{RT}移動通信係統中廣播多播技術與應用-田霖,周一青,石晶林 科學齣版社 9787030 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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田霖，周一青，石晶林 著

圖書標籤:

• 移動通信
• 廣播多播
• 無綫通信
• 5G
• 技術研究
• 通信工程
• 田霖
• 周一青
• 石晶林
• 科學齣版社

店鋪： 華裕京通圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030466327

商品編碼：29740565226

包裝：平裝

齣版時間：2016-05-01

圖書基本信息
圖書名稱	移動通信係統中廣播多播技術與應用	作者	田霖,周一青,石晶林
定價	110.00元	齣版社	科學齣版社
ISBN	9787030466327	齣版日期	2016-05-01
字數		頁碼
版次	1	裝幀	平裝

內容簡介

本書是一本專門介紹多媒體多播技術及應用的圖書，內容涵蓋關鍵技術、基本原理、協議標準和工程實踐等，主要包括：係統概述及其中的多播協議，多播傳輸技術、無綫資源管理技術及網絡部署優化技術等，基於終端協作的多播傳輸技術，多播係統融閤技術與實踐。本書不僅全麵介紹瞭多媒體係統中的多播技術，還對未來可能齣現的新型多播機製及前沿技術進行瞭闡述，包含瞭該領域外*的研究成果。

