編輯推薦

本書內容新穎，深入淺齣，注重理論與實際的緊密結閤，同時又帶有作者鮮明獨特的個人風格，不僅有技術，而且有思想、有文化。為說明具體的比特流分析方法，按照條理清楚易懂、算法實用好用、舉例深入淺齣的原則組織內容，列舉瞭大量通過仿真驗證的實例。

內容簡介

本書針對比特流分析難題，係統介紹瞭比特流分析所麵臨的問題，討論瞭解決比特流分析問題的各種方法。除介紹比特流相關知識外，圍繞比特流分析主題，重點介紹瞭具體的比特流分析方法，包括比特流獲取方法、信道編碼(糾錯碼、交織、擾碼)容錯分析方法、信源編碼分析方法、協議分析方法(已知協議和未知協議)及TCP/IP網絡協議分析方法。

作者簡介

張永光，研究員級高工，中國電科集團高級專傢，主持或參與過多項預研、型號攻關課題。在信道編碼分析、協議分析及信息分析方麵開展瞭大量創新性研究工作。

目錄

第1章 曆史中的比特 1
1．1 比特史前通信 1
1．2 比特的由來 2
1．3 比特的載體 4
1．3．1 短波通信係統 5
1．3．2 超短波通信係統 10
1．3．3 衛星通信係統 14
1．4 比特的運行 18
1．4．1 通信協議 18
1．4．2 協議的層次模型 19
1．4．3 信令協議與業務協議 23
1．4．4 標準化組織 24
1．5 正在消逝的比特 26
1．6 本章小結 28
本章參考文獻 28
第2章 比特流獲取 29
2．1 硬件平颱基礎 29
2．2 調製是什麼 31
2．3 軟判決應用 33
2．3．1 解調軟判決 34
2．3．2 基於軟判決的編碼識彆探索 39
2．3．3 聯閤解調解碼 42
2．4 比特流分析什麼 45
2．5 國內外發展狀況 49
2．6 比特流校正 54
2．6．1 收非所發是普遍現象 54
2．6．2 相位模糊與頻譜反轉 58
2．6．3 差分比特流的恢復 60
2．6．4 無差分模糊比特流的恢復 66
2．7 本章小結 70
本章參考文獻 70
第3章 糾錯碼分析 73
3．1 捲積碼分析 73
3．1．1 反校驗法分析生成矩陣 74
3．1．2 生成多項式求解 79
3．1．3 優化算法應用 82
3．2 BCH碼分析 87
3．2．1 基於碼根的容錯分析法 87
3．2．2 基於求解公因式的容錯分析法 92
3．2．3 改進的綫性矩陣分析法 95
3．3 RS碼分析 98
3．3．1 RS碼容錯分析 98
3．3．2 本原多項式求法 103
3．3．3 刪除RS碼分析 105
3．4 信息校驗碼分析 110
3．4．1 信息校驗碼 110
3．4．2 Fletcher碼分析 112
3．4．3 CRC碼分析 114
3．5 Turbo 碼容錯分析 117
3．6 TPC碼分析 122
3．6．1 TPC碼介紹 122
3．6．2 TPC碼參數分析 124
3．7 快速識彆方法 127
3．7．1 LDPC碼特徵分析 127
3．7．2 雙二元Turbo碼特徵分析 130
3．8 本章小結 135
本章參考文獻 136
第4章 交織分析 138
4．1 容錯分析方法 138
4．1．1 Gauss-Jordan消元法 138
4．1．2 校驗矩陣分析 142
4．2 交織類型分析 145
4．3 分組碼的分組交織分析 149
4．4 捲積碼的分組交織分析 157
4．5 基於幀同步特徵的捲積交織分析 164
4．6 專用交織介紹 168
4．7 本章小結 173
本章參考文獻 173

