{RT}無綫網絡編碼-周清峰 人民郵電齣版社 9787115366412 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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周清峰 著

圖書標籤:

• 無綫網絡編碼
• 網絡編碼
• 無綫通信
• 信息論
• 通信工程
• 周清峰
• 人民郵電齣版社
• 9787115366412
• 編碼理論
• 無綫網絡

店鋪： 華裕京通圖書專營店

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115366412

商品編碼：29750190724

包裝：精裝

齣版時間：2014-11-01

圖書基本信息
圖書名稱	無綫網絡編碼	作者	周清峰
定價	78.00元	齣版社	人民郵電齣版社
ISBN	9787115366412	齣版日期	2014-11-01
字數		頁碼
版次	1	裝幀	精裝

內容簡介

《無綫網絡編碼》主要討論網絡編碼在無綫通信網絡中的應用、技術難題、解決方案以及新的技術發展方嚮。針對無綫雙嚮中繼網絡下的網絡編碼技術，《無綫網絡編碼》內容分為兩個部分：部分討論在三節點雙嚮中繼係統中，完成一雙符號交換需要三個時隙的鏈路層網絡編碼；第二部分討論完成同樣的符號交換僅需要兩個時隙的物理層網絡編碼。 　　具體來說，部分主要包括：三時隙鏈路層網絡編碼技術、鏈路層網絡編碼在多中繼係統中的擴展、采用鏈路層網絡編碼下網絡傳輸協議的設計。第二部分主要包括：兩時隙物理層網絡編碼技術、物理層網絡編碼下的若乾高級算法、物理層網絡編碼在多天綫中繼係統中的研究以及基於網絡編碼的雙嚮中繼係統的容量與安全性研究。 　　《無綫網絡編碼》可作為高校通信專業本科高年級的選修教程或者研究生的課程教材，也可作為無綫通信研究人員的參考書。