作者簡介

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目錄

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編輯推薦

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文摘

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序言

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淺析現代通信網絡中的高效信息分發機製 在信息爆炸的時代，如何將數據高效、可靠地傳輸給目標用戶，已成為現代通信網絡設計與優化的核心課題。尤其是在移動通信領域，用戶數量龐大且分布廣泛，對網絡帶寬和資源的需求日益增長。傳統的點對點通信方式，在麵對大規模數據分發需求時，顯得力不從心，不僅會造成嚴重的網絡擁塞，還會顯著增加運營商的運營成本。因此，探索和應用能夠有效降低重復傳輸、提升資源利用率的信息分發技術，對推動移動通信網絡的進步具有至關重要的意義。 本文旨在探討信息分發在現代通信網絡中的關鍵作用，並深入分析幾種主流的高效信息分發機製，著重闡述其原理、優勢以及在不同應用場景下的潛力。我們將從信息分發的挑戰齣發，逐步引入廣播、多播等技術理念，並結閤實際的網絡環境，對其進行細緻的剖析。 一、信息分發在通信網絡中的挑戰與需求 隨著互聯網應用的普及，視頻流、軟件更新、位置服務、新聞推送等業務日益增多，這些業務往往需要將相同或相似的信息同時發送給大量用戶。在傳統的IP網絡中，如果這些用戶通過獨立的TCP連接接收數據，那麼相同的數據包就會被多次復製和傳輸，極大地浪費瞭網絡帶寬和服務器資源。尤其是在移動通信網絡中，基站的帶寬是有限的，而用戶數量則呈指數級增長，若不加以優化，網絡性能將急劇下降，用戶體驗也將大打摺扣。 例如，在進行一次緊急安全公告的推送時，如果采用點對點的方式，運營商需要為每一個注冊用戶建立一個獨立的連接，並將數據包發送一遍。在用戶量巨大的情況下，這無疑是一個天文數字般的網絡流量和計算資源消耗。同樣，在進行大型軟件更新時，用戶等待的時間會非常漫長，並且服務器會承受巨大的壓力。因此，開發能夠實現“一次發送，多次接收”的信息分發機製，成為解決這些挑戰的關鍵。 二、廣播與多播：高效信息分發的基石 為瞭應對上述挑戰，通信網絡界逐步引入瞭更高效的信息分發策略。其中，廣播（Broadcasting）和多播（Multicasting）是兩種核心的機製。 1. 廣播（Broadcasting） 廣播是最簡單直接的信息分發方式，它指的是將數據包發送到網絡中的所有節點。在早期的局域網（LAN）中，廣播是一種常見的通信方式。然而，在廣域網（WAN）和移動通信網絡中，無限製的廣播會迅速耗盡網絡帶寬，並可能引發“廣播風暴”，導緻網絡癱瘓。因此，在現代網絡中，純粹的廣播應用受到嚴格限製，通常隻在特定的、可控的範圍內使用，例如某些特定的網絡初始化協議或廣播地址（如IP的255.255.255.255）。 盡管如此，廣播的思想——即“發送一次，所有接收”——為後來的多播技術奠定瞭基礎。廣播的局限性在於其“全網皆收”的特性，無法根據用戶的實際需求進行選擇性發送。 2. 多播（Multicasting） 多播是一種更為精細和高效的信息分發方式。與廣播不同，多播允許數據包被發送給一個特定的、預先定義的用戶組（稱為多播組）。隻有屬於該多播組的用戶纔會接收到數據包，而其他用戶則不受影響。這種“選擇性發送”的特性，極大地提高瞭網絡資源的利用率。 多播的實現依賴於網絡層和應用層的協同支持。在網絡層，路由器需要能夠識彆多播流量，並根據多播組的成員信息，將數據包轉發到正確的路徑上。常用的多播路由協議，如IGMP（Internet Group Management Protocol）和PIM（Protocol Independent Multicast），在實現多播的層層轉發和成員管理中起著關鍵作用。IGMP負責主機嚮本地路由器報告其對某個多播組的興趣，而PIM則負責在路由器之間建立和維護多播分發樹。 在應用層，應用開發者需要設計能夠利用多播特性的應用程序。這可能包括使用特定的多播地址進行數據傳輸，以及處理加入和離開多播組的邏輯。 三、多播技術的優勢與應用場景 多播技術之所以在現代通信網絡中備受青睞，主要得益於其顯著的優勢： 帶寬效率： 這是多播最核心的優勢。通過一次發送，可以將數據分發給多個接收者，大大減少瞭網絡中重復的數據傳輸，從而顯著降低瞭網絡帶寬的占用。 服務器負載降低： 與點對點通信相比，服務器隻需發送一次數據，無需為每個用戶建立獨立的連接和復製數據，從而極大地減輕瞭服務器的CPU和內存壓力。 網絡延遲降低： 對於需要實時傳輸的應用，如視頻直播或在綫遊戲，多播可以縮短數據包從源到多個目的地的路徑，減少傳輸延遲。 更好的可擴展性： 隨著接收者數量的增加，多播的優勢愈發明顯，其性能下降的幅度遠小於點對點通信。 基於這些優勢，多播技術在諸多領域展現齣巨大的應用潛力： 流媒體服務： 在綫視頻點播、直播電視、網絡電颱等，都可以利用多播技術實現高效分發，尤其是在同一區域內有大量用戶同時觀看同一節目時。 軟件更新與補丁分發： 操作係統、應用程序的更新和安全補丁，可以通過多播高效地推送到大量用戶設備上，節省帶寬，加快更新速度。 實時新聞與信息推送： 財經信息、天氣預報、突發新聞等，可以通過多播實時推送給訂閱用戶。 在綫遊戲： 在綫多人遊戲中的遊戲狀態同步、玩傢位置更新等，都可以受益於多播的低延遲和高效率。 IP電話與視頻會議： 在多方通信場景下，多播可以有效地分發音頻和視頻流。 分布式計算與數據同步： 在分布式係統中，多播可以用於節點之間的數據同步和協同工作。 四、多播技術的實現與挑戰 多播技術的實現並非一蹴而就，它涉及到多個層麵的技術細節和挑戰： 1. 網絡層多播： 組管理（Group Management）： 如何有效地讓用戶加入和離開多播組，以及如何準確地維護組內成員信息，是組管理的核心。IGMP協議提供瞭主機與路由器之間的通信機製，而PIM協議則負責路由器之間的多播路由。 多播路由（Multicast Routing）： 路由器需要能夠學習和維護多播路由信息，以便將多播數據包正確地轉發到各個多播組的成員所在的子網。這通常通過構建“多播分發樹”來實現，可以是源相關的（Source-Specific Multicast, SSM）或源無關的（Any-Source Multicast, ASM）。 組播地址（Multicast Address）： IP協議為多播分配瞭特殊的地址段（224.0.0.0到239.255.255.255），這些地址用於標識多播組。 2. 應用層多播： 多播傳輸協議（Multicast Transport Protocols）： TCP是麵嚮連接的可靠傳輸協議，但其設計不適閤多播。UDP（User Datagram Protocol）是無連接的，雖然可以用於多播，但它不保證數據的可靠性（如順序、丟失）。因此，研究人員開發瞭多種麵嚮多播的傳輸協議，如RMTP（Reliable Multicast Transport Protocol）、NORM（NCTUns Reliable Multicast Protocol）等，它們在保證可靠性的同時，也考慮瞭多播的特性，如使用ACK抑製、NACK（Negative Acknowledgement）機製、FEC（Forward Error Correction）等來提高效率。 應用適配： 應用程序需要能夠利用多播提供的服務，例如，當應用接收到丟包時，能夠通過多播的可靠傳輸協議進行恢復。 3. 移動通信環境下的多播： 在移動通信網絡中，多播的應用麵臨一些特殊的挑戰： 網絡拓撲動態變化： 移動用戶的位置和連接狀態會不斷變化，這給多播組的管理和路由維護帶來瞭睏難。 切換（Handover）： 用戶在移動過程中，從一個基站切換到另一個基站，需要無縫地加入新的多播組，並從舊的組中退齣，以保證服務的連續性。 異構網絡： 移動通信網絡通常是異構的，包括2G、3G、4G、5G等不同代際的網絡，以及Wi-Fi等，這增加瞭多播的復雜性。 蜂窩網絡架構： 傳統的IP多播在蜂窩網絡中的部署和優化需要進行適配，例如，考慮基站作為多播的匯聚點，以及使用專用的移動多播協議。 五、未來展望 隨著5G及未來通信技術的不斷發展，對高效信息分發的需求將更加迫切。在萬物互聯（IoT）時代，海量設備的接入和海量數據的産生，將使得傳統通信方式不堪重負。因此，以多播為代錶的高效分發技術，將扮演越來越重要的角色。 未來的研究和發展方嚮可能包括： 更智能化的多播： 利用人工智能和機器學習技術，預測用戶需求，動態調整多播組的成員和分發策略，實現更加精細化的服務。 與邊緣計算結閤： 將多播功能部署在更靠近用戶的網絡邊緣，減少數據傳輸的跳數，進一步降低延遲。 跨域多播： 實現不同運營商網絡之間、以及有綫與無綫網絡之間的互通多播，打破信息孤島。 麵嚮特定應用的多播優化： 針對VR/AR、自動駕駛等對延遲和帶寬要求極高的應用，設計定製化的多播解決方案。 安全與隱私保護： 在享受多播帶來的便利的同時，如何保證信息的安全和用戶的隱私，也是一個重要的研究方嚮。 結語 信息分發是現代通信網絡的核心能力之一。廣播和多播作為兩種基礎且高效的信息分發機製，在解決網絡擁塞、降低資源消耗、提升用戶體驗方麵發揮著不可替代的作用。雖然在移動通信等復雜環境中，多播技術的實現仍麵臨挑戰，但隨著技術的不斷進步和創新，我們有理由相信，以多播為代錶的高效分發技術，將為構建更智能、更便捷、更高效的未來通信網絡奠定堅實的基礎。深入理解和掌握這些技術，對於通信行業的研究人員、工程師以及相關從業者而言，至關重要。

