基于网络编码的数据通信技术研究 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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董赞强 著

图书标签:

• 网络编码
• 数据通信
• 无线通信
• 信息论
• 网络优化
• 路由算法
• 编码理论
• 通信网络
• 可靠传输
• 资源分配

出版社： 电子科技大学出版社

ISBN：9787564733209

版次：1

商品编码：12056763

包装：平装

开本：32开

出版时间：2015-12-01

用纸：胶版纸

页数：242

正文语种：中文

内容简介

　　《基于网络编码的数据通信技术研究》中内容从三个方面研究基于网络编码的网络数据通信方案：网络编码与现有网络各层协议的结合、基于数据流传送模式控制的网络编码增益大化、网络编码方案面临的数据传送时延控制与数据传送可靠性保证，以期使网络编码在与现有网络协议结合及*小化负面效应的条件下发挥优势。

目录

第1章 绪论
1．1 研究背景
1．2 相关研究及其现状
1．3 主要研究内容
1．4 内容组织

第2章 基于网络编码的数据通信技术研究概述
2．1 网络编码的概念与定义
2．1．1 网络编码的理论基础
2．1．2 网络编码的基本原理
2．1．3 网络编码构造方法及分类
2．2 数据传送中的网络编码过程
2．3 网络编码应用于网络数据传送的研究
2．3．1 提高网络吞吐量
2．3．2 提高数据传送的可靠性
2．3．3 保证数据传送的安全性
2．3．4 降低编解码过程的负面效应
2．4 基于网络编码的数据传送技术研究趋势
2．5 典型的解决方案及分析
2．5．1 线性规划解决方案
2．5．2 集权图解决方案
2．6 提出的解决方案及其创新点
2．7 小结

第3章 面向网络编码的网络协议结构
3．1 概述
3．2 相关研究工作及基础
3．2．1 网络编码分层协议结构的研究
3．2．2 网络编码跨层协议结构的研究
3．3 网络编码在网络各协议层中的研究
3．3．1 网络编码与网络各层协议的结合
3．3．2 实用网络编码方案在网络协议层中的位置
3．4 一种基于网络协议参数联合调整的网络编码跨层协议结构
3．4．1 跨层协议设计的必要性
3．4．2 协议结构描述
3．4．3 协议性能分析
3．4．4 基于网络编码跨层协议结构设计存在的问题．
3．5 小 结

第4章 基于数据速率匹配的网络编码优化机制
4．1 相关研究工作及基础
4．2 网络模型
4．3 基于数据速率匹配的网络编码优化机制OMNR
4．3．1 OMNR机制应用的前提条件
4．3．2 OMNR机制模型描述
4．4 OMNR机制的性能分析
4．4．1 OMNR机制的可靠性
4．4．2 OMNR机制编解码概率分析
4．4．3 OMNR机制实现的可行性分析
4．5 OMNR机制的模拟实验
4．5．1 实验环境描述
4．5．2 实验结果分析
4．6 小 结

第5章 基于时延约束的网络编码模型
5．1 相关研究工作及基础
5．2 网络编码中数据传送时延约束模型描述
5．3 时延约束的动态网络编码模型DNPDC
5．3．1 网络数据传送编码时延分析
5．3．2 DNPDC模型数据传送过程描述
5．3．3 Dnpdc模型中编码数据窗口尺寸的动态调整．
5．4 DNPDC模型性能分析及模拟实验
5．4．1 DNPDC模型性能分析
5．4．2 实验分析
5．5 小结

第6章 基于数据传送可靠性保证的网络编码机制
6．1 相关研究工作及基础
6．2 网络数据传送可靠性问题描述
6．2．1 网络模型描述
6．2．2 网络错误状态描述
6．2．3 接收端传送控制的数据传送可靠性保证策略
6．3 一种基于邻结点协作的网络编码数据转发机制CFMNC
6．3．1 机制描述
6．3．2 机制中数据传送批次描述
6．3．3 数据转发结点集与数据转发概率描述
6．3．4 CFMNC机制中数据传送转发过程描述
6．4 实验分析
6．4．1 实验环境建立
6．4．2 实验结果及分析
6．5 小结

