无线网络编码：原理与应用/高等院校信息与通信工程系列教材 [Network Coding principle And Application] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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吴湛击 著

图书标签:

• 无线网络编码
• 网络编码
• 信息与通信工程
• 高等教育
• 教材
• 无线通信
• 编码理论
• 网络优化
• 通信工程
• 信息技术

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302358046

版次：1

商品编码：11500479

品牌：清华大学

包装：平装

丛书名： 高等院校信息与通信工程系列教材

外文名称：Network Coding principle And Application

开本：16开

出版时间：2014-07-01

用纸：胶版纸

页数：16

内容简介

　　《无线网络编码：原理与应用/高等院校信息与通信工程系列教材》共分8章，从网络编码在无线通信领域的基础理论、主要技术和典型应用3个方面展开阐述。
　　第1章绪论，介绍网络编码的概念、起源和发展，介绍信道纠错码技术的基本概念，并介绍《无线网络编码：原理与应用/高等院校信息与通信工程系列教材》的组织结构。第2章基于多址接入单向中继信道场景的网络编码技术，介绍和提出了多址接入中继信道的多种应用场景中的几种联合网络编码方案，分别阐述了其技术要点及性能分析。第3章基于多向中继信道场景的网络编码技术，介绍和提出了多向中继信道的多种应用场景中的几种联合网络编码方案，分别阐述了其技术要点及性能分析。第4章基于多元LDPC编码的网络编码技术，从有限域构造的角度深入介绍了基于多元LDPC乘积码技术实现的联合网络编码方案，并给出了该方案的综合性能分析。第5章多源场景下的网络编码研究，阐述了多源网络中的网络编码方案。第6章叠加码的网络编码研究，介绍了基于叠加码技术实现的无线网络中的联合网络编码方案。第7章移动自组网中的网络编码技术，介绍了网络编码技术在移动自组网中的应用与发展。第8章总结与展望，总结了全书的内容，并对无线领域网络编码技术的发展提出了一些预期和方向。

作者简介

　　吴湛击，男，北京邮电大学信息与通信工程学院教授，博士生导师，1977年生，江苏宜兴人。IEEE高级会员，IEEE标准协会投票会员。2004年于北京邮电大学获“信号与信息处理”专业方向的博士学位，博士学位论文“统一编译码理论与应用”获得北京邮电大学“优秀博士论文”。全国高中数学联合竞赛一等奖的获得者.2004年7月至2006年7月，在松下电器尖端移动通信研究所做高级研究员，多次参加3GPP－LTE国际标准化会议，并多次赴日本横须贺YRP野比的松下总部研究院进行学术交流。2006年7月至今，在北京邮电大学电信工程学院任教。

目录

第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 信道编码概述
1.2.1 卷积码
1.2.2 Turbo码
1.2.3 LDPC码
1.3 网络编码概述
1.3.1 中继通信理论
1.3.2 网络编码的基本概念
1.3.3 网络编码的基本原理
1.3.4 网络编码的起源与发展
1.4 信道编码与网络编码的研究现况

第2章 基于多址接入单向中继信道场景的网络编码技术
2.1 引言
2.2 基于异或操作的网络编码技术
2.2.1 基于BICM-ID系统的网络编码
2.2.2 串行中继下Turbo码的网络编码
2.3 基于乘积码的网络编码技术
2.3.1 基于LDPC码的网络编码设计
2.3.2 场景描述与系统模型
2.3.3 LDPC的网络编码
2.3.4 译码设计
2.3.5 仿真分析
2.3.6 本节总结
2.4 多址接入全双工中继网络的编码方案
2.4.1 场景描述与系统模型
2.4.2 叠加信号与迭代译码算法
2.4.3 性能仿真
2.4.4 本节总结

第3章 基于多向中继信道场景的网络编码技术
3.1 引言
3.2 三时隙比特异或网络编码方案
3.3 双时隙比特物理层网络编码方案
3.4 仿真分析
3.5 多向中继信道下的网络编码
3.5.1 系统模型
3.5.2 传输方案的原理及处理流程
3.5.3 性能分析
3.6 本章总结