評分☆☆☆☆☆

我是一名專注於無綫網絡安全和抗乾擾研究的工程師。在我的領域，廣播和多播的特性天然地帶來瞭安全隱患——一次發送，多點接收，難以有效加密和鑒權。因此，我購入此書，最核心的訴求是瞭解當前業界如何解決“安全多播”的問題。我需要知道，除瞭傳統的密鑰管理機製外，是否有基於物理層安全（Physical Layer Security）的新思路來對抗“竊聽者”或“惡意中繼”。例如，如何利用信道不確定性或故意引入的乾擾來保護多播數據流，使其對未授權接收者而言，其信息熵急劇下降。如果書中能夠詳細分析現有標準中關於多播認證和加密協議的漏洞，並提齣基於區塊鏈或分布式賬本技術的潛在解決方案，那對我接下來的研究方嚮將有極大的啓發。我非常期待看到針對廣播攻擊（如拒絕服務攻擊）的防禦策略，尤其是那些能夠快速識彆並隔離異常接收節點的機製，這直接關係到關鍵基礎設施通信的可靠性。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我對這類偏底層通信理論的書籍，閱讀起來往往感到吃力，因為它要求讀者具備紮實的概率論和信息論基礎。我希望這本書在講解復雜模型時，能恰到好處地兼顧理論深度與可讀性。我期望它不是那種堆砌公式、讓人望而卻步的“硬核”文本，而是能在關鍵技術點上，配以清晰的圖示和直觀的類比來輔助理解。例如，在解釋網絡編碼（Network Coding）如何應用於提升多播效率時，如果能用一個簡單的網絡拓撲實例，步步推導齣編碼增益的來源，那我會感到豁然開朗。目前，我在學習SDN控製器如何下發多播策略時，經常遇到不同廠商的實現邏輯不一緻的問題。我希望能從這本書中找到一套通用的、跨協議棧的“最佳實踐”或設計原則，理解為什麼某些設計選擇在特定場景下比其他選擇更優越。這本書能否成為我未來設計定製化通信係統的“聖經”，就看它在理論與工程實踐的平衡點把握得如何瞭。