第7章 总结与展望
7．1 工作总结
7．2 后续研究的展望

参考文献

《智能传感器网络应用与优化》 内容简介 本书深入探讨了当前智能传感器网络（Smart Sensor Networks, SSN）在各个领域的广泛应用，并着重于提升其性能、可靠性和效率的关键技术与优化策略。本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，理解SSN的设计、部署、管理和应用的全过程，以及面向未来挑战的潜在解决方案。 第一章：智能传感器网络概述 本章首先界定了智能传感器网络的定义、基本组成部分（传感器节点、汇聚节点、网关、管理中心）以及其与传统传感器网络的区别。重点阐述了智能传感器网络的智能化体现在哪些方面，例如数据感知、本地处理、自主决策、协同工作等。接着，详细介绍了SSN的核心技术，包括低功耗通信技术（如Zigbee、LoRa、NB-IoT）、低功耗嵌入式系统、传感器融合技术、分布式信号处理以及网络管理协议。最后，展望了SSN在物联网（IoT）、智慧城市、工业自动化、环境监测、医疗健康等领域的巨大应用潜力。 第二章：智能传感器节点的硬件设计与功耗管理 硬件是SSN的基础，本章将聚焦于智能传感器节点的硬件设计。首先，详细分析了微控制器（MCU）、传感器模块（如温湿度、光照、加速度、气体传感器等）、通信模块以及电源管理单元（PMU）的选择与集成。强调了在资源受限的节点上实现高性能与低功耗之间的权衡。接着，深入探讨了功耗管理技术，包括休眠模式、低功耗工作模式、动态电压频率调整（DVFS）、能量收集技术（如太阳能、振动能）及其在延长节点寿命方面的作用。通过具体的案例分析，展示了如何通过优化硬件设计和电源管理策略，最大限度地降低节点的能耗，从而实现其长期自主运行。 第三章：智能传感器网络的通信协议栈与路由机制 通信是SSN实现数据传输和协同工作的关键。本章首先分析了适用于SSN的通信协议栈，重点介绍了OSI七层模型或TCP/IP模型在SSN中的适应性，以及MAC层、网络层、传输层在低功耗、低带宽环境下的优化设计。随后，详细阐述了SSN中各类路由机制的原理与特点。包括： 单跳路由： 适用于节点数量较少，能量充足的情况。 多跳路由： 重点介绍为解决SSN能量受限、节点易失效等问题而设计的路由协议。包括： 基于能量的路由（Energy-Aware Routing）： 如LEACH (Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy)、TEEN (Threshold-sensitive Energy Efficient Sensor Network) 等，通过聚类、轮换簇头等方式均衡节点能量消耗。 基于地理位置的路由（Geographic Routing）： 如GEAR (Geographic and Energy Aware Routing)，利用节点的位置信息进行数据转发，减少控制开销。 基于QoS的路由（QoS-Aware Routing）： 考虑延迟、可靠性等服务质量要求。 拥塞控制与负载均衡： 分析SSN中可能出现的拥塞现象，并提出相应的拥塞控制和负载均衡策略，以保证数据的可靠传输。 本章通过对比分析不同路由机制的优缺点，为读者选择和设计适合特定应用场景的通信策略提供指导。 第四章：传感器数据融合与信息提取 传感器数据融合是提升SSN感知精度和鲁棒性的核心技术。本章深入探讨了不同层面的数据融合方法。 低级融合（数据级融合）： 直接融合来自同一目标的不同传感器原始数据，例如对同一物体进行多角度测量。 中级融合（特征级融合）： 提取各传感器数据的关键特征，然后融合这些特征，例如对图像进行特征提取后融合。 高级融合（决策级融合）： 各传感器独立进行决策，然后融合这些决策结果，以做出最终判断。 详细介绍了常用的融合算法，包括： 统计学方法： 如卡尔曼滤波器（Kalman Filter）及其变种（扩展卡尔曼滤波器EKF、无迹卡尔曼滤波器UKF），在处理线性或非线性动态系统中的状态估计与融合问题中表现出色。 机器学习方法： 如支持向量机（SVM）、神经网络（NN）、深度学习（DL）在复杂非线性系统中的数据融合与模式识别。 证据理论（Dempster-Shafer Theory）： 在处理不确定性信息和证据组合时具有优势。 模糊逻辑（Fuzzy Logic）： 适用于处理模糊和不精确的信息。 本章通过实际应用案例，展示了如何利用这些融合技术，从海量、异构的传感器数据中提取有价值的信息，提高SSN的整体感知能力。 第五章：智能传感器网络的网络管理与安全 SSN的网络管理和安全是保障其稳定运行和数据可信的关键。 网络管理： 涵盖了SSN的部署、配置、监控、维护和性能优化。