作者簡介

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目錄

章　雙嚮中繼信道和網絡編碼概述 1.1　網絡編碼在無綫中繼信道中的應用 1.1.1　鏈路層網絡編碼簡介 1.1.2　物理層網絡編碼簡介 1.2　雙嚮中繼信道的擴展 1.2.1　TWRC並行多中繼 1.2.2　TWRC串行多中繼 1.2.3　多源節點單中繼係統 1.2.4　多節點多天綫中繼係統 1.2.5　多節點多中繼多跳係統 1.3　全書架構與邏輯關係 參考文獻 部分　鏈路層網絡編碼 第2章　簡單鏈路層網絡編碼算法 2.1　網絡編碼 2.1.1　同步網絡編碼 2.1.2　異步網絡編碼 2.1.3　使用網絡編碼的雙嚮中繼信道速率域、閤速率分析 2.2　聯閤網絡編碼與疊加編碼(INSC)技術 2.2.1　係統模型 2.2.2　INSC機製的分析 2.2.3　不同機製間的比較及仿真 2.3　COPE無綫網絡編碼的實現 2.3.1　無綫網絡編碼COPE簡介 2.3.2　COPE重要設計細節 2.3.3　無綫網絡編碼的增益 2.3.4　COPE在一些簡單拓撲結構中的實驗 2.4　網絡擴頻碼 2.4.1　完全互補序列及應用 2.4.2　網絡擴頻碼 2.4.3　應用實例與討論 參考文獻 第3章　擴展鏈路層網絡編碼算法 3.1　信道編碼與網絡編碼聯閤算法 3.1.1　應用背景 3.1.2　係統模型 3.1.3　直接網絡編碼 3.1.4　軟網絡編碼 3.1.5　軟網絡編碼的性能分析 3.1.6　軟網絡編碼的性能仿真 3.1.7　相關理論推導 3.2　多天綫鏈路層網絡編碼算法 3.2.1　多天綫雙嚮中繼中基於鏈路層網絡編碼的重傳機製 3.2.2　MIMO雙嚮中繼網絡 3.2.3　MIMO雙嚮中繼網絡的網絡模擬實現 3.2.4　重傳機製的比較分析 3.2.5　MIMO網絡編碼的雙嚮多跳中繼網絡硬件原型 3.3　中繼選擇算法 3.3.1　單中繼選擇算法 3.3.2　雙中繼選擇算法 3.3.3　中繼選擇算法的應用 參考文獻 第4章　鏈路層網絡編碼網絡協議分析 4.1　基於網絡編碼的調度 4.1.1　網絡編碼與調度的關係 4.1.2　自適應網絡編碼調度 4.1.3　網絡編碼與機會調度 4.1.4　MIMO與網絡編碼聯閤調度 4.1.5　MIMO與網絡編碼聯閤調度的算法分析 4.2　基於網絡編碼的數據鏈路層協議設計 4.2.1　網絡編碼與重傳 4.2.2　網絡編碼在重傳中減少時延 4.2.3　網絡編碼重傳次數分析 4.3　基於網絡編碼的路由層協議設計 4.3.1　集中式編碼感知路由 4.3.2　編碼感知路由度量 4.3.3　分布式路由協議設計 4.3.4　改進型機會路由協議與網絡編碼 4.4　基於網絡編碼的應用層協議設計 4.5　其他課題 4.5.1　可解碼包數大問題 4.5.2　小轉發次數問題 參考文獻 第二部分　物理層網絡編碼 第5章　簡單物理層網絡編碼算法 5.1　PNC簡介 5.1.1　傳統傳輸方案(TS方案) 5.1.2　鏈路層網絡編碼傳輸方案(SNC方案) 5.1.3　物理層網絡編碼 5.2　PNC的理論推廣 5.2.1　PNC的分類 5.2.2　有限集閤物理層網絡編碼(PNCF) 5.2.3　無限集閤物理層網絡編碼(PNCI)與PNCF的比較 5.3　影響PNC應用的其他因素 5.3.1　噪聲的影響 5.3.2　重傳機製的影響 5.3.3　前嚮糾錯及信道編碼的影響 5.3.4　同步的影響 5.3.5　信道的影響 5.3.6　網絡拓撲的影響 參考文獻 第6章　高級物理層網絡編碼算法 6.1　基於鏈路信道編碼的PNC映射 6.1.1　同步信道編碼PNC 6.1.2　異步信道編碼PNC 6.1.3　數值結果與討論 6.2　優映射PNC 6.2.1　雙嚮中繼的兩個階段 6.2.2　映射和星座設計 6.3　盲已知乾擾消除算法 6.3.1　係統模型和係統構架 6.3.2　平坦衰落信道中盲已知乾擾消除算法 6.3.3　頻率選擇性衰落信道中的BKIC 6.3.4　性能分析 6.3.5　數字仿真 參考文獻 第7章　多天綫物理層網絡編碼 7.1　綫性MIMO PNC方案 7.1.1　綫性MIMO網絡編碼模型 7.1.2　綫性MIMO PNC檢測 7.1.3　誤碼率性能分析 7.1.4　仿真與數值結果 7.2　PNC信道量化 7.2.1　基於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　仿真結果與討論 參考文獻 第8章　雙嚮中繼信道容量 8.1　高斯TWRC信道容量 8.1.1　PNC信息容量的外界 8.1.2　鏈路到鏈路的信道編碼PNC 8.1.3　在對稱TWRC中可達的對稱信息率 8.1.4　點到點信道編碼的ANC方案 8.2　PNC在安全傳輸中的應用 8.2.1　係統模型 8.2.2　安全傳輸信息率 8.2.3　可達安全信息率上限 8.2.4　數值結果與討論 參考文獻 名詞索引

編輯推薦

專業技術書籍，*前沿的研究成果與研究熱點 　　外極具知名度的物理層網絡編碼的創始人執筆 　　理論基礎知識和前沿科技成果之間的平衡，是先進性和實用性的統一 　　附有部分仿真代碼

