无线网络编码 9787115366412 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

周清峰，张胜利，开彩红，李瑜波 著

图书标签:

• 无线网络
• 网络编码
• 信息论
• 通信工程
• 无线通信
• 数据传输
• 优化
• 算法
• 编码理论
• 计算机网络

店铺： 博学精华图书专营店

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115366412

商品编码：29659279673

包装：精装

出版时间：2014-10-01

基本信息

书名:无线网络编码

定价：78.00元

售价：53.0元,便宜25.0元,折扣67

作者:周清峰,张胜利,开彩红,李瑜波

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2014-10-01

ISBN：9787115366412

字数：

页码：261

版次：01

装帧：精装

开本：小16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

内容提要

《线网络编码》主要讨论网络编码在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。针对线双向中继网络下的网络编码技术，《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。
　　《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，也可作为线通信研究人员的参考书。

目录

作者介绍

周清峰，博士，合肥工业大学计算机与信息学院教授。2011年在香港科技大学从事香港中文大学网络编码研究院（INC）出资的有关网络编码的博士后工作，2012年在香港城市大学从事有关干扰对齐的博士后工作。2012年10月加入合肥工业大学，获聘“黄山青年学者”特聘教授。现为IEEE会员、中国电子学会会员、安徽省通信学会理事，主持国家自然科学基金面上项目一项、校级教研项目一项。发表论文30余篇，其中包括IEEE JSAC／TWC／T／CL等SCI国际期刊论文10余篇。目前的主要研究方向包括5G关键技术、协作通信、干扰对齐、网络编码以及传感器网络等。
　　
　　张胜利，博士，深圳大学信息工程学院副教授、博士生导师。2002年和2005年获得中国科技大学本科与硕士学位，2008年于香港中文大学讯息工程系获得哲学博士学位。2008年加入深圳大学，工作至今。2006年发表“Physical—layer Network Coding”一文，在国际上提出物理层网络编码的概念。2009年获得深圳市地方级领军人才。目前围绕物理层网络编码的各个方向，均有深入研究。

