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周清峰 著

图书标签:

• 无线通信
• 网络编码
• 信息论
• 无线网络
• 通信理论
• 编码理论
• 信号处理
• 优化理论
• 协议设计
• 移动通信

店铺： 夜语笙箫图书专营店

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115366412

商品编码：29616386787

包装：精装

出版时间：2014-11-01

基本信息

书名：无线网络编码

定价：78.00元

作者：周清峰

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2014-11-01

ISBN：9787115366412

字数：

页码：

版次：1

装帧：精装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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专业技术书籍，*前沿的研究成果与研究热点
　　外极具知名度的物理层网络编码的创始人执笔
　　理论基础知识和前沿科技成果之间的平衡，是先进性和实用性的统一
　　附有部分仿真代码

内容提要

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《无线网络编码》主要讨论网络编码在无线通信网络中的应用、技术难题、解决方案以及新的技术发展方向。针对无线双向中继网络下的网络编码技术，《无线网络编码》内容分为两个部分：部分讨论在三节点双向中继系统中，完成一双符号交换需要三个时隙的链路层网络编码；第二部分讨论完成同样的符号交换仅需要两个时隙的物理层网络编码。
　　具体来说，部分主要包括：三时隙链路层网络编码技术、链路层网络编码在多中继系统中的扩展、采用链路层网络编码下网络传输协议的设计。第二部分主要包括：两时隙物理层网络编码技术、物理层网络编码下的若干高级算法、物理层网络编码在多天线中继系统中的研究以及基于网络编码的双向中继系统的容量与安全性研究。
　　《无线网络编码》可作为高校通信专业本科高年级的选修教程或者研究生的课程教材，也可作为无线通信研究人员的参考书。

