無綫網絡編碼 9787115366412 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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周清峰，張勝利，開彩紅，李瑜波 著

圖書標籤:

• 無綫網絡
• 網絡編碼
• 信息論
• 通信工程
• 無綫通信
• 數據傳輸
• 優化
• 算法
• 編碼理論
• 計算機網絡

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115366412

商品編碼：29659279673

包裝：精裝

齣版時間：2014-10-01

基本信息

書名:無綫網絡編碼

定價：78.00元

售價：53.0元,便宜25.0元,摺扣67

作者:周清峰,張勝利,開彩紅,李瑜波

齣版社：人民郵電齣版社

齣版日期：2014-10-01

ISBN：9787115366412

字數：

頁碼：261

版次：01

裝幀：精裝

開本：小16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

內容提要

《綫網絡編碼》主要討論網絡編碼在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。針對綫雙嚮中繼網絡下的網絡編碼技術，《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。
　　《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，也可作為綫通信研究人員的參考書。

目錄

作者介紹

周清峰，博士，閤肥工業大學計算機與信息學院教授。2011年在香港科技大學從事香港中文大學網絡編碼研究院（INC）齣資的有關網絡編碼的博士後工作，2012年在香港城市大學從事有關乾擾對齊的博士後工作。2012年10月加入閤肥工業大學，獲聘“黃山青年學者”特聘教授。現為IEEE會員、中國電子學會會員、安徽省通信學會理事，主持國傢自然科學基金麵上項目一項、校級教研項目一項。發錶論文30餘篇，其中包括IEEE JSAC／TWC／T／CL等SCI國際期刊論文10餘篇。目前的主要研究方嚮包括5G關鍵技術、協作通信、乾擾對齊、網絡編碼以及傳感器網絡等。
　　
　　張勝利，博士，深圳大學信息工程學院副教授、博士生導師。2002年和2005年獲得中國科技大學本科與碩士學位，2008年於香港中文大學訊息工程係獲得哲學博士學位。2008年加入深圳大學，工作至今。2006年發錶“Physical—layer Network Coding”一文，在國際上提齣物理層網絡編碼的概念。2009年獲得深圳市地方級領軍人纔。目前圍繞物理層網絡編碼的各個方嚮，均有深入研究。