文摘

序言

《网络编码基础与前沿技术》 内容简介 《网络编码基础与前沿技术》是一部深入探讨网络编码理论及其最新发展方向的学术专著。本书旨在为读者提供一个全面、系统且具有前瞻性的视角，理解网络编码的核心概念、关键技术以及在不同应用领域的潜力。本书适合计算机科学、通信工程、信息安全等相关专业的科研人员、研究生、高年级本科生，以及对网络编码感兴趣的行业技术专家阅读。 第一部分：网络编码理论基石 本部分将带领读者从最基础的概念出发，逐步构建起对网络编码的深刻认识。 第一章：信息传输的局限性与网络编码的诞生 本章首先回顾传统网络路由协议在信息传输效率、鲁棒性等方面面临的挑战。例如，在多播场景下，传统路由协议需要维护复杂的分发树，容易产生冗余流量，且在节点故障时可能导致部分接收者无法接收到信息。 随后，我们将介绍网络编码的起源和发展历程。重点将放在 Ahlswede 等人在2000年提出的里程碑式工作，该工作证明了在某些网络拓扑下，通过在中间节点进行信息混合编码，可以突破传统路由的吞吐量瓶颈，实现理论上的最大化吞吐量。 本章还将阐述网络编码的核心思想：将数据包视为信息向量，在中间节点对这些向量进行线性组合（例如，通过有限域上的加法和乘法），并将编码后的向量发送出去。接收节点通过收集足够数量的独立编码向量，即可逆向求解出原始信息。 第二章：线性网络编码理论 本章将深入探讨线性网络编码的数学基础。我们将详细介绍有限域（Galois Field）的概念及其在网络编码中的应用。有限域提供了进行加减乘除运算的封闭环境，确保了编码和解码的唯一性和可逆性。 我们将分析不同类型的线性码，例如随机线性网络码（RLNC）。RLNC的特点是编码向量的系数是随机选择的，这大大简化了网络节点的编码复杂度，也保证了在大部分情况下，随机生成的编码向量的线性独立性。 本章还会深入探讨网络中的信息流动与线性代数之间的关系。例如，我们将使用矩阵来表示网络节点之间的连接关系以及信息编码过程。通过分析输入输出矩阵的秩，我们可以确定网络的最大吞吐量。 此外，本章还将引入“信息论限界”的概念，即通过网络编码可以实现的理论上的最大吞吐量，并将其与传统路由协议的吞吐量进行对比分析。 第三章：网络编码的分类与基本模型 本章将对现有的网络编码技术进行分类，以便读者更清晰地理解其多样性。 线性网络编码（Linear Network Coding, LNC）：作为最主要的研究方向，我们将回顾其基本原理，即数据包中的信息被视为向量，节点对这些向量进行线性组合。 非线性网络编码（Non-linear Network Coding, NLNC）：虽然研究难度较大，但非线性编码在某些特定场景下可能提供更高的效率。本章将简要介绍非线性编码的思想，以及其潜在的优势和挑战。 分组码（Codebook-based Coding）：这类编码方式预先定义了一组编码方式，节点根据预设的编码表进行操作。 随机线性网络码（Random Linear Network Coding, RLNC）：重点介绍其随机选择系数的特点，以及其在实现简单性和高效性上的优势。 确定性线性网络码（Deterministic Linear Network Coding, DLNC）：讨论如何通过预先设计的编码矩阵来保证网络在所有情况下都能达到理论吞吐量，以及其在实现上的复杂性。 本章还将介绍几种典型的网络编码模型，包括单播、多播、广播等，并分析在不同模型下网络编码的应用方式。 第二部分：关键技术与实现 本部分将聚焦于网络编码在实际应用中需要解决的关键技术问题，以及各种实现策略。 第四章：网络编码的编解码算法 本章将详细介绍网络节点进行信息编码和解码的具体算法。 编码过程：分析节点如何接收数据包，将其组织成信息向量，并使用预定的编码矩阵（或随机生成的系数）对向量进行线性组合，生成新的编码向量，然后打包成数据包发送出去。 解码过程：接收节点如何接收来自多个源的编码向量，如何判断这些向量的线性独立性，以及如何利用高斯消元法（或其他线性代数求解方法）来求解出原始信息向量。 本章还将讨论解码的收敛性问题，即需要收集多少个独立编码向量才能保证成功解码，以及如何优化解码过程的计算复杂度。 第五章：网络编码的效率与鲁棒性提升技术 冗余消除技术：探讨如何通过智能的编码策略来避免不必要的计算和传输，例如，在网络中存在冗余路径时，如何利用网络编码的特性来减少数据包的重复传输。 差错控制与纠错：在存在丢包或传输错误的网络环境中，如何通过网络编码的纠错能力来保证信息的完整性。例如，可以引入更强的编码，使得即使部分编码向量丢失或损坏，接收端仍然能够成功解码。 时延管理：分析网络编码对传输时延的影响，并介绍降低时延的策略，如使用更小的编码块、更快的编解码算法等。 对节点故障的容忍度：强调网络编码在面对节点故障时的优势，即使部分中间节点失效，网络仍有可能继续传输信息，提高网络的整体可用性。 第六章：网络编码的实现挑战与优化 计算复杂度：网络节点的编解码操作需要一定的计算资源，尤其是在高速网络环境中。本章将分析不同编解码算法的计算复杂度，并探讨硬件加速、分布式计算等优化方案。 存储开销：节点可能需要缓存一定数量的编码向量以供解码。分析存储需求，并提出减少存储开销的策略。 网络控制与管理：如何在大型复杂的网络中有效地部署和管理网络编码。这包括如何动态地选择编码策略，如何进行流量工程，以及如何与现有的路由协议协同工作。 协议设计：介绍实现网络编码所需要的协议扩展，例如，如何进行编码向量的标识、分发以及接收端的确认机制。 