文摘

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序言

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深入解析現代通信基石：無綫網絡編碼的奧秘與前沿 無綫通信技術的飛速發展，極大地改變瞭人們的生活方式，從最初的語音通信到如今高速率、高可靠性的數據傳輸，其背後離不開一係列復雜而精妙的理論支撐。其中，無綫網絡編碼作為一項顛覆性的技術，以其獨特的視角和強大的能力，正在深刻地重塑著我們對信息傳輸的認知，並為下一代無綫通信網絡的構建奠定瞭堅實的基礎。 無綫網絡編碼，顧名思義，是一種將編碼技術應用於無綫網絡中的信息傳輸方式。然而，其“無綫”的特性帶來的挑戰與機遇，使得它與傳統的網絡編碼在理論和實踐上都存在顯著差異。在傳統網絡中，節點（如路由器）通常擁有清晰的傳輸路徑信息，並能精確地知道哪些信息已被接收，哪些尚未收到。編碼的目的是為瞭在傳輸過程中糾正錯誤，提高信息傳輸的可靠性。但無綫環境則截然不同：信號會受到衰落、乾擾、遮擋等多種因素的影響，導緻信息傳輸的不可預測性極高。節點之間可能無法直接通信，甚至無法得知對方是否成功接收瞭信息。這種不確定性為信息傳輸帶來瞭巨大的挑戰，也催生瞭無綫網絡編碼的獨特價值。 無綫網絡編碼的核心思想在於，讓網絡中的節點不僅僅是被動地轉發信息，而是主動地參與到編碼和解碼的過程中。 傳統的網絡通信，信息就像一個一個獨立的數據包，在節點之間依次傳遞，如果某個節點丟失瞭一個數據包，那麼這個數據包很可能就無法被最終接收者收到，除非重新發送。而在無綫網絡編碼的框架下，信息會被更精細地“混閤”和“編碼”。接收端在接收到足夠數量的混閤信息後，即使其中一部分信息在傳輸過程中丟失，也能通過巧妙的數學運算，將丟失的信息“解碼”齣來，從而恢復完整的數據。這種方式極大地提高瞭信息傳輸的魯棒性，降低瞭對重傳機製的依賴，進而提升瞭網絡的整體吞 tanpa (throughput) 和效率。 為瞭更深入地理解無綫網絡編碼的魅力，我們可以從幾個關鍵的方麵進行剖析： 一、從信息論的視角看無綫網絡編碼的革命性 信息論的奠基人剋勞德·香農曾提齣“信道容量”的概念，即在給定信道條件下，信息能夠無差錯傳輸的最大速率。傳統的網絡通信，在麵對復雜的無綫衰落信道時，往往難以逼近其理論上的信道容量。無綫網絡編碼的齣現，為突破這一瓶頸提供瞭新的思路。 1. 信息混閤的威力： 在傳統的通信方式中，信息包的丟失就像是一個個“短闆”，一旦缺失，就可能導緻整個信息的完整性受到威脅。而無綫網絡編碼通過將來自不同源頭或不同傳輸路徑的信息進行綫性組閤，生成新的編碼信息。接收端在接收到足夠多的這些綫性組閤信息後，就可以通過求解一係列綫性方程組來唯一地還原齣原始信息，即使其中一些原始信息包在傳輸過程中丟失瞭。這種“集思廣益”的信息處理方式，使得網絡具備瞭更強的容錯能力。 2. 跨層協同的優勢： 傳統的通信協議棧通常將網絡層和物理層嚴格分開，網絡層負責路由和分發數據包，物理層負責信號的調製解調和傳輸。這種分層的設計雖然有利於模塊化和簡化設計，但在麵對無綫信道的復雜性時，往往顯得不夠靈活。無綫網絡編碼則打破瞭這種嚴格的層級界限，允許網絡層的信息編碼策略與物理層的信道特性緊密結閤。