目录

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章　双向中继信道和网络编码概述
1.1　网络编码在无线中继信道中的应用
1.1.1　链路层网络编码简介
1.1.2　物理层网络编码简介
1.2　双向中继信道的扩展
1.2.1　TWRC并行多中继
1.2.2　TWRC串行多中继
1.2.3　多源节点单中继系统
1.2.4　多节点多天线中继系统
1.2.5　多节点多中继多跳系统
1.3　全书架构与逻辑关系
参考文献
部分　链路层网络编码
第2章　简单链路层网络编码算法
2.1　网络编码
2.1.1　同步网络编码
2.1.2　异步网络编码
2.1.3　使用网络编码的双向中继信道速率域、合速率分析
2.2　联合网络编码与叠加编码(INSC)技术
2.2.1　系统模型
2.2.2　INSC机制的分析
2.2.3　不同机制间的比较及仿真
2.3　COPE无线网络编码的实现
2.3.1　无线网络编码COPE简介
2.3.2　COPE重要设计细节
2.3.3　无线网络编码的增益
2.3.4　COPE在一些简单拓扑结构中的实验
2.4　网络扩频码
2.4.1　完全互补序列及应用
2.4.2　网络扩频码
2.4.3　应用实例与讨论
参考文献
第3章　扩展链路层网络编码算法
3.1　信道编码与网络编码联合算法
3.1.1　应用背景
3.1.2　系统模型
3.1.3　直接网络编码
3.1.4　软网络编码
3.1.5　软网络编码的性能分析
3.1.6　软网络编码的性能仿真
3.1.7　相关理论推导
3.2　多天线链路层网络编码算法
3.2.1　多天线双向中继中基于链路层网络编码的重传机制
3.2.2　MIMO双向中继网络
3.2.3　MIMO双向中继网络的网络模拟实现
3.2.4　重传机制的比较分析
3.2.5　MIMO网络编码的双向多跳中继网络硬件原型
3.3　中继选择算法
3.3.1　单中继选择算法
3.3.2　双中继选择算法
3.3.3　中继选择算法的应用
参考文献
第4章　链路层网络编码网络协议分析
4.1　基于网络编码的调度
4.1.1　网络编码与调度的关系
4.1.2　自适应网络编码调度
4.1.3　网络编码与机会调度
4.1.4　MIMO与网络编码联合调度
4.1.5　MIMO与网络编码联合调度的算法分析
4.2　基于网络编码的数据链路层协议设计
4.2.1　网络编码与重传
4.2.2　网络编码在重传中减少时延
4.2.3　网络编码重传次数分析
4.3　基于网络编码的路由层协议设计
4.3.1　集中式编码感知路由
4.3.2　编码感知路由度量
4.3.3　分布式路由协议设计
4.3.4　改进型机会路由协议与网络编码
4.4　基于网络编码的应用层协议设计
4.5　其他课题
4.5.1　可解码包数大问题
4.5.2　小转发次数问题
参考文献
第二部分　物理层网络编码
第5章　简单物理层网络编码算法
5.1　PNC简介
5.1.1　传统传输方案(TS方案)
5.1.2　链路层网络编码传输方案(SNC方案)
5.1.3　物理层网络编码
5.2　PNC的理论推广
5.2.1　PNC的分类
5.2.2　有限集合物理层网络编码(PNCF)
5.2.3　无限集合物理层网络编码(PNCI)与PNCF的比较
5.3　影响PNC应用的其他因素
5.3.1　噪声的影响
5.3.2　重传机制的影响
5.3.3　前向纠错及信道编码的影响
5.3.4　同步的影响
5.3.5　信道的影响
5.3.6　网络拓扑的影响
参考文献
第6章　高级物理层网络编码算法
6.1　基于链路信道编码的PNC映射
6.1.1　同步信道编码PNC
6.1.2　异步信道编码PNC
6.1.3　数值结果与讨论
6.2　优映射PNC
6.2.1　双向中继的两个阶段
6.2.2　映射和星座设计
6.3　盲已知干扰消除算法
6.3.1　系统模型和系统构架
6.3.2　平坦衰落信道中盲已知干扰消除算法
6.3.3　频率选择性衰落信道中的BKIC
6.3.4　性能分析
6.3.5　数字仿真
参考文献
第7章　多天线物理层网络编码
7.1　线性MIMO PNC方案
7.1.1　线性MIMO网络编码模型
7.1.2　线性MIMO PNC检测
7.1.3　误码率性能分析
7.1.4　仿真与数值结果
7.2　PNC信道量化
7.2.1　基于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　仿真结果与讨论
参考文献
第8章　双向中继信道容量
8.1　高斯TWRC信道容量
8.1.1　PNC信息容量的外界
8.1.2　链路到链路的信道编码PNC
8.1.3　在对称TWRC中可达的对称信息率
8.1.4　点到点信道编码的ANC方案
8.2　PNC在安全传输中的应用
8.2.1　系统模型
8.2.2　安全传输信息率
8.2.3　可达安全信息率上限
8.2.4　数值结果与讨论
参考文献
名词索引