文摘

序言

《網絡編碼基礎與前沿技術》 內容簡介 《網絡編碼基礎與前沿技術》是一部深入探討網絡編碼理論及其最新發展方嚮的學術專著。本書旨在為讀者提供一個全麵、係統且具有前瞻性的視角，理解網絡編碼的核心概念、關鍵技術以及在不同應用領域的潛力。本書適閤計算機科學、通信工程、信息安全等相關專業的科研人員、研究生、高年級本科生，以及對網絡編碼感興趣的行業技術專傢閱讀。 第一部分：網絡編碼理論基石 本部分將帶領讀者從最基礎的概念齣發，逐步構建起對網絡編碼的深刻認識。 第一章：信息傳輸的局限性與網絡編碼的誕生 本章首先迴顧傳統網絡路由協議在信息傳輸效率、魯棒性等方麵麵臨的挑戰。例如，在多播場景下，傳統路由協議需要維護復雜的分發樹，容易産生冗餘流量，且在節點故障時可能導緻部分接收者無法接收到信息。 隨後，我們將介紹網絡編碼的起源和發展曆程。重點將放在 Ahlswede 等人在2000年提齣的裏程碑式工作，該工作證明瞭在某些網絡拓撲下，通過在中間節點進行信息混閤編碼，可以突破傳統路由的吞吐量瓶頸，實現理論上的最大化吞吐量。 本章還將闡述網絡編碼的核心思想：將數據包視為信息嚮量，在中間節點對這些嚮量進行綫性組閤（例如，通過有限域上的加法和乘法），並將編碼後的嚮量發送齣去。接收節點通過收集足夠數量的獨立編碼嚮量，即可逆嚮求解齣原始信息。 第二章：綫性網絡編碼理論 本章將深入探討綫性網絡編碼的數學基礎。我們將詳細介紹有限域（Galois Field）的概念及其在網絡編碼中的應用。有限域提供瞭進行加減乘除運算的封閉環境，確保瞭編碼和解碼的唯一性和可逆性。 我們將分析不同類型的綫性碼，例如隨機綫性網絡碼（RLNC）。RLNC的特點是編碼嚮量的係數是隨機選擇的，這大大簡化瞭網絡節點的編碼復雜度，也保證瞭在大部分情況下，隨機生成的編碼嚮量的綫性獨立性。 本章還會深入探討網絡中的信息流動與綫性代數之間的關係。例如，我們將使用矩陣來錶示網絡節點之間的連接關係以及信息編碼過程。通過分析輸入輸齣矩陣的秩，我們可以確定網絡的最大吞吐量。 此外，本章還將引入“信息論限界”的概念，即通過網絡編碼可以實現的理論上的最大吞吐量，並將其與傳統路由協議的吞吐量進行對比分析。 第三章：網絡編碼的分類與基本模型 本章將對現有的網絡編碼技術進行分類，以便讀者更清晰地理解其多樣性。 綫性網絡編碼（Linear Network Coding, LNC）：作為最主要的研究方嚮，我們將迴顧其基本原理，即數據包中的信息被視為嚮量，節點對這些嚮量進行綫性組閤。 非綫性網絡編碼（Non-linear Network Coding, NLNC）：雖然研究難度較大，但非綫性編碼在某些特定場景下可能提供更高的效率。本章將簡要介紹非綫性編碼的思想，以及其潛在的優勢和挑戰。 分組碼（Codebook-based Coding）：這類編碼方式預先定義瞭一組編碼方式，節點根據預設的編碼錶進行操作。 隨機綫性網絡碼（Random Linear Network Coding, RLNC）：重點介紹其隨機選擇係數的特點，以及其在實現簡單性和高效性上的優勢。 確定性綫性網絡碼（Deterministic Linear Network Coding, DLNC）：討論如何通過預先設計的編碼矩陣來保證網絡在所有情況下都能達到理論吞吐量，以及其在實現上的復雜性。 本章還將介紹幾種典型的網絡編碼模型，包括單播、多播、廣播等，並分析在不同模型下網絡編碼的應用方式。 第二部分：關鍵技術與實現 本部分將聚焦於網絡編碼在實際應用中需要解決的關鍵技術問題，以及各種實現策略。 第四章：網絡編碼的編解碼算法 本章將詳細介紹網絡節點進行信息編碼和解碼的具體算法。 編碼過程：分析節點如何接收數據包，將其組織成信息嚮量，並使用預定的編碼矩陣（或隨機生成的係數）對嚮量進行綫性組閤，生成新的編碼嚮量，然後打包成數據包發送齣去。 解碼過程：接收節點如何接收來自多個源的編碼嚮量，如何判斷這些嚮量的綫性獨立性，以及如何利用高斯消元法（或其他綫性代數求解方法）來求解齣原始信息嚮量。 本章還將討論解碼的收斂性問題，即需要收集多少個獨立編碼嚮量纔能保證成功解碼，以及如何優化解碼過程的計算復雜度。 第五章：網絡編碼的效率與魯棒性提升技術 冗餘消除技術：探討如何通過智能的編碼策略來避免不必要的計算和傳輸，例如，在網絡中存在冗餘路徑時，如何利用網絡編碼的特性來減少數據包的重復傳輸。 差錯控製與糾錯：在存在丟包或傳輸錯誤的網絡環境中，如何通過網絡編碼的糾錯能力來保證信息的完整性。例如，可以引入更強的編碼，使得即使部分編碼嚮量丟失或損壞，接收端仍然能夠成功解碼。 時延管理：分析網絡編碼對傳輸時延的影響，並介紹降低時延的策略，如使用更小的編碼塊、更快的編解碼算法等。 對節點故障的容忍度：強調網絡編碼在麵對節點故障時的優勢，即使部分中間節點失效，網絡仍有可能繼續傳輸信息，提高網絡的整體可用性。 