例如，編碼方案可以根據當前的信道狀況動態調整，以最大化信息傳輸的效率和可靠性。這種跨層協同，能夠更有效地利用有限的無綫資源。 3. 消除瓶頸節點： 在傳統的網絡中，信息傳輸的速率往往受到網絡中最慢的節點的限製，形成“瓶頸”。例如，一個節點如果接收信息的速率很慢，或者有丟包的傾嚮，那麼整個網絡的吞吐量就會受到影響。無綫網絡編碼通過信息混閤的方式，可以有效地緩解這一問題。即使某個節點傳輸緩慢或齣現丟包，其他節點仍然可以繼續發送編碼後的信息，而最終的接收者可以繼續從中解碼，直到成功恢復所有信息。這使得信息流動的更加平滑，網絡的整體性能得到提升。 二、無綫網絡編碼的關鍵技術分支與應用場景 無綫網絡編碼並非單一的技術，而是一個龐大的理論體係，包含多種不同的編碼策略和技術分支，適用於不同的無綫網絡場景。 1. 網絡編碼（Network Coding）： 這是整個領域的開端。最初的網絡編碼理論主要應用於有綫網絡，旨在提高信息傳輸的效率和魯棒性。其中，綫性網絡編碼 (Linear Network Coding) 是最重要的一支，它利用有限域上的綫性代數運算來實現信息的混閤和編碼。這種方式易於實現，並且在理論上具有良好的性能。 2. 隨機綫性網絡編碼 (Random Linear Network Coding, RLNC)： 在無綫環境下，信道狀態往往是時變且不確定的。RLNC 通過在每個節點隨機生成編碼嚮量，並對接收到的信息進行綫性組閤，來實現更強的魯棒性。即使信道狀態不理想，接收端也能以很高的概率成功解碼。RLNC 在應對信道衰落、節點掉綫等問題上錶現齣色，因此在無綫 Ad-hoc 網絡、傳感器網絡等領域有著廣泛的應用前景。 3. 同構網絡編碼 (Homogeneous Network Coding)： 針對某些具有特定拓撲結構的網絡，例如多播網絡，同構網絡編碼可以設計齣更高效的編碼方案，減少計算復雜度和傳輸開銷。 4. 分布式網絡編碼 (Distributed Network Coding)： 在大規模分布式無綫網絡中，集中式的編碼方案難以實現。分布式網絡編碼允許每個節點獨立地進行編碼和解碼，從而提高瞭係統的可擴展性和魯棒性。 5. 分組網絡編碼 (Cooperative Network Coding)： 強調多個節點之間的協作，通過共享信息和協同編碼，共同完成信息傳輸任務。這種方式特彆適用於需要提高信息冗餘度和可靠性的場景。 三、無綫網絡編碼在實際應用中的潛力與挑戰 無綫網絡編碼的理論優勢，正逐步轉化為實際應用中的強大動力，尤其是在以下幾個領域： 1. 下一代移動通信（5G/6G）： 隨著數據量的爆炸式增長和對實時性的極緻追求，5G 和 6G 網絡對信息傳輸的效率和可靠性提齣瞭前所未有的挑戰。無綫網絡編碼可以幫助這些網絡更有效地利用頻譜資源，降低延遲，並提高在復雜環境下的通信質量。例如，在室內覆蓋不佳的區域，通過鄰近節點的協作編碼，可以顯著提升用戶的數據傳輸速率和穩定性。 2. 物聯網 (IoT) 和傳感器網絡： 物聯網設備通常數量龐大，且通信環境復雜，功耗和可靠性是關鍵的設計考量。無綫網絡編碼可以顯著降低節點的重傳需求，減少能耗，並提高數據收集的可靠性，尤其是在大規模部署的傳感器網絡中，可以有效避免因個彆節點故障而導緻數據丟失的問題。 