作者介绍

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文摘

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序言

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《信息洪流中的智慧之光——无线网络编码的奥秘与应用》 在这个信息爆炸的时代，我们无时无刻不被海量的数据所包围。从社交媒体上的即时分享，到远程医疗的精密诊断，再到自动驾驶的精准控制，这一切都离不开高效、可靠的通信网络。而支撑起这一切的，正是那些默默无闻却至关重要的技术基石。在这些基石中，无线网络编码无疑是最具革命性、也最能点燃智慧之光的技术之一。 本书，《信息洪流中的智慧之光——无线网络编码的奥秘与应用》，并非仅仅是对一项枯燥技术原理的罗列，而是一次深入浅出的探索之旅，旨在揭示无线网络编码如何以一种超越传统思维的智慧，解决信息传输中的棘手难题，并为构建更强大、更智能的未来网络描绘蓝图。我们希望通过这本书，带领读者穿越信息传输的迷雾，领略编码艺术的精妙，理解无线网络在日益增长的数据需求面前，是如何实现突破性飞跃的。 第一篇：拨开迷雾——理解无线网络传输的挑战 在深入探讨编码的奇妙之处前，我们必须首先正视无线网络在信息传输过程中所面临的严峻挑战。想象一下，我们发送的每一个数据包，就像一颗颗珍贵的种子，需要在复杂的“空气土壤”中穿行。这片“土壤”并非一成不变，而是充满了各种“不确定性”： 信号衰落与干扰： 无线信号在传播过程中，会因为距离、障碍物（墙壁、树木甚至人体）以及其他电子设备的电磁波而减弱，甚至被其他信号“淹没”。这就像种子在运输过程中，可能会因为风雨或杂物而丢失、损坏，导致信息不完整或错误。 多径效应： 信号会沿着不同的路径传播，经过反射、绕射后到达接收端，形成多个副本。这些副本的叠加，可能导致信号的失真，使得接收端难以准确地还原原始信息。这如同我们试图在嘈杂的市场中听清一个人的话，多个声音的交织使得理解变得困难。 移动性带来的动态变化： 智能手机、物联网设备等在现代网络中扮演着越来越重要的角色。这些设备的移动性意味着信道环境时刻在变化，给稳定可靠的传输带来了极大的挑战。如同在一个快速移动的列车上试图保持通话，信号的断断续续成为常态。 有限的频谱资源： 无线通信依赖于有限的频谱资源，如何在这有限的“跑道”上承载日益增长的数据流量，是摆在工程师面前的难题。这好比在一条拥挤的公路线上，如何让更多的车辆高效通行。 节点失效与拓扑变化： 在复杂的无线网络中，如传感器网络、Ad-hoc网络，节点可能会因为电力耗尽、故障等原因而失效，网络的连接拓扑也可能随时发生变化。这使得传统的、依赖于固定路径的传输方式变得脆弱不堪。 正是这些错综复杂的挑战，使得传统的错误检测与纠正方法（如重传机制）在无线网络中显得力不从心，效率低下。每当发生传输错误，接收端就不得不请求发送端重新发送数据，这不仅增加了时延，还进一步加剧了对信道资源的占用，形成恶性循环。 第二篇：智慧之光——编码的革命性突破 面对上述挑战，网络编码（Network Coding）应运而生，并以其“去中心化”、“智能化”的设计理念，为无线网络传输带来了革命性的变革。不同于传统的逐跳（hop-by-hop）的线性数据传输模式，网络编码在网络节点之间引入了“信息融合”的概念。 超越线性思维： 在传统的网络中，路由器或交换机主要负责将接收到的数据包“原封不动”地转发到下一个节点。而网络编码则赋予了中间节点“智慧”，允许它们对接收到的多个数据包进行线性组合（通常是基于有限域上的向量加法），形成一个新的编码包。这个新的编码包包含了原始数据包的部分或全部信息，但其本身的“形式”已经发生了变化。 “丢包”的智慧化处理： 想象一下，当一些原始数据包在网络中丢失时，接收端并不会因为缺少某个特定的原始包而无法解码。相反，通过接收到足够的、经过网络编码后的组合包，接收端仍然能够通过线性代数的方法，将这些组合包“还原”出丢失的原始数据包。