第4章 基于多元LDPC编码的网络编码技术
4.1 多元LDPC码介绍
4.1.1 多元LDPC码编码的设计
4.1.2 多元LDPC码编码的调制解调
4.1.3 多元LDPC码编码的译码算法
4.2 基于多元线性随机编码的网络编码技术
4.2.1 场景描述与拓扑模型
4.2.2 编码构造
4.2.3 迭代联合译码
4.2.4 仿真分析
4.3 基于多元LDPC乘积码的网络编码技术
4.3.1 译码设计的实现
4.3.2 性能分析
4.4 本章总结

第5章 多源场景下的网络编码研究
5.1 系统模型
5.2 多源中继网络编码
5.2.1 考虑直传链路下的中继网络编码
5.2.2 无直传链路下的中继网络编码
5.3 迭代译码原理
5.3.1 参考系统的LLR值
5.3.2 多源中继编码系统的LLR值
5.3.3 多信源中继系统的迭代译码
5.4 性能与仿真分析
5.4.1 基于EXIT图的译码性能分析
5.4.2 仿真结果分析
5.5 本章总结

第6章 叠加码的网络编码研究
6.1 系统模型
6.2 叠加码的网络编码
6.2.1 叠加码
6.2.2 编译码原理
6.2.3 误码率的分析
6.3 性能仿真
6.4 本章总结

第7章 移动自组网中的网络编码技术
7.1 引言
7.2 移动自组网
7.2.1 移动自组网介绍
7.2.2 AODV路由协议
7.2.3 协议缺陷与不足
7.3 移动自组网中的网络编码
7.3.1 应用场景及原理
7.3.2 性能仿真与分析
7.4 本章总结