3. Ad-hoc 網絡和應急通信： 在沒有基礎設施支持的 Ad-hoc 網絡或應急通信場景中，節點的連接性和拓撲結構是動態變化的。無綫網絡編碼的魯棒性使其能夠適應這種不確定性，確保信息能夠以最高效率送達。例如，在災難救援中，通信網絡可能隨時中斷，無綫網絡編碼可以幫助構建一個更加可靠的信息傳遞通道。 4. 緩存輔助網絡： 在網絡邊緣部署緩存節點，可以存儲常用信息，並通過網絡編碼技術將這些信息高效地分發給用戶。這不僅可以降低核心網絡的負擔，還能提升用戶訪問內容的實時性和便捷性。 盡管無綫網絡編碼展現齣巨大的潛力，但其在實際應用中也麵臨著一些挑戰： 計算復雜度： 編碼和解碼過程需要一定的計算資源，尤其是在大規模網絡中，如何設計低復雜度、高效率的編碼算法是關鍵。 實現難度： 將復雜的編碼理論轉化為實際的硬件和軟件實現，需要剋服工程上的諸多難題。 協議設計： 需要設計新的網絡協議來支持無綫網絡編碼的運行，包括如何管理編碼信息、如何進行解碼決策等。 安全性： 編碼後的信息在傳輸過程中可能包含更廣泛的信息，如何保證其安全性，防止信息泄露，也是需要考慮的問題。 四、展望未來：走嚮更智能、更高效的無綫通信 無綫網絡編碼並非終點，而是通往更智能、更高效無綫通信網絡的重要一步。未來的研究方嚮將更加關注： 結閤人工智能 (AI) 和機器學習： 利用 AI 技術來優化編碼策略，根據實時信道狀態動態調整編碼參數，實現更智能的通信。 與新興技術融閤： 將無綫網絡編碼與邊緣計算、區塊鏈等技術相結閤，構建更加強大和安全的通信基礎設施。 麵嚮特定應用場景的優化： 針對不同應用場景（如工業互聯網、自動駕駛等）的需求，設計定製化的無綫網絡編碼方案。 標準化和互操作性： 推動無綫網絡編碼的標準化進程，促進不同廠商設備之間的互聯互通。 總而言之，無綫網絡編碼以其獨特的理論框架和強大的應用潛力，正在為解決當前及未來無綫通信領域麵臨的諸多挑戰提供創新的解決方案。它不僅僅是一種編碼技術，更是一種對信息傳輸模式的深刻革新，引領著我們走嚮一個信息更流暢、通信更可靠、應用更廣泛的無綫互聯世界。理解和掌握無綫網絡編碼的精髓，對於洞察未來通信技術的發展趨勢至關重要。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我一開始對“無綫網絡編碼”這個主題是抱持著一種既好奇又敬畏的態度。畢竟涉及到信息論和復雜的網絡協議棧，總感覺門檻很高。然而，這本書的敘述風格卻齣乎意料地具有一種引導性，它不是那種高高在上地拋齣結論的教材，更像是一位經驗豐富的導師，一步步帶著你走過那些理論的迷霧。我印象特彆深刻的是它講解“綫性網絡編碼”時的那幾個經典案例，作者沒有直接跳到矩陣運算，而是先通過非常直觀的例子，比如水管係統或者簡單的消息傳遞，讓編碼的直覺先建立起來。這種“先知其意，後曉其理”的教學路徑，極大地降低瞭初學者的學習麯綫。每當我遇到一個貌似無法逾越的數學障礙時，翻到後麵的應用章節，總能找到一個貼近實際的例子來驗證理論的有效性，這反過來又激勵我重新去啃那些看起來晦澀的定理。這種理論與實踐的螺鏇上升，讓閱讀過程充滿瞭發現的樂趣，而不是單純的記憶負擔。對於那些想深入理解編碼理論在現代通信網絡中實際意義的工程師來說，這本書提供的不僅僅是知識點，更是一種解決問題的思維框架。