这就像我们在拼图时，即使丢失了某几块原有的拼图，但通过观察其他已经组合好的碎片，仍然可以推断出缺失部分的形状和颜色。 消除“瓶颈”： 在传统的网络中，信息的转发路径可能存在“瓶颈”节点，一旦瓶颈节点失效或拥塞，整个网络的通信就会受到严重影响。网络编码通过打破固定的路径依赖，允许数据在网络中以更灵活、更“多路径”的方式流动，显著提高了网络的鲁棒性和吞吐量。 高效利用带宽： 通过将多个数据包的信息进行融合，网络编码在一定程度上减少了需要独立传输的数据包数量，从而提高了频谱利用效率，增加了网络的整体吞吐量。 本书将深入剖析网络编码背后的数学原理，如线性代数、有限域理论，并以生动形象的比喻和图示，帮助读者理解这些抽象概念。我们将详细介绍不同类型的网络编码方案，例如： 随机线性网络编码 (Random Linear Network Coding - RLNC): 这是目前最流行、最广泛研究的网络编码方案之一。它通过在编码过程中引入随机性，能够在概率上保证接收端能够解码出原始信息，同时具有良好的鲁棒性和性能。我们将探讨RLNC的编码生成、解码过程，以及其在不同网络场景下的性能优势。 有符号线性网络编码 (Signed Linear Network Coding): 针对特定网络结构，如多播网络，有符号线性网络编码能够提供更优的性能。本书将介绍其原理及其在降低复杂度方面的优势。 其他新型网络编码方案： 我们还将触及一些前沿的研究成果，如基于代数几何码的网络编码、非线性网络编码等，展示网络编码技术的不断演进和创新。 第三篇：智慧的应用——赋能未来网络 网络编码的强大之处不仅在于其理论上的精妙，更在于其在实际应用中展现出的巨大潜力。本书将带领读者领略网络编码如何在各种无线网络场景中大放异彩： 无线多播与广播： 在向多个接收者同时发送相同信息时，网络编码能够显著提高效率。例如，在流媒体直播、软件更新分发等场景，通过一次编码，多个接收者可以并行解码，大大节省了带宽和传输时间。 无线传感器网络 (WSN): 传感器网络通常面临节点数量庞大、能量受限、节点失效频繁等问题。网络编码能够有效缓解这些问题，通过信息融合，减少冗余传输，提高数据收集的完整性和可靠性。 Ad-hoc网络与移动自组网络 (MANET): 在这些动态变化的自组织网络中，节点间的连接关系不稳定。网络编码的鲁棒性使其成为这些网络的理想选择，能够有效应对节点失效和路径变化，保证通信的持续性。 下一代蜂窝网络 (5G/6G): 随着5G乃至6G技术的快速发展，对网络容量、延迟和可靠性的要求越来越高。网络编码被认为是实现这些目标的关键技术之一，能够提升基站间的协作效率，优化用户体验。 物联网 (IoT) 的大规模连接： 物联网设备数量庞大，数据传输需求多样。网络编码能够帮助构建更高效、更可靠的物联网通信基础设施，支持海量设备的连接和数据交换。 缓存辅助网络： 在网络边缘部署缓存节点，结合网络编码，能够有效减少回源流量，提高用户访问数据的时延和效率。 本书将通过大量的实际案例分析和仿真结果展示，让读者直观地感受到网络编码在提升网络吞吐量、增强网络鲁棒性、降低传输时延、以及优化能源效率等方面的显著成效。我们将探讨网络编码在智能交通、智慧医疗、工业自动化等领域的潜在应用，勾勒出未来智能网络的美好图景。 结语：点燃思维的火花 《信息洪流中的智慧之光——无线网络编码的奥秘与应用》不仅仅是一本技术专著，更是一次对信息传输效率与可靠性极限的探索，是对网络智能化潜力的深度挖掘。我们希望通过本书，点燃读者对信息科学的求知热情，激发对未来网络技术创新的思考。 阅读本书，您将不仅能够深入理解无线网络编码的核心原理，掌握其精妙的数学工具，更重要的是，您将领略到一种全新的解决问题的方式——如何通过智慧的“融合”与“重构”，在看似充满挑战的信息洪流中，找到那束最耀眼、最持久的智慧之光。无论您是网络通信领域的专业人士，还是对前沿科技充满好奇的学生，亦或是希望了解信息技术如何改变世界的普通读者，本书都将为您打开一扇通往新视界的大门。让我们一同走进无线网络编码的世界，感受科技带来的无限可能。