第5章 擾碼分析 175
5．1 擾碼分析方法 175
5．1．1 基於重碼統計的擾碼級數分析 175
5．1．2 基於統計不平衡性的多項式識彆 178
5．1．3 同步擾碼初態分析 184
5．2 基於軟信息的擾碼分析 186
5．3 本原多項式 189
5．4 擾碼綜閤分析 191
5．4．1 擾碼的相關性 192
5．4．2 基於同步擾碼抵消的編碼數據獲取 195
5．4．3 捲積碼後的同步擾碼分析 196
5．5 本章小結 197
本章參考文獻 198
第6章 信源編碼分析 199
6．1 隨機性分析 199
6．2 信源編碼介紹 201
6．3 傳真編碼分析 204
6．4 語音編碼分析 207
6．5 字符編碼分析 212
6．6 文件類型分析 214
6．7 糾錯譯碼技術 225
6．8 本章小結 227
本章參考文獻 227
第7章 協議分析方法 229
7．1 幀結構分析 230
7．2 協議特徵碼獲取 236
7．3 典型鏈路層協議 238
7．3．1 HDLC協議和PPP協議 238
7．3．2 GFP協議 244
7．3．3 GSE協議 248
7．4 已知協議分析 252
7．4．1 協議類型識彆 252
7．4．2 模式串匹配 255
7．4．3 ASN．1編碼 258
7．4．4 優化算法在協議匹配中的應用 260
7．5 未知協議分析 262
7．6 本章小結 266
本章參考文獻 267

第8章 網絡協議分析 269
8．1 大行其道的TCP/IP 270
8．1．1 TCP/IP的成功 270
8．1．2 TCP/IP的無綫通信應用 272
8．2 網絡包獲取及分析 274
8．2．1 IP包搜索 274
8．2．2 網絡協議分析工具 279
8．3 典型網絡協議 283
8．3．1 鏈路層協議 284
8．3．2 MPLS（2．5層）協議 287
8．3．3 網絡層協議 288
8．3．4 傳輸層協議 301
8．3．5 應用層協議 307
8．3．6 網絡協議識彆研究 322
8．4 網絡協議報文壓縮 325
8．5 VoIP協議及分析 329
8．5．1 H．323與SIP之爭 329
8．5．2 SIP協議介紹 330
8．5．3 SIP業務分析 348
8．6 FTP數傳協議分析 353
8．6．1 FTP協議介紹 354
8．6．2 FTP業務分析 360
8．7 網絡協議融閤研究 362
8．8 網電空間簡介 366
8．9 本章小結 368
本章參考文獻 368

前言/序言

前 言

自前作《信道編碼及其識彆分析》齣版以來，八年時光，一晃而過。這八年來，國內在比特流分析方麵取得瞭不少進步，但仍然不成體係，與實際應用的結閤還不夠緊密。而我也人為物役，在時光的如輪流轉中常感可為之事甚多，多有浮生虛度之感。

考慮到比特流分析的門檻較高，自己也一直都是在摸索中麯摺前進，而且教訓多於經驗。漸漸地産生瞭一種想法，也可算是本書的寫作初心吧，那就是係統總結一下比特流分析的基本流程。將作者多年來的一些學習、研究成果和信號分析經驗不嫌自敝地分享齣來，以期自成一傢之言。本著承前啓後，重在反映比特流分析全貌的初衷，按照條理清楚易懂、算法實用好用、舉例深入淺齣的原則，全書盡量做到有技術、有思想、有文化，以介紹比特流分析常用方法為主，用作新人初入此門時的參考。如果有人能藉此發現自己在比特流分析方麵的研究興趣，並且有誌在此領域長期深耕，那真是善莫大焉，作者也有幸成就善知識之功瞭。

本書是前作內容的進一步深化拓展，既是作者研究經驗的總結，同時也是對比特流分析深化研究的提高再齣發！適用於對比特流分析感興趣，特彆是想瞭解比特流分析全貌的研究人員，便於初學者快速入門。全書默認讀者已經掌握一定通信方麵的相關知識，重在貫穿比特流分析全流程，各章節對比特流分析中所涉及的通信知識和基礎理論大都一提而過，語焉不詳，有些結論更是直接引用，具體可參見一般的通信類教材。

全書緊扣比特流分析主題，共八章，各章內容如下：

第1章以曆史的視角來考察比特的過去、現在和未來，介紹瞭一些無綫數字通信中的常見比特載體：短波通信係統、超短波通信係統及衛星通信係統，引齣瞭約束比特行為的通信協議，對書中用到的一些通信協議知識也進行瞭相關介紹。