重点介绍了： 拓扑管理： 如何动态地发现、维护和管理网络拓扑。 节点管理： 远程诊断、固件升级、参数配置等。 数据管理： 数据采集、存储、分发和生命周期管理。 性能监控： 实时监测网络延迟、吞吐量、能量消耗等关键指标，并进行性能调优。 故障检测与恢复： 识别节点故障、链路故障，并采取相应的恢复措施。 网络安全： 鉴于SSN的广泛应用场景，安全问题尤为突出。本章将重点关注： 安全威胁与攻击： 分析SSN面临的典型安全威胁，如窃听、篡改、拒绝服务（DoS）攻击、假冒节点等。 安全机制： 介绍适用于SSN的安全机制，包括： 认证与访问控制： 确保合法节点接入网络，防止非法节点。 加密与完整性保护： 保护通信数据的机密性和完整性。 入侵检测与防御： 识别和阻止恶意活动。 轻量级加密算法： 针对资源受限的节点设计高效的加密方案。 分布式安全管理： 在分布式环境中实现安全策略的部署和管理。 本章强调了在设计SSN时，必须将网络管理和安全作为核心考量因素，构建一个高效、可靠且安全的智能传感器网络系统。 第六章：智能传感器网络的关键应用案例分析 本章通过多个典型的应用案例，生动地展示了智能传感器网络在不同领域的实际价值。 智慧城市： 智能交通（交通流量监测、信号灯优化）、智能安防（视频监控、入侵检测）、环境监测（空气质量、噪音水平）、智能照明等。 工业物联网（IIoT）： 工业设备状态监测、预测性维护、生产流程优化、仓储管理、能源效率提升等。 智慧农业： 土壤墒情监测、病虫害预警、精准灌溉、作物生长环境监测、自动化养殖等。 智慧医疗： 远程病人监护、可穿戴健康设备、医疗设备状态监测、院内资产追踪等。 环境监测： 森林火灾预警、水质监测、地震监测、气象数据采集等。 每个案例都将详细介绍SSN在该领域的具体部署方案、采用的关键技术、面临的挑战以及取得的成效，从而为读者提供实践指导和启发。 第七章：智能传感器网络的未来发展趋势 本章对智能传感器网络的未来发展进行展望，探讨新兴技术和潜在的创新方向。 边缘计算与AI在SSN中的融合： 将计算能力推向网络边缘，实现更快的响应速度和更低的带宽需求，以及在节点端进行AI推理。 5G/6G通信技术对SSN的影响： 高带宽、低延迟的通信能力将支持更复杂的SSN应用。 区块链技术在SSN中的应用： 提升SSN数据的安全性和可信度。 自组织与自适应网络： SSN将具备更强的自主学习和适应环境变化的能力。 人机交互与SSN的融合： 提升用户与SSN系统的交互体验。 可持续性与绿色SSN： 更加注重环境友好和能源效率。 本书力求通过理论与实践相结合的方式，为读者提供一个关于智能传感器网络技术全面而深入的认识，激发读者在SSN领域的进一步研究与创新。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本关于网络编码的书，我首先被其前沿的选题所吸引。在信息安全日益受到重视的当下，数据传输的安全性与高效性同样是不可忽视的两个维度。我尤其好奇，网络编码技术除了提升传输效率，在保障数据完整性、抵御恶意攻击方面又有着怎样的潜力？例如，在点对点通信或多播环境中，如果部分数据包丢失或被篡改，网络编码能否通过其特有的信息冗余和纠错机制，实现比传统纠错码更精细、更灵活的防护？书中对信息论基础与网络编码理论的结合，以及由此衍生出的安全编码方案，是我最为关注的焦点。我期望能从中找到答案，了解网络编码如何在保证数据传输速率的同时，有效增强通信的鲁棒性，甚至在某些场景下，实现对数据内容的隐匿和保护。这对于构建更安全可靠的下一代通信网络，无疑具有重要的理论和实践意义。书中对相关安全协议和攻击防御策略的探讨，能否提供一些新颖的思路和可行的技术框架，将是我评判其价值的重要标准。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的兴趣，源于对网络通信中“最后一公里”问题的长久思考。在无线通信、传感器网络，乃至物联网的广泛部署中，资源的有限性和不确定性总是制约着整体性能的提升。这本书中的“网络编码”概念，让我联想到一种能够突破传统带宽限制、提高资源利用率的全新思路。我特别想知道，在这些资源受限的网络中，网络编码如何通过多条路径同时传输和混合编码，实现数据的有效聚合和分发？例如，在蜂窝网络中，基站与用户设备之间的多跳传输，或者在传感器网络中，数据从末端节点汇聚到网关的过程，是否可以通过引入网络编码，有效减少冗余传输，提高整体吞吐量？我对书中对分布式网络编码、以及其在能效优化方面的研究成果，抱有极大的期待。如果书中能提供一些关于如何设计适用于低功耗、低计算能力的节点的网络编码算法，以及这些算法在实际部署中的挑战与解决方案，那么这本书的价值将远超理论研究的范畴。