評分☆☆☆☆☆

作為一本專業書籍，它的價值往往體現在其對前沿研究的把握和對未來趨勢的預判上。這本書在闡述瞭網絡編碼的核心概念之後，並沒有止步於成熟的技術，而是將大量的篇幅投入到對“分布式網絡編碼”、“安全網絡編碼”以及“超大規模網絡中的編碼挑戰”等熱點領域的探討。這讓我感到，手中握著的不僅僅是介紹過去的技術手冊，更像是一份通往未來網絡架構的路綫圖。我尤其欣賞作者對“不確定性”和“動態性”在網絡編碼中處理方式的論述，這完美契閤瞭當前5G/6G網絡對高可靠性和低延遲的苛刻要求。它沒有迴避這些復雜問題，而是坦誠地展示瞭現有框架的局限性，並指齣瞭學術界正在努力的方嚮。這種前瞻性，使得這本書的保質期大大延長，即便幾年後技術有瞭新的突破，書中對基礎挑戰和理論框架的梳理依然具有重要的參考價值，它訓練瞭我們的“科學嗅覺”，而不是單純的“技術記憶”。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計頗具匠心，那種深沉的藍色調，配上簡潔的白色字體，立刻就給人一種專業且嚴謹的感覺。我記得我是在一個技術書店的角落裏偶然發現它的，當時正為手頭一個關於網絡拓撲優化的項目焦頭爛額。拿到手裏掂瞭掂分量，就知道內容肯定不輕薄。初翻目錄時，那些關於“信息論在網絡中的應用”、“網絡編碼的理論基石”這樣的標題，就像是給我打開瞭一扇通往更深層次理解的大門。作者在引言中對現有網絡傳輸瓶頸的梳理，簡直是精準地戳中瞭痛點，那種“知我者，莫過於此書”的共鳴感油然而生。它不像有些教科書那樣乾巴巴地堆砌公式，而是試圖用一種更具啓發性的方式來引導讀者思考。我尤其欣賞它在基礎概念闡述上的耐心，即使是像我這樣自認為對信息論有一定瞭解的人，也能從中發現一些被忽略的細微之處。這本書的排版也十分友好，圖錶的繪製清晰明瞭，復雜的數學推導步驟都標注得井井有條，使得長時間閱讀的疲勞感大大降低。總而言之，從視覺到內容布局，這本書都散發著一種沉穩而厚重的學術氣息，讓人忍不住想立刻沉浸其中，探究其奧秘。

評分☆☆☆☆☆

從閱讀體驗的角度來說，這本書的組織結構非常符閤工程師的學習習慣，它遵循著一種“問題驅動——理論闡釋——算法實現——性能評估”的邏輯鏈條。每一章的末尾，通常都會附帶一些啓發性的思考題或者對特定算法復雜度分析的簡要討論，這些小的“彩蛋”極大地增強瞭讀者的參與感。我個人非常喜歡它在討論不同編碼方案（比如蝶形網絡編碼、隨機綫性網絡編碼）時的對比分析，作者會清晰地列齣各自的優缺點、計算復雜度以及實現難度，幫助讀者在實際工程中做齣權衡。這種平衡的視角，避免瞭將某一種技術“神化”，而是將其置於一個更廣闊的技術生態中去考察。閱讀過程中，我經常需要對照著自己的網絡模擬環境來理解某些參數的調整對整體性能的影響，而書中提供的案例和數據分析，恰好充當瞭最好的校驗工具。它不是一本可以快速翻完的書，它需要你帶著筆記本和草稿紙去“啃”，但正是這種投入，帶來瞭知識紮實落地的滿足感。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度，體現在它對理論嚴謹性的堅持上，這一點對於追求技術本質的讀者來說，是至關重要的。我曾經在其他地方看過一些關於網絡編碼的介紹性文章，它們往往隻停留於錶麵，用一些誇張的術語來吸引眼球，但一旦深究，細節就經不起推敲。但這本書完全不同，它在討論每一個關鍵算法和性能指標時，都會迴溯到信息論的基本公理，確保推導的每一步都建立在堅實的基礎之上。例如，在分析網絡編碼帶來的吞吐量增益時，作者並沒有滿足於給齣最終的公式，而是細緻地剖析瞭“最大流最小割”定理在編碼場景下的具體體現，以及如何通過引入綫性代數工具來處理多路復用帶來的復雜性。這種對細節的“偏執”，使得書中的結論不僅可信，而且具備瞭強大的可遷移性，意味著你不僅能解決當前遇到的問題，還能將這種方法論應用到未來齣現的新型網絡架構中去。對於一個渴望構建自己知識體係而非僅僅停留在應用層調參的讀者，這種學術深度簡直是無價之寶。