第六章：網絡編碼的實現挑戰與優化 計算復雜度：網絡節點的編解碼操作需要一定的計算資源，尤其是在高速網絡環境中。本章將分析不同編解碼算法的計算復雜度，並探討硬件加速、分布式計算等優化方案。 存儲開銷：節點可能需要緩存一定數量的編碼嚮量以供解碼。分析存儲需求，並提齣減少存儲開銷的策略。 網絡控製與管理：如何在大型復雜的網絡中有效地部署和管理網絡編碼。這包括如何動態地選擇編碼策略，如何進行流量工程，以及如何與現有的路由協議協同工作。 協議設計：介紹實現網絡編碼所需要的協議擴展，例如，如何進行編碼嚮量的標識、分發以及接收端的確認機製。 第三部分：網絡編碼的前沿研究與應用 本部分將帶領讀者探索網絡編碼在當前和未來可能應用的領域，以及最新的研究熱點。 第七章：網絡編碼在分布式存儲係統中的應用 數據備份與恢復：探討如何利用網絡編碼來提高分布式存儲係統的可靠性和效率。通過將數據塊進行編碼，可以實現更少的冗餘副本，同時保證數據在部分節點故障時仍能恢復。 內容分發網絡（CDN）：分析網絡編碼如何優化CDN的部署，提高用戶訪問內容的效率和可靠性。例如，可以在CDN節點間進行內容編碼，減少迴源流量。 分布式文件係統：研究網絡編碼在Hadoop HDFS等分布式文件係統中的應用，如何提高數據塊的容錯能力和存儲效率。 第八章：網絡編碼在安全通信與隱私保護中的應用 信息安全：探討網絡編碼如何用於增強通信的安全性，例如，通過隨機綫性網絡碼，即使攻擊者截獲部分數據包，也無法直接獲得原始信息。 加密與認證：研究如何將網絡編碼與現有的加密和認證技術相結閤，構建更安全的通信係統。 隱私保護：分析網絡編碼在保護用戶隱私方麵的潛力，例如，通過在傳輸過程中對數據進行混閤編碼，可以模糊數據的來源和內容。 第九章：網絡編碼在無綫網絡與移動通信中的應用 多用戶多播：重點分析網絡編碼在無綫多播場景下的巨大優勢，如何有效地將數據同時發送給多個用戶，剋服無綫信道的衰減和乾擾。 協同通信（Cooperative Communication）：研究網絡編碼如何促進無綫節點的協同傳輸，通過中繼節點對接收到的信息進行編碼，從而提高整體的傳輸速率和覆蓋範圍。 物聯網（IoT）通信：探討網絡編碼在低功耗、低帶寬的物聯網設備之間的通信應用，如何通過編碼來提高傳輸效率，減少通信開銷。 第十章：網絡編碼的未來展望與新興研究方嚮 麵嚮特定應用場景的編碼設計：研究如何根據不同的應用需求（如低時延、高可靠性、低功耗等）來設計更高效的網絡編碼方案。 智能網絡編碼：結閤人工智能和機器學習技術，研究如何實現智能化的網絡編碼策略，例如，動態調整編碼參數以適應網絡狀態的變化。 與其他新興技術融閤：探討網絡編碼與軟件定義網絡（SDN）、網絡功能虛擬化（NFV）、邊緣計算等技術的融閤應用。 理論研究的深化：繼續探索非綫性網絡編碼、有限反饋網絡編碼等更復雜但潛力更大的理論方嚮。 標準化與實際部署：討論將網絡編碼技術推嚮實際應用所需的標準化工作以及麵臨的挑戰。 本書特色 理論與實踐相結閤：本書不僅深入講解瞭網絡編碼的理論基礎，還探討瞭其在實際係統中的應用和實現細節。 內容全麵深入：涵蓋瞭網絡編碼的基礎概念、核心算法、關鍵技術、前沿應用以及未來發展方嚮。 前瞻性視角：重點關注網絡編碼在分布式存儲、安全通信、無綫網絡等新興領域的應用和最新研究成果。 結構清晰，邏輯嚴謹：全書共分為三個主要部分，每個部分下設多個章節，層層遞進，條理清晰。 適閤不同層次讀者：既適閤初學者建立對網絡編碼的整體認知，也適閤有一定基礎的研究者深入學習。 通過閱讀《網絡編碼基礎與前沿技術》，讀者將能夠全麵掌握網絡編碼的核心理論，瞭解其在提升網絡性能、增強通信魯棒性、保障信息安全等方麵的巨大潛力，並為進一步的理論研究和技術創新奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的行文風格充滿瞭嚴謹的學院派氣質，但又巧妙地融入瞭現代工程學的務實精神。我特彆關注的是它對於“分布式計算”環境下編碼效率提升的探討。書中對於信息論的引用非常精準，沒有泛泛而談，而是緊扣於如何用信息熵來衡量網絡資源的利用率。有一章專門討論瞭跨層優化，這個部分寫得尤為精彩，作者清晰地闡述瞭為什麼僅僅在物理層進行優化是遠遠不夠的，必須將網絡層乃至應用層的需求納入到編碼設計的考量中去。我發現作者在撰寫時，似乎非常善於站在讀者的“睏惑點”上進行闡述。比如，在解釋“綫性網絡編碼”的完備性時，我原本以為會陷入綫性代數的泥潭，但作者通過構建一個簡化的流量模型，生動地展示瞭為什麼任何一組綫性組閤都能保證數據的唯一可恢復性，這種“化繁為簡”的能力，絕非一般技術作者所能及。讀完這一章節，我對“信息冗餘”的價值有瞭全新的認識——原來冗餘並非浪費，而是對抗不確定性的最強武器。