评分☆☆☆☆☆

读完一本关于网络编码的著作，心中涌起一股强烈的求知欲。虽然书名直指“基于网络编码的数据通信技术研究”，我却从一个更广阔的视角去审视它，希望能从中窥见未来通信的蓝图。我特别关注的是，在当前信息爆炸、数据流量呈指数级增长的背景下，传统通信方式所面临的瓶颈。例如，在处理海量视频流、实时互动应用甚至是新兴的VR/AR场景时，现有网络的带宽、延迟和可靠性是否还能满足需求？而网络编码，作为一种革命性的传输策略，是否能提供一种更优雅、更高效的解决方案？我渴望了解它如何在底层协议层面实现对数据流的优化，从而在不增加硬件投入的情况下，显著提升网络性能。书中对各种网络编码算法的深入剖析，以及它们在不同网络拓扑和场景下的适用性，是我最为期待的。尤其是，作者是否能结合实际的工程案例，生动地展现这些理论如何在现实世界中落地生根，解决那些困扰通信工程师的棘手问题，这将是对本书价值的最好证明。我希望看到的是，不仅仅是技术层面的讲解，更能引发对通信行业未来发展方向的深度思考。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对未来通信网络架构充满好奇的读者，我购买这本书更多的是希望从中洞察网络编码在构建下一代智能通信系统中的作用。我关注的不仅仅是现有的数据通信技术，更是那些能够驱动未来发展的新兴范式。这本书名中的“研究”二字，让我联想到它可能在探讨如何将网络编码与人工智能、软件定义网络（SDN）等前沿技术相结合，以实现更具自适应性和智能化的通信。例如，在动态变化的云通信环境中，网络编码能否与SDN控制器协同工作，根据实时网络状况动态调整编码策略，以最优化的方式路由和转发数据？或者，能否利用机器学习算法来预测网络拥塞，并提前部署相应的网络编码方案，从而实现前瞻性的性能优化？我期待书中能够对这些交叉领域的研究进行深入探讨，描绘出网络编码在实现智能网络、服务质量保障（QoS）、甚至是为元宇宙等沉浸式应用提供强大支撑方面的广阔前景。

评分☆☆☆☆☆

我对网络编码技术的关注，很大程度上源于对其解决信息瓶颈潜力的兴趣。在信息传递过程中，数据包的产生、传输、存储和消费，每一个环节都可能成为瓶颈。我希望在这本书中看到，网络编码如何通过其独特的编码和解码机制，从根本上改变信息传递的模式，从而打破这些瓶颈。例如，在分布式存储系统中，数据冗余的生成和恢复，是否可以利用网络编码来提高效率，减少存储开销？在内容分发网络（CDN）中，缓存服务器之间数据的更新和同步，能否通过网络编码实现更快的传播速度和更高的可靠性？我期待书中能够深入剖析网络编码在这些具体应用场景下的优势，并且提供一些关于如何量化评估其性能提升的指标和方法。如果书中能够涵盖一些关于网络编码在实际工程部署中遇到的挑战，例如计算复杂度、时延敏感性等方面，并给出相应的解决方案，那么这本书的实用价值将非常高。