第8章 总结与展望
8.1 本书内容总结
8.2 进一步的工作

附录 ADE-16QAM的trellis矩阵
缩写说明
参考文献和资料

前言/序言

《通信网络协议栈：设计、优化与安全》 引言 在信息爆炸的时代，全球通信网络的规模与复杂性呈指数级增长，对网络通信协议栈的设计、性能优化和安全性提出了前所未有的挑战。通信网络协议栈作为现代通信系统的基石，定义了数据如何在网络中传输、路由、交换和被接收。从互联网的 TCP/IP 协议簇到新兴的 5G/6G 网络，再到物联网和工业控制系统，高效、可靠且安全的通信协议栈是支撑这些应用的关键。 本书旨在深入探讨现代通信网络协议栈的核心原理、关键技术以及面向未来挑战的设计理念。我们不拘泥于单一的网络范式，而是从更宏观的视角审视不同网络环境下的协议栈演进。本书将系统地阐述协议栈各层的职责、工作机制，并重点关注当前研究和应用的热点，如协议栈的性能瓶颈分析、优化策略、以及日益重要的网络安全问题。 第一部分：通信网络协议栈的基础理论 第一章：通信网络协议栈的演进与分层模型 本章将追溯通信网络协议栈的发展历程，从早期的点对点通信协议到分层模型的诞生。我们将详细介绍 OSI 七层模型和 TCP/IP 四层（或五层）模型，剖析每一层的功能、目的以及它们之间的相互关系。理解分层模型是掌握协议栈运作的关键，本章将强调分层带来的模块化、标准化和互操作性优势，并探讨不同模型在实际应用中的取舍。我们将以实际网络协议为例，直观地展示各层协议是如何协同工作的，为后续深入学习打下坚实基础。 第二章：数据链路层：可靠传输与节点间通信 数据链路层是网络通信的起点，负责在相邻节点之间进行可靠的数据传输。本章将聚焦于数据链路层的核心技术，包括帧的封装与解封装、差错检测与纠错（如 CRC）、流量控制（如滑动窗口协议）以及介质访问控制（MAC）机制。我们将深入分析以太网、Wi-Fi 等常见局域网协议的工作原理，探讨它们在共享介质环境下的冲突避免和媒体访问策略。同时，本章还将介绍局域网互联的关键技术，如 MAC 地址解析协议（ARP），为理解 IP 层的路由奠定基础。 第三章：网络层：端到端的路由与寻址 网络层是通信网络的核心，负责将数据包从源主机路由到目标主机，即使它们不在同一个物理网络中。本章将重点讲解 IP 协议（IPv4 和 IPv6）的寻址机制、数据包格式以及路由选择算法。我们将详细阐述路由器的工作原理，包括转发表的构建与维护，以及不同路由协议（如 RIP、OSPF、BGP）的特点和应用场景。此外，本章还将探讨网络层提供的服务质量（QoS）保障机制，以及如何处理网络拥塞和数据包丢失等问题。 第四章：传输层：面向连接与无连接的可靠性 传输层在端到端通信中扮演着至关重要的角色，它为应用层提供两种主要的通信服务：面向连接（如 TCP）和无连接（如 UDP）。本章将深入剖析 TCP 协议的设计精髓，包括三次握手与四次挥手建立和释放连接的过程、可靠数据传输机制（序号、确认应答、重传）、流量控制（慢启动、拥塞避免）和拥塞控制策略。同时，我们也将介绍 UDP 协议的特点，分析其在流媒体、在线游戏等对时延敏感的应用中的优势。本章还会探讨端口号的作用以及 socket 编程接口，为理解应用层如何利用传输层服务提供实际指导。 第五章：应用层：丰富多彩的网络服务 应用层是用户直接交互的层面，承载着各种各样的网络服务。本章将介绍几种典型的应用层协议，如 HTTP（Web 浏览）、FTP（文件传输）、SMTP/POP3/IMAP（电子邮件）、DNS（域名解析）以及 SSH（安全远程登录）。我们将分析这些协议的设计理念、报文结构和工作流程，展示它们如何利用下层协议实现特定的应用功能。本章还将讨论网络应用的设计原则，以及如何根据应用需求选择合适的传输层协议。 第二部分：通信网络协议栈的性能优化 第六章：协议栈性能瓶颈分析与度量 本章将聚焦于如何识别和量化通信网络协议栈的性能瓶颈。我们将介绍各种网络性能度量指标，包括吞吐量、时延、抖动、丢包率和连接建立时间等，并探讨如何使用嗅探器（如 Wireshark）、流量生成器等工具进行实际测量。我们将深入分析不同协议层可能存在的性能瓶颈，例如链路层的冲突、网络层的路由拥塞、传输层的拥塞控制机制以及应用层的处理效率。通过案例分析，展示如何通过系统性的分析找到制约网络性能的关键因素。 第七章：传输层优化技术 传输层的性能直接影响着端到端的数据传输效率。