評分☆☆☆☆☆

這本厚厚的精裝書，光是拿到手裏就能感受到一股沉甸甸的學術氣息。我原本對這個領域隻是淺嘗輒止的瞭解，心想這也許會是一本晦澀難懂的天書。沒想到，作者的敘事功力著實瞭得，開篇並沒有直接拋齣復雜的數學公式，而是用瞭一個非常生動且貼近實際的例子，描述瞭傳統網絡傳輸中信息丟失的痛點。那段描繪仿佛將我帶入瞭擁擠的地鐵車廂，信號時斷時續，數據包如同迷失的信鴿。接著，作者極其巧妙地引入瞭“編碼”這個概念，它不是那種冷冰冰的計算機語言，而更像是一種藝術，一種在信息洪流中構建魯棒性的智慧。閱讀過程中，我發現即便是初學者也能跟上節奏，因為作者總能在關鍵節點設置“腳手架”，用清晰的圖示和直觀的比喻來解釋那些原本可能令人望而卻步的理論模型。比如，對於信息論中那些抽象的熵和互信息，書中居然用擲骰子和猜謎語的方式來類比，實在讓人拍案叫絕。這種行文風格，完全打破瞭我對技術專著的刻闆印象，讓我體會到，即便是最前沿的科技，也可以被講述得如此引人入勝，充滿瞭探索的樂趣。我尤其欣賞它對於曆史脈絡的梳理，讓你明白每一個技術突破都不是空中樓閣，而是建立在前人無數次失敗和探索之上的偉大裏程碑。

評分☆☆☆☆☆

老實說，我是一個追求效率的實踐派，我對那些空中樓閣式的理論研究一嚮敬而遠之。因此，當我翻開這本關於“無綫網絡編碼”的書時，我最在乎的是它能給我帶來多少立即可用的工具和思路。這本書在這方麵沒有讓我失望。它在理論闡述的同時，也提供瞭大量的案例研究，這些案例並非是虛構的，而是基於真實的網絡環境數據進行的建模和分析。書中對於魯棒性（Robustness）和可擴展性（Scalability）這兩個核心指標的分析，簡直可以作為工程師的案頭參考手冊。我尤其欣賞它在討論特定算法（比如基於多項式代碼的方案）時，不僅展示瞭算法的流程圖，還附帶瞭對時間復雜度和空間占用的詳細分析。這說明作者深知讀者最終是要將這些理論落地到實際硬件或軟件實現中的。這種“理論指導實踐，實踐反哺理論”的良性循環，使得整本書讀起來非常“接地氣”，讓人感覺到它不僅僅是一本學術著作，更是一部實戰指南。

評分☆☆☆☆☆

坦率地說，我買這本書的時候，內心是抱著一種“挑戰自我極限”的心態的。我對網絡通信的基礎知識略有涉獵，但“編碼”這個詞匯本身就帶著一種高深的神秘感。然而，閱讀體驗遠超我的預期。這本書的結構安排堪稱教科書級彆的典範，它不是那種零散的知識點堆砌，而是一條邏輯清晰、步步為營的知識鏈條。最讓我感到驚艷的是它對數學工具的運用——它從不為炫技而使用復雜的數學，而是將每一個公式的推導都緊密地聯係到其解決的實際問題上。例如，在介紹有限域運算時，作者沒有直接給齣枯燥的矩陣運算，而是先構建瞭一個具體的網絡場景，展示瞭如果不進行這種特定運算，係統將如何崩潰或效率低下。這種“先問題，後方案”的敘述模式，極大地增強瞭閱讀的代入感和目的性。我感覺自己不是在被動接受知識，而是在積極地參與一場智力解謎遊戲。而且，書中對不同編碼方案的對比分析也十分到位，並非簡單地列齣優缺點，而是深入剖析瞭它們在復雜度、延遲和糾錯能力之間的微妙權衡，這對於一個希望深入理解技術選型的讀者來說，簡直是寶藏。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格是那種沉靜而有力的，像一位經驗豐富的大師在娓娓道來，而不是急於求成的推銷員。它給我最大的啓發在於對“信息視角”的構建。在閱讀之前，我總習慣於從“傳輸速率”和“帶寬”的角度去看待網絡問題，但這本書引導我跳齣來，用更底層的“信息熵”和“信道容量”的視角去重新審視一切。它讓我意識到，很多時候我們碰到的瓶頸，並非是硬件速度不夠快，而是我們對信息傳輸的理解不夠深刻。書中對“多播”場景的分析尤為獨到，它巧妙地論證瞭為什麼在一個網絡節點上對信息進行一次編碼，可以同時服務於多個接收者，並且這種方式在特定拓撲結構下，可以實現理論上的最大吞吐量。這種洞察力，是從傳統的逐點傳輸思維中難以獲得的。這本書的價值在於，它提供瞭一種全新的思維框架，它不僅僅是教你如何使用網絡編碼，更重要的是，它教會你如何“思考”網絡中的信息流動，這對於任何從事通信、數據科學或分布式係統的人來說，都是一次意義深遠的思維升級。