评分☆☆☆☆☆

这本书真的让我眼前一亮。我平时工作接触到一些跟数据传输相关的业务，但总觉得对底层原理知之甚少，这次读了这本书，感觉豁然开朗。作者用一种非常生动的方式，解释了数据在网络中是如何“编码”和“解码”的，以及为什么这样做能够提高传输效率和可靠性。很多我之前觉得很神秘的概念，比如“线性编码”、“生成矩阵”之类的，在这本书里都变得触手可及。书里的一些案例，比如如何处理节点丢失、如何快速地将数据从源头传输到所有目的地，都让我感到非常实用。我甚至开始在脑海里模拟这些过程，思考如何在实际工作中应用这些思想。这不仅仅是一本理论书，更是一本能够启发实践的书。它让我觉得，原来复杂的技术问题，用巧妙的思路也能迎刃而解。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对信息传输和通信原理有浓厚兴趣的学生，一直想找一本能够系统性地介绍网络编码知识的书籍。偶然间发现了这本书，迫不及待地翻阅起来。这本书的结构安排非常合理，从基础概念的引入，到核心理论的阐述，再到实际应用的探讨，层层递进，逻辑清晰。作者在解释某些关键算法时，不仅给出了严谨的数学推导，还配以直观的图示和代码示例，这对于我这样的学习者来说，是极大的帮助。我特别欣赏作者对网络编码的“健壮性”和“效率”的深刻洞察，它如何在高损耗、低可靠性的网络环境下，依然能够保证信息的有效传输。读完之后，我感觉自己对网络通信的理解上升了一个新的台阶，也对未来的通信技术发展有了更清晰的认识。这本书无疑是我学术道路上的一份宝贵财富。

评分☆☆☆☆☆

说实话，一开始是被朋友推荐过来的，听他说这本书讲得特别“接地气”，我当时还有点怀疑，毕竟“网络编码”听起来就不是什么轻松的话题。但翻开第一页，我就被吸引住了。作者的文笔非常流畅，没有那种生硬的学术腔调，反倒像是在跟你聊天一样，娓娓道来。书里的一些场景描述，让我仿佛身临其境，能感受到信息如何在网络中流动，如何变得更加健壮和高效。我印象最深的是关于“冗余”的讨论，以前总觉得冗余是浪费，看了这本书才知道，原来在信息传输中，合理的冗余是多么重要，它能让信息在经历了各种干扰和损失后，依然能够被完整地还原。这种颠覆我固有认知的讲解方式，让我感到非常兴奋。而且，书中引用的案例都非常贴近生活，让我能直观地感受到这些理论在实际应用中的价值。虽然有些地方我可能还需要反复咀嚼，但整体来说，这本书为我打开了一扇新世界的大门。

评分☆☆☆☆☆

这本书绝对是我近期读过最令人惊喜的一本！从封面设计到内容呈现，都散发着一种沉静而又充满力量的学术气息。我一直对“网络”这个概念有着朦胧的兴趣，总觉得它背后隐藏着某种深刻的逻辑和秩序。这本书的题目，虽然“无线”二字让我一开始有些犹豫，担心会过于技术化，但读下去之后，我才发现这是一种全新的视角，它将那些看似抽象的网络概念，用一种我能理解的方式展现出来。书中的一些例子，比如信息在节点间的传递、错误是如何被纠正的，都让我茅塞顿开。我尤其喜欢作者在解释一些复杂理论时，所使用的比喻和类比，这使得我这个非专业人士也能大致领会其精髓。它不是那种堆砌术语的枯燥读物，更像是一位经验丰富的老师，循循善诱地引导你探索未知。我甚至开始主动去搜索一些相关的概念，试图将书中的知识与我所见所闻联系起来。总而言之，这是一次非常充实且富有启发的阅读体验。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，我对那些能够优化信息流动、提升系统效率的技术都非常着迷。这本书的名字让我产生了浓厚的兴趣，抱着试试看的心态翻阅，结果却给了我巨大的惊喜。作者的叙述方式非常吸引人，他并没有直接抛出晦涩的公式，而是从一些很生活化的场景入手，比如多人协作完成一项任务，或者在信息传递过程中遇到的各种障碍。然后，他巧妙地将这些场景与网络编码的原理联系起来，让我觉得这些抽象的概念并不遥远，而是与我们的日常生活息息相关。我尤其欣赏书中关于“信息冗余”的讲解，以及它如何在这种“冗余”中找到效率的提升点。这种从宏观到微观，再从微观回到宏观的讲解方式，让我对网络编码有了更深刻、更全面的理解。这本书不愧为一本极具启发性的著作，它点燃了我对这个领域的更多好奇心。