本章将详细介绍多种传输层优化技术。我们将探讨 TCP 协议的各种变种和改进，如 NewReno、CUBIC、BBR 等拥塞控制算法，分析它们在不同网络环境（如高时延、高丢包率的网络）下的性能表现。本章还将介绍 TCP 选项的优化，如窗口扩展选项、时间戳选项等，以及如何通过调整 TCP 参数（如初始拥塞窗口、最大段大小）来提升性能。此外，我们将讨论 UDP 协议的优化策略，以及在特定场景下如何通过应用层来弥补 UDP 的不足。 第八章：网络层与路由优化 网络层的性能直接关系到数据包能否快速有效地送达目的地。本章将探讨网络层和路由的优化策略。我们将分析当前路由协议的局限性，并介绍一些增强路由效率的技术，例如路径选择的优化、负载均衡技术以及多播路由的设计。本章还将讨论网络虚拟化和软件定义网络（SDN）如何通过集中控制和灵活编程来动态优化网络流量和路由路径。此外，我们将介绍一些利用缓存和预取技术来加速数据包转发的机制。 第九章：链路层与接入网优化 链路层和接入网是用户接入网络的第一道关卡，其性能对整体网络体验至关重要。本章将探讨链路层和接入网的优化技术。我们将分析 Wi-Fi 协议的演进（如 Wi-Fi 6/6E/7）如何提升吞吐量和降低时延，以及在密集部署场景下的干扰管理技术。本章还将介绍 5G/6G 等新兴蜂窝通信技术在物理层和 MAC 层面的优化，例如波束赋形、大规模 MIMO、以及超可靠低时延通信（URLLC）的设计。此外，我们还将讨论如何在接入网层面实现流量调度和资源分配的优化，以满足不同应用的需求。 第十章：端到端性能优化与协议栈协同 本章将从宏观视角出发，探讨如何实现协议栈各层之间的协同优化，以达到最佳的端到端性能。我们将分析协议栈的整体设计原则，强调在设计和部署过程中需要考虑的权衡。我们将讨论如何通过应用层的感知和反馈来指导下层协议的调整，例如应用感知拥塞控制。本章还将探讨如何利用人工智能和机器学习技术来预测网络状态、动态调整协议参数，实现更智能化的网络管理和优化。 第三部分：通信网络协议栈的安全 第十一章：网络安全威胁与协议栈脆弱性 本章将全面审视通信网络协议栈面临的各种安全威胁，并分析协议栈各层在安全设计上的脆弱性。我们将介绍常见的网络攻击类型，如拒绝服务（DoS/DDoS）攻击、中间人攻击、嗅探攻击、欺骗攻击、DNS 劫持等，并详细解析这些攻击是如何利用协议栈的缺陷来实现的。我们将深入探讨 TCP/IP 协议簇在设计之初对安全性的考虑不足，以及由此带来的潜在风险。 第十二章：传输层与网络层的安全机制 本章将重点关注传输层和网络层的安全防护机制。我们将详细介绍 TLS/SSL 协议的工作原理，包括密钥交换、证书验证、对称加密和哈希函数等，分析其如何保障 Web 流量的机密性、完整性和认证性。我们将探讨 IPsec 协议及其提供的认证头（AH）和封装安全载荷（ESP），以及它们在 IP 层实现的安全隧道。本章还将介绍一些防御 DoS/DDoS 攻击的常用技术，例如流量过滤、速率限制和源地址验证。 第十三章：应用层安全与身份认证 应用层的安全性直接关系到用户数据的隐私和应用的可用性。本章将探讨应用层安全的关键技术。我们将深入讲解 HTTPs 的安全性，包括其与 TLS/SSL 的结合。本章还将介绍用户身份认证和授权机制，如基于密码的认证、基于令牌的认证、OAuth 等。我们将讨论如何设计安全的 API 接口，以及如何防止常见的 Web 应用漏洞，如 SQL 注入和跨站脚本攻击（XSS）。 第十四章：新兴网络协议栈的安全挑战与对策 随着通信技术的发展，新的网络范式（如 SDN、NFV、物联网、车联网）带来了新的安全挑战。本章将探讨这些新兴领域面临的安全问题，例如 SDN 控制器的安全、网络功能虚拟化（NFV）的隔离性、以及物联网设备的安全漏洞。我们将介绍针对这些挑战的解决方案，包括基于区块链的分布式安全机制、零信任架构、以及基于行为分析的安全监控等。本章还将展望未来网络安全的发展趋势，强调主动防御和智能安全的重要性。 结论 通信网络协议栈是现代信息社会不可或缺的组成部分。本书从原理出发，深入剖析了协议栈的各层功能，并系统地探讨了性能优化和安全防护的关键技术。我们力求提供一个全面而深入的视角，帮助读者理解现有网络的运作机制，应对当前面临的挑战，并为未来网络的创新与发展奠定坚实的基础。本书适合高等院校信息与通信工程专业的学生、相关领域的科研人员以及从事网络设计、开发和运维的工程师阅读。

