物擋住，如果有信息素指引的話，它會按照覓食的規則行為，否則會的選擇一個方嚮前行。
（6）播撒信息素規則。每隻螞蟻在剛找到食物或者蟻時散發的信息素多，並隨著它走遠的距離，播撒的信息素越來越少。
螞蟻個體之間並沒有直接的聯係，但是根據這幾條規則每隻螞蟻都能和環境發生交互，通過信息素這個紐帶，把各個螞蟻之間關聯起來。例如，當一隻螞蟻找到瞭食物時，它並不是直接地告訴其他螞蟻存在食物的地點，而是嚮環境播撒信息素，當其他的螞蟻經過附近的時候，就會因感覺到信息素，然後根據信息素的指引找到食物。
當沒有螞蟻找到食物時，環境中不存在有用的信息素，螞蟻能夠相對有效的找到食物要歸功於螞蟻的移動規則。首先，它要盡量保持某種慣性，這樣使得螞蟻盡量嚮前方移動（開始時這個前方是固定的一個方嚮），而不是原地無謂的打轉。其次，螞蟻要有的性，雖然有瞭固定的方嚮，但也不能像粒子一樣一直直綫運動下去，而是有一個的乾擾。這樣就使得螞蟻運動起來具有的目的性，在盡量保持原來方嚮的基礎上，又有新的試探，尤其當碰到障礙物時它會立即改變方嚮，這可以看成一種選擇的過程，也就是環境中的障礙物讓螞蟻的某個方嚮正確，而其他方嚮則不對。這就解釋瞭為什麼單個螞蟻在復雜的諸如迷宮的地圖中仍然能找到隱蔽得很好的食物。當然，在有一隻螞蟻找到瞭食物時，其他螞蟻就能沿著信息素很快找到食物。

序言

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智慧的潮汐：無綫傳感器網絡中的自組織與智能湧現 在信息爆炸的時代，如何高效、可靠地收集、處理和傳播海量數據，已成為製約技術發展和應用拓展的關鍵瓶頸。傳統的集中式或分層式網絡架構，麵對日益復雜和動態變化的應用場景，顯得力不從心。尤其是在環境監測、智能交通、災害預警、醫療健康、工業自動化等領域，部署大規模、分布式的傳感器節點，並使其能夠自主協作，形成一個智能的網絡，已成為迫切的需求。 本書《智慧的潮汐：無綫傳感器網絡中的自組織與智能湧現》正是在這樣的時代背景下應運而生。它並非僅僅是對某一特定技術算法的羅列，而是深入探討瞭無綫傳感器網絡（Wireless Sensor Networks, WSNs）在“自組織”這一核心理念指導下，如何展現齣“智能湧現”這一令人驚嘆的特性。我們將帶領讀者穿越理論的海洋，駛嚮智能應用的彼岸，理解一個看似簡單、微弱的個體，如何通過群體協作，匯聚成一股強大的智慧洪流。 第一部分：基石——理解自組織的本質與挑戰 自組織，顧名思義，是指一個係統中的個體無需外部的中央控製，僅憑簡單的局部交互規則，就能自發地形成全局有序結構或行為的能力。在無綫傳感器網絡中，這意味著每個傳感器節點，作為網絡的“細胞”，都遵循一套內在的通信、協作與決策機製。它們在資源受限（能量、計算能力、存儲空間）、節點異質性（不同性能的節點）、環境動態性（節點故障、環境變化）以及通信不可靠（信號衰減、乾擾）等多重挑戰下，依然能夠協同工作，完成預設的任務。 本書將從理論層麵，深入剖析自組織網絡的幾個關鍵維度： 節點間的局部交互： 我們將詳細闡述，是什麼樣的局部交互規則，能夠促使節點之間建立連接、交換信息、共享狀態，並最終影響彼此的行為。這包括不同類型的通信協議（如多跳路由、播發/收集）、鄰居發現機製、以及基於概率或確定性的決策模型。 信息傳播與聚閤： 在缺乏中心節點的網絡中，信息如何從源頭傳播到需要的地方？如何有效地聚閤來自多個節點的數據，以減少冗餘並提取有價值的信息？我們將探討各種信息傳播策略，例如基於事件的傳播、基於查詢的傳播，以及各種數據融閤和聚閤技術，如加權平均、聚類分析和分布式數據庫。 協作與任務分配： 如何讓一群傳感器節點協同完成一個復雜的任務，例如覆蓋監測、目標跟蹤或協同感知？本書將深入研究各種協作模型，包括基於博弈論的資源分配、基於激勵的節點行為引導，以及分布式任務規劃和調度算法。 適應性與魯棒性： 麵對節點故障、通信鏈路中斷或環境乾擾，自組織網絡如何保持其整體的魯棒性和適應性？我們將分析各種自愈機製，例如動態路由選擇、節點冗餘部署以及基於反饋的自我調整能力。 第二部分：動力——湧現智能的機製與錶現 “智能湧現”是自組織網絡中最具吸引力的特質。它指的是，當大量具備簡單能力的個體按照自組織原則進行交互時，整個係統會錶現齣超越個體能力之和的復雜、高級的行為模式，這種模式無法簡單地通過分析單個節點的行為來預測。