第三部分：网络编码的前沿研究与应用 本部分将带领读者探索网络编码在当前和未来可能应用的领域，以及最新的研究热点。 第七章：网络编码在分布式存储系统中的应用 数据备份与恢复：探讨如何利用网络编码来提高分布式存储系统的可靠性和效率。通过将数据块进行编码，可以实现更少的冗余副本，同时保证数据在部分节点故障时仍能恢复。 内容分发网络（CDN）：分析网络编码如何优化CDN的部署，提高用户访问内容的效率和可靠性。例如，可以在CDN节点间进行内容编码，减少回源流量。 分布式文件系统：研究网络编码在Hadoop HDFS等分布式文件系统中的应用，如何提高数据块的容错能力和存储效率。 第八章：网络编码在安全通信与隐私保护中的应用 信息安全：探讨网络编码如何用于增强通信的安全性，例如，通过随机线性网络码，即使攻击者截获部分数据包，也无法直接获得原始信息。 加密与认证：研究如何将网络编码与现有的加密和认证技术相结合，构建更安全的通信系统。 隐私保护：分析网络编码在保护用户隐私方面的潜力，例如，通过在传输过程中对数据进行混合编码，可以模糊数据的来源和内容。 第九章：网络编码在无线网络与移动通信中的应用 多用户多播：重点分析网络编码在无线多播场景下的巨大优势，如何有效地将数据同时发送给多个用户，克服无线信道的衰减和干扰。 协同通信（Cooperative Communication）：研究网络编码如何促进无线节点的协同传输，通过中继节点对接收到的信息进行编码，从而提高整体的传输速率和覆盖范围。 物联网（IoT）通信：探讨网络编码在低功耗、低带宽的物联网设备之间的通信应用，如何通过编码来提高传输效率，减少通信开销。 第十章：网络编码的未来展望与新兴研究方向 面向特定应用场景的编码设计：研究如何根据不同的应用需求（如低时延、高可靠性、低功耗等）来设计更高效的网络编码方案。 智能网络编码：结合人工智能和机器学习技术，研究如何实现智能化的网络编码策略，例如，动态调整编码参数以适应网络状态的变化。 与其他新兴技术融合：探讨网络编码与软件定义网络（SDN）、网络功能虚拟化（NFV）、边缘计算等技术的融合应用。 理论研究的深化：继续探索非线性网络编码、有限反馈网络编码等更复杂但潜力更大的理论方向。 标准化与实际部署：讨论将网络编码技术推向实际应用所需的标准化工作以及面临的挑战。 本书特色 理论与实践相结合：本书不仅深入讲解了网络编码的理论基础，还探讨了其在实际系统中的应用和实现细节。 内容全面深入：涵盖了网络编码的基础概念、核心算法、关键技术、前沿应用以及未来发展方向。 前瞻性视角：重点关注网络编码在分布式存储、安全通信、无线网络等新兴领域的应用和最新研究成果。 结构清晰，逻辑严谨：全书共分为三个主要部分，每个部分下设多个章节，层层递进，条理清晰。 适合不同层次读者：既适合初学者建立对网络编码的整体认知，也适合有一定基础的研究者深入学习。 通过阅读《网络编码基础与前沿技术》，读者将能够全面掌握网络编码的核心理论，了解其在提升网络性能、增强通信鲁棒性、保障信息安全等方面的巨大潜力，并为进一步的理论研究和技术创新奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本厚厚的精装书，光是拿到手里就能感受到一股沉甸甸的学术气息。我原本对这个领域只是浅尝辄止的了解，心想这也许会是一本晦涩难懂的天书。没想到，作者的叙事功力着实了得，开篇并没有直接抛出复杂的数学公式，而是用了一个非常生动且贴近实际的例子，描述了传统网络传输中信息丢失的痛点。那段描绘仿佛将我带入了拥挤的地铁车厢，信号时断时续，数据包如同迷失的信鸽。接着，作者极其巧妙地引入了“编码”这个概念，它不是那种冷冰冰的计算机语言，而更像是一种艺术，一种在信息洪流中构建鲁棒性的智慧。阅读过程中，我发现即便是初学者也能跟上节奏，因为作者总能在关键节点设置“脚手架”，用清晰的图示和直观的比喻来解释那些原本可能令人望而却步的理论模型。比如，对于信息论中那些抽象的熵和互信息，书中居然用掷骰子和猜谜语的方式来类比，实在让人拍案叫绝。这种行文风格，完全打破了我对技术专著的刻板印象，让我体会到，即便是最前沿的科技，也可以被讲述得如此引人入胜，充满了探索的乐趣。我尤其欣赏它对于历史脉络的梳理，让你明白每一个技术突破都不是空中楼阁，而是建立在前人无数次失败和探索之上的伟大里程碑。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，我买这本书的时候，内心是抱着一种“挑战自我极限”的心态的。我对网络通信的基础知识略有涉猎，但“编码”这个词汇本身就带着一种高深的神秘感。然而，阅读体验远超我的预期。这本书的结构安排堪称教科书级别的典范，它不是那种零散的知识点堆砌，而是一条逻辑清晰、步步为营的知识链条。最让我感到惊艳的是它对数学工具的运用——它从不为炫技而使用复杂的数学，而是将每一个公式的推导都紧密地联系到其解决的实际问题上。例如，在介绍有限域运算时，作者没有直接给出枯燥的矩阵运算，而是先构建了一个具体的网络场景，展示了如果不进行这种特定运算，系统将如何崩溃或效率低下。这种“先问题，后方案”的叙述模式，极大地增强了阅读的代入感和目的性。我感觉自己不是在被动接受知识，而是在积极地参与一场智力解谜游戏。而且，书中对不同编码方案的对比分析也十分到位，并非简单地列出优缺点，而是深入剖析了它们在复杂度、延迟和纠错能力之间的微妙权衡，这对于一个希望深入理解技术选型的读者来说，简直是宝藏。