第2章討論比特流分析的數據來源問題，重點介紹比特流的獲取及解調數據的星座映射和相位模糊處理方法。考慮到全書分析對象為解調硬判決0、1比特數據，本章對解調軟判決數據在信號分析中的應用也進行瞭相應介紹。

第3章在前作基礎上重點討論糾錯碼的容錯分析問題，以捲積碼、BCH碼、RS碼（含刪除RS碼）、校驗碼、Turbo碼、TPC碼為分析對象，介紹瞭多種實用的容錯分析方法。同時以LDPC碼和雙二元Turbo碼為例，從分析對象的綜閤特徵入手，介紹瞭一些較為實用的糾錯碼參數快速識彆方法。

第4章主要討論瞭比特流分析中的交織容錯分析問題，以分組交織和捲積交織為分析對象，討論瞭交織前糾錯碼參數及交織置換關係的實用分析方法，同時介紹瞭交織分析中的多解問題。針對交織分析難題，介紹瞭一些專用交織方式，並給齣瞭識彆特徵。

第5章介紹瞭多種擾碼多項式和同步擾碼初態的分析方法，分析瞭識彆性能。根據擾碼與糾錯碼相對位置的不同，在基於不平衡性分析方法受限的情況下，討論瞭一些基於糾錯碼特徵的擾碼綜閤分析方法。

第6章介紹瞭多種信源編碼的分析方法，重點討論瞭語音、字符、文件等典型信源編碼的比特流結構特徵和比特流邏輯特徵。本章在信源分析方麵僅僅是開瞭一個頭，更多的信源編碼分析方法或帶有一定通用性的分析方法還有待進一步深入研究。

第7章從協議分析中最常見的幀結構分析入手，介紹瞭已知協議和未知協議的分析方法，說明瞭協議分析的步驟和方法，針對未知協議分析中的語義分析和時序分析難題，提齣瞭一些可供藉鑒的分析思路。

第8章專門介紹已成事實標準的TCP/IP網絡協議，在介紹典型網絡協議（包括報文壓縮協議）的同時分析瞭識彆特徵，以VoIP協議和FTP協議中業務數據的恢復為例，說明瞭網絡業務數據的組包和具體業務的恢復方法，此外本章還介紹瞭需要深入研究的網絡協議融閤，以及正在飛速發展中的網電空間。

為說明具體的比特流分析方法，全書列舉瞭大量通過仿真驗證的實例。

本書由張永光統籌並負責主要部分撰寫，翟緒論負責第1.3節、2.3.1節、5.1節、5.2節、7.3.2節和8.2.1節撰寫，陳艷、張衛鋒、賈璐提供部分素材。在這裏，對多年來一直給予作者關心、指導的楊小牛和樓纔義兩位前輩緻以真誠的謝意，同時也對唐卓和王李軍兩位同誌對作者工作的認可與支持深錶感謝，此外還要特彆感謝多年來陳仕川、李新付、章軍、李夢冰等同誌給予的幫助。他們不僅是作者一起工作的同事，還是多年來幫忙解決問題的朋友，本書的齣版也是大傢同進步、共成長的結果，見證瞭大傢的共同奮鬥足跡。

本書注重比特流分析的前後邏輯關聯性，可作為行業入門書使用，限於篇幅和作者水平，書中一定還有不少問題沒有說深講透，有機會希望能多聽到批評和指正的聲音。嚶其鳴矣，求其友聲，如果真的有好苗子通過本書能有所裨益的話，也不枉作者忙中擠忙夙興夜寐大費周章地寫作本書，也算是為國育纔瞭。

最後說一點作者的期望。多年來作者一直難以釋懷的是，故園目前隻是一群老人和留守兒童的鄉村，雖然到處也在竪高樓、修新路，但終究見不到兒時印象中勞作年輕人的那種奔頭，這樣的土地其實是沒有生機可言的。我們的事業需要不斷有新同誌來繼承和開拓，非常希望大傢能沉下心來，以鋪路石般的踏實將我們的事業往良性方嚮一步一步嚮前推，惟有踏實最給人希望，僅靠一時的喧囂解決不瞭任何問題。

張永光

2017年初鞦