這就像螞蟻能夠建造宏偉的蟻巢，鳥群能夠形成令人驚嘆的空中舞蹈，它們並非由一隻“蟻後”或“領頭鳥”精確指揮，而是源於個體遵循簡單規則的集體行為。 本書將重點解析智能湧現的幾種重要錶現形式及其背後的機製： 動態拓撲的形成與演化： 在自組織網絡中，網絡的連接結構（拓撲）並非固定不變，而是隨著節點的位置、狀態和通信能力的動態變化而不斷調整。我們將探討如何形成高效的覆蓋拓撲、如何維持可靠的連通性，以及如何在這種動態變化中保持網絡的整體性能。 分布式決策與協同控製： 智能湧現最直接的錶現之一，就是分布式決策能力的提升。例如，當需要探測一個異常事件時，網絡中的節點能夠自我組織，形成一個臨時的信息收集小組，並共同做齣是否發齣警報的決策。我們將研究各種分布式決策模型，包括基於共識的算法、基於信譽的評分機製，以及如何通過群體智能來解決復雜的優化問題。 自適應的資源管理： 傳感器節點的能量和計算資源是極其寶貴的。智能湧現能夠實現精細化的資源管理，例如，當網絡檢測到能量消耗過快的區域時，節點能夠自發地調整其工作模式，降低功耗，延長網絡壽命。本書將探討基於預測和反饋的自適應資源分配策略。 湧現齣的群體行為： 我們將通過具體的案例，展示智能湧現如何體現在傳感器網絡的各種應用中。例如，在環境監測中，節點能夠自發地形成一個“虛擬傳感器”，提供比單個節點更準確、更全麵的環境信息；在目標跟蹤中，節點能夠協同配閤，形成一個動態的“跟蹤網”，即使部分節點失效，也能保證目標的連續追蹤。 第三部分：實踐——構建與優化自組織智能網絡 理論的深度最終需要迴歸到實際的應用。本書的第三部分，將重點關注如何將自組織的理念轉化為可行的技術方案，並指導讀者如何構建和優化具有智能湧現特性的無綫傳感器網絡。 關鍵技術模塊剖析： 我們將詳細介紹構建自組織智能網絡所需的關鍵技術模塊，包括： 低功耗通信協議： 針對資源受限的節點，設計高效、低功耗的路由協議（如 LEACH, RPL 等），以及事件驅動和周期性通信策略。 分布式數據處理與分析： 探討在節點本地進行初步數據處理、特徵提取，以及如何利用分布式機器學習算法進行數據挖掘和模式識彆。 節點管理與維護： 研究如何實現節點的動態加入和退齣，以及如何進行故障檢測、隔離和恢復。 安全機製： 在分布式的環境中，如何保障信息的機密性、完整性和可用性，防止惡意攻擊。 算法的數學建模與分析： 我們不會止步於概念的描述，而是會深入到相關的數學模型和分析工具，例如馬爾可夫鏈、排隊論、圖論、信息論等，來量化和評估自組織算法的性能，如網絡的覆蓋率、連通性、時延、能量消耗等。 仿真與實驗平颱： 理論的驗證離不開實踐。本書將介紹常用的網絡仿真工具（如 NS-3, OMNeT++ 等），並提供一些典型場景的仿真示例，幫助讀者理解算法的實際運行效果。同時，我們也會探討如何搭建真實的傳感器網絡實驗平颱，進行實際部署和測試。 應用場景的探索與展望： 最後，我們將帶領讀者探索自組織智能網絡在不同領域的廣泛應用前景，包括： 智慧城市： 智能交通管理、環境監測、公共安全監控。 智慧農業： 精準灌溉、病蟲害監測、作物生長分析。 工業物聯網： 設備狀態監測、預測性維護、生産流程優化。 環境與生態監測： 森林火災預警、水質監測、野生動物追蹤。 醫療健康： 遠程病人監護、可穿戴設備數據采集。 本書旨在為讀者構建一個清晰、係統的認知框架，理解無綫傳感器網絡中自組織的核心思想，掌握湧現智能的內在機製，並具備構建和優化此類智能係統的初步能力。我們希望通過對“智慧的潮汐”的深入剖析，激發讀者在這一充滿潛力的研究和應用領域進行更深層次的探索。無論您是科研人員、工程師，還是對未來智能網絡充滿好奇的學生，本書都將為您提供一份寶貴的思想財富和實踐指南。讓我們一起，駕馭智慧的潮汐，駛嚮更加智能化的未來。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計倒是挺有意思的，封麵采用瞭深邃的藍紫色調，隱約透齣一種神秘感，讓人聯想到深空或者高能粒子碰撞的瞬間。內頁紙張的質感也相當不錯，閱讀起來眼睛不會感到疲勞。我最近剛接觸這個領域不久，很多前沿的概念對我來說都像迷霧一樣，所以這本書的理論深度對我來說是一個不小的挑戰。我特彆欣賞作者在處理那些復雜數學模型時所展現齣的那種嚴謹和一絲不苟的態度，每一個公式推導都像是精心雕琢的藝術品，邏輯鏈條清晰得讓人拍案叫絕。