评分☆☆☆☆☆

评价一： 拿到这本《无线网络编码：原理与应用》后，我立刻被它厚重的体量和严谨的编排吸引住了。封面设计简洁大气，传递出一种学术研究的专业感。作为一名即将步入无线通信领域的研究生，我深知掌握前沿理论的重要性。这本书的标题直接点明了核心内容——无线网络编码，这正是我目前迫切需要深入学习的课题。虽然我还没有时间逐字逐句地研读，但仅从目录和前言来看，它似乎囊括了网络编码的理论基础，从基础的线性编码原理，到更复杂的随机线性网络编码，再到针对无线环境的特有挑战所设计的解决方案。我特别期待书中关于纠错码、信息论在网络编码中的应用，以及如何克服无线信道中的衰落、干扰等问题的详细阐述。这本书能否为我打下坚实的理论基础，让我能够更自信地投入到实际的研究项目中，是我最为关心的。我设想，通过这本书的学习，我能对如何通过编码提高网络吞吐量、降低时延、增强鲁棒性有更深刻的理解，为我未来在无线通信系统的设计和优化方面积累宝贵的知识财富。

评分☆☆☆☆☆

评价二： 这本书给我一种“宝藏”的感觉，不是那种闪闪发光但华而不实的宝藏，而是那种埋藏在深处，需要耐心挖掘才能显现其价值的宝藏。虽然它名字听起来有些技术性，但阅读过程却并非枯燥乏味。书中的图示和例子非常丰富，将抽象的概念具象化，让我这个非科班出身但对无线技术有浓厚兴趣的工程师，也能逐步理解网络编码的精髓。尤其是在介绍无线信道特性对编码策略的影响时，作者的分析鞭辟入里，让我认识到简单的理论模型在实际无线环境中需要如何调整和优化。我特别喜欢书中关于纠错码如何与网络编码相结合的章节，这提供了解决无线传输丢包问题的全新视角。这本书没有回避实际工程中的难点，而是试图给出可行的解决方案，这对于我来说是弥足珍贵的。我希望通过这本书的学习，能够将理论知识转化为解决实际问题的能力，更好地理解和运用无线网络编码技术，从而在工作中有所突破。

评分☆☆☆☆☆

评价五： 在我看来，一本好的技术书籍，不仅要传授知识，更要激发读者的思考和探索欲。这本书的篇幅不小，内容必然十分充实，从“原理”到“应用”，应该是一个循序渐进、由浅入深的过程。我猜想，在介绍完基础概念后，书中会重点阐述网络编码如何提升无线网络的性能，例如在多播场景下，如何通过一次传输将信息发送给多个接收者，从而显著提高频谱效率。此外，考虑到无线环境的动态性和不确定性，我期待书中能有详细的章节讨论如何设计具有鲁棒性的网络编码方案，以应对数据包丢失、节点故障等问题。这本书能否为我提供解决实际无线网络设计中遇到的瓶颈的思路，例如如何平衡编码的复杂度和带来的性能提升，是我衡量其价值的重要标准。总而言之，我希望这本书能够成为我在无线网络编码领域的“常备工具书”，随时查阅，不断汲取灵感。

评分☆☆☆☆☆

评价三： 这本书的出版，无疑为信息与通信工程领域的师生提供了一本极具参考价值的教材。作为一名有着多年教学经验的老师，我深知一本优秀的教材需要具备理论体系完整、内容更新及时、例证清晰易懂等特点。这本书从书名来看，就抓住了无线网络编码这个当前研究的热点和难点。我预估书中在介绍完基本的网络编码理论后，会深入探讨其在无线环境下的特殊应用，例如如何利用物理层的信息来辅助编码，或者如何设计适应动态变化的无线信道条件的编码方案。高等院校信息与通信工程系列教材的定位，也意味着它在学术深度和广度上都有较高的要求。我期待书中能够涵盖最新的研究成果和发展趋势，例如与5G、6G等下一代通信技术相关的网络编码技术。这本书的出现，将有助于规范和引导相关课程的教学内容，提升该领域的教学水平。

评分☆☆☆☆☆

评价四： 这本《无线网络编码：原理与应用》对于我这样一名沉浸在理论研究多年、渴望将理论付诸实践的研究人员来说，犹如久旱逢甘霖。书中的“原理”部分，我推测会深入剖析网络编码的数学基础，比如线性代数在其中的应用，以及如何通过信息论的角度来衡量编码的效率和可靠性。而“应用”部分，则是我最为期待的，希望看到如何将这些抽象的原理应用到解决实际的无线网络问题上，比如在复杂拓扑的网络中如何高效地传输数据，或者在资源受限的移动终端上如何实现高效的编码和解码。我特别关注书中是否会讨论分布式网络编码、多播网络编码等更高级的主题，以及这些技术在实际的无线传感器网络、物联网等场景下的具体实现案例。这本书能否帮助我打开新的研究思路，将理论与实际需求紧密结合，是我对它的最大期望。