评分☆☆☆☆☆

这本书的行文风格充满了严谨的学院派气质，但又巧妙地融入了现代工程学的务实精神。我特别关注的是它对于“分布式计算”环境下编码效率提升的探讨。书中对于信息论的引用非常精准，没有泛泛而谈，而是紧扣于如何用信息熵来衡量网络资源的利用率。有一章专门讨论了跨层优化，这个部分写得尤为精彩，作者清晰地阐述了为什么仅仅在物理层进行优化是远远不够的，必须将网络层乃至应用层的需求纳入到编码设计的考量中去。我发现作者在撰写时，似乎非常善于站在读者的“困惑点”上进行阐述。比如，在解释“线性网络编码”的完备性时，我原本以为会陷入线性代数的泥潭，但作者通过构建一个简化的流量模型，生动地展示了为什么任何一组线性组合都能保证数据的唯一可恢复性，这种“化繁为简”的能力，绝非一般技术作者所能及。读完这一章节，我对“信息冗余”的价值有了全新的认识——原来冗余并非浪费，而是对抗不确定性的最强武器。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格是那种沉静而有力的，像一位经验丰富的大师在娓娓道来，而不是急于求成的推销员。它给我最大的启发在于对“信息视角”的构建。在阅读之前，我总习惯于从“传输速率”和“带宽”的角度去看待网络问题，但这本书引导我跳出来，用更底层的“信息熵”和“信道容量”的视角去重新审视一切。它让我意识到，很多时候我们碰到的瓶颈，并非是硬件速度不够快，而是我们对信息传输的理解不够深刻。书中对“多播”场景的分析尤为独到，它巧妙地论证了为什么在一个网络节点上对信息进行一次编码，可以同时服务于多个接收者，并且这种方式在特定拓扑结构下，可以实现理论上的最大吞吐量。这种洞察力，是从传统的逐点传输思维中难以获得的。这本书的价值在于，它提供了一种全新的思维框架，它不仅仅是教你如何使用网络编码，更重要的是，它教会你如何“思考”网络中的信息流动，这对于任何从事通信、数据科学或分布式系统的人来说，都是一次意义深远的思维升级。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我是一个追求效率的实践派，我对那些空中楼阁式的理论研究一向敬而远之。因此，当我翻开这本关于“无线网络编码”的书时，我最在乎的是它能给我带来多少立即可用的工具和思路。这本书在这方面没有让我失望。它在理论阐述的同时，也提供了大量的案例研究，这些案例并非是虚构的，而是基于真实的网络环境数据进行的建模和分析。书中对于鲁棒性（Robustness）和可扩展性（Scalability）这两个核心指标的分析，简直可以作为工程师的案头参考手册。我尤其欣赏它在讨论特定算法（比如基于多项式代码的方案）时，不仅展示了算法的流程图，还附带了对时间复杂度和空间占用的详细分析。这说明作者深知读者最终是要将这些理论落地到实际硬件或软件实现中的。这种“理论指导实践，实践反哺理论”的良性循环，使得整本书读起来非常“接地气”，让人感觉到它不仅仅是一本学术著作，更是一部实战指南。