評分☆☆☆☆☆

這本新近入手、封麵設計著實沉穩大氣的技術專著，光是閱讀書名——《移動通信係統中廣播多播技術與應用》，就讓人對其中蘊含的深度與廣度心生敬畏。我最近沉迷於研究下一代蜂窩網絡（比如5G乃至6G）的頻譜效率提升方案，特彆是如何在大規模物聯網和高帶寬視頻流分發場景下，有效地利用空中接口資源。這本書顯然瞄準瞭這個核心痛點。我期望它不僅僅停留在對傳統廣播/多播協議的教科書式描述，而是能深入剖析在軟件定義網絡（SDN）和網絡功能虛擬化（NFV）的架構下，這些技術的底層物理層如何重構，控製麵又是如何協同調度的。尤其關注的，是那些關於異構網絡融閤（比如Sub-6GHz與毫米波的協同）時，如何保證多播會話的無縫切換和質量保證（QoS）的精確控製。如果它能提供一些前沿的算法示例，比如基於信道狀態信息（CSI）反饋的智能群組劃分策略，那簡直是雪中送炭。我最近正在為一個企業級的無綫視頻監控項目做選型，對延遲和抖動的容忍度極低，所以書中關於動態資源預留和擁塞控製的章節，我打算重點啃食，希望它能提供一套區彆於標準3GPP規範的、更具工程實踐指導性的優化路徑。

評分☆☆☆☆☆

從一個略帶批判性的角度來看，我購買這本書也是希望看到對現有技術的局限性的深入剖析，而不僅僅是對既有標準的贊美之詞。移動通信技術發展極快，很多前幾年的“前沿”技術可能現在看來已經顯得捉襟見肘。我希望作者能夠誠實地指齣，在當前大規模連接場景下，傳統的基於IP的多播轉發機製在擴展性上遇到的瓶頸是什麼？以及，對於“一對多”的業務，究竟是采用優化後的廣播/多播架構更具優勢，還是利用先進的波束賦形技術進行“僞多播”（即針對一組用戶精確地重復發送單播流）更有效率？我尤其想知道，書中是否探討瞭能量效率（Energy Efficiency）的話題。廣播/多播往往意味著大量的終端同時激活，對電池壽命是巨大的考驗。如果書中能提供在保證服務質量的前提下，最小化終端側和基站側能耗的優化模型或設計哲學，那這本書的實用價值將得到極大的提升，不再僅僅是一本停留在協議層麵的學術讀物，而是真正能指導我們走嚮綠色、高效通信的指南。

評分☆☆☆☆☆

我購入這本書的初衷，其實是想找一本能夠係統梳理“蜂窩廣播/多播”從概念萌芽到最新標準演進的脈絡圖譜。市麵上很多資料都是碎片化的，要麼隻談物理層編碼，要麼隻講應用層接入，缺乏宏觀的係統視角。這本書的作者團隊背景似乎非常紮實，這讓人對其理論推導的嚴謹性抱有極高期待。我特彆關注書中是否涵蓋瞭對大規模MIMO（Massive MIMO）天綫陣列技術如何增強多播波束賦形增益的深入探討。在目前的5G部署中，波束賦形是提升覆蓋和容量的關鍵，而廣播/多播場景下如何實現高效、低損耗的波束協同，是一個極富挑戰性的課題。我希望作者能清晰地闡述，在多用戶共享同一傳輸機會時，如何平衡覆蓋率與用戶體驗速率之間的矛盾。此外，對於未來更低延遲的無綫應用（如遠程醫療或工業控製），同步機製的設計至關重要。如果書中能詳細比較不同同步技術在廣播場景下的開銷與魯棒性，並提供一套可靠的評估框架，那這本書的價值就遠超普通參考書瞭。