當然，對於初學者來說，可能需要花費大量時間去消化那些符號和抽象的概念，光是理解一些基礎的拓撲結構描述，我就查閱瞭不少輔助資料。不過，正是這種挑戰性，讓我覺得每一次理解上的突破都充滿瞭成就感，感覺自己真的踏入瞭理論的殿堂。希望接下來的章節能提供更多直觀的案例來輔助理解，畢竟理論最終還是要落實到實際應用上，纔能真正發揮其價值。這本書的排版布局也做得比較舒服，行距和字號都把握得恰到好處，長時間閱讀下來也不會覺得擁擠。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的學術氣息非常濃厚，可以說是麵嚮專業研究人員的深度專著，每一個章節都建立在堅實的數學基礎之上。我注意到作者在引用文獻時非常審慎，幾乎每一步關鍵的論證都有據可查，這對於一本理論性著作來說至關重要，體現瞭極高的學術誠信度。對於我們這些長期在實驗一綫摸爬滾打的人來說，我們更看重的是理論模型的可解釋性和可驗證性。這本書在解釋“自組織”這一核心概念時，雖然數學描述極其精確，但缺乏一些宏觀層麵的類比或工程學上的直觀映射，這使得我在嘗試將其與實際觀察到的現象進行對照時，偶爾會感到一種“理論的牆”難以逾越。我期待在後續的章節中，能看到更多關於該理論在特定物理或信息係統中的具體應用實例分析，哪怕隻是一個簡化的仿真案例也好，這能極大地幫助我們這些“應用導嚮”的讀者建立起更具象的認知框架。總而言之，它更像是一本“工具書”式的理論基石，需要讀者具備相當的理論準備纔能高效閱讀。

評分☆☆☆☆☆

這本書在理論的連貫性和完整性上做到瞭極高的水準，它不僅僅是羅列知識點，而是在努力描繪一個完整的“世界觀”。特彆是關於“臨界點”附近係統行為的描述，那些關於模式轉變和對稱性破缺的論述，讓我對光場在特定激發下的復雜行為有瞭全新的認識。作者似乎非常推崇一種“自下而上”的建模哲學，通過微觀粒子的相互作用規律，來推導齣宏觀網絡結構的演化規律。我注意到，書中對於“噪聲”或“隨機擾動”的處理非常到位，它沒有將這些因素簡單地視為乾擾，而是將其納入瞭自組織過程的內在機製中去考察，這種辯證的視角極具啓發性。雖然我對其中幾段關於特定數學算子的具體運算細節理解得不夠透徹，但這並不妨礙我把握住該理論框架的核心思想。這本書無疑是該領域內一本裏程碑式的參考書，它的價值不在於快速提供解決方案，而在於提供理解問題的底層邏輯和思維方式。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本厚重的理論著作，我最大的感受是作者在構建這個知識體係時的那種百科全書式的廣度與深度。從基礎的動力學係統理論齣發，逐步引入非綫性演化、耗散結構，最終匯聚到紫外光特定條件下的網絡湧現機製，整個邏輯的推進如同搭積木一般，層層遞進，結構無比堅固。讓我印象深刻的是，作者似乎有意地在某些關鍵的理論斷點處留下瞭“可拓展空間”，這對於激發後繼研究者的創新思維非常有益。不過，對於像我這樣，更偏嚮於將現有成熟理論進行優化和改進的工程師而言，書中對一些尚未完全成熟的假設性前提討論得過多，略微分散瞭我的注意力。我更希望看到的是那些已經被證明具有高度穩定性的核心定理和算法框架。這本書的論述風格非常“剋製”，很少使用誇張的詞匯去形容成果的重要性，一切都交給嚴密的邏輯來證明，這種沉穩的態度本身就很有說服力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的行文風格是那種非常典型的、老派的硬核科學寫作，幾乎沒有絲毫的文學修飾，全部是概念、定義、定理和證明的堆砌。這對我來說是一個雙刃劍。一方麵，這意味著信息的密度極高，沒有一句廢話，閱讀效率從信息量角度看非常高；另一方麵，這種直接的、高度抽象的錶達方式，要求讀者必須保持極高的專注力，稍有走神，可能就會錯過一個關鍵的上下文關聯點，導緻後續內容的理解完全停滯。我嘗試在通勤時間和午休時間來閱讀，效果並不理想，這本書顯然更適閤在完全不受乾擾的、清晨或深夜的安靜環境下，配閤筆和草稿紙進行“精讀”。另外，書中對術語的首次定義非常詳盡，這一點值得稱贊，它確保瞭讀者在進入專業語境時不會迷失方嚮，可見編纂過程中對新手讀者的考慮。希望未來能有一個配套的在綫資源庫，提供一些可視化工具來輔助理解書中描述的那些高維相空間軌跡。