正版新書--無綫網絡編碼 周清峰 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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周清峰 著

圖書標籤:

• 無綫網絡
• 網絡編碼
• 信息論
• 通信工程
• 周清峰
• 高等教育
• 教材
• 計算機網絡
• 無綫通信
• 編碼理論

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齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115366412

商品編碼：29339142964

包裝：精裝

齣版時間：2014-11-01

基本信息

書名：無綫網絡編碼

定價：78.00元

作者：周清峰

齣版社：人民郵電齣版社

齣版日期：2014-11-01

ISBN：9787115366412

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：精裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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專業技術書籍，*前沿的研究成果與研究熱點
　　外極具知名度的物理層網絡編碼的創始人執筆
　　理論基礎知識和前沿科技成果之間的平衡，是先進性和實用性的統一
　　附有部分仿真代碼

內容提要

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

目錄

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章　雙嚮中繼信道和網絡編碼概述
1.1　網絡編碼在無綫中繼信道中的應用
1.1.1　鏈路層網絡編碼簡介
1.1.2　物理層網絡編碼簡介
1.2　雙嚮中繼信道的擴展
1.2.1　TWRC並行多中繼
1.2.2　TWRC串行多中繼
1.2.3　多源節點單中繼係統
1.2.4　多節點多天綫中繼係統
1.2.5　多節點多中繼多跳係統
1.3　全書架構與邏輯關係
參考文獻
部分　鏈路層網絡編碼
第2章　簡單鏈路層網絡編碼算法
2.1　網絡編碼
2.1.1　同步網絡編碼
2.1.2　異步網絡編碼
2.1.3　使用網絡編碼的雙嚮中繼信道速率域、閤速率分析
2.2　聯閤網絡編碼與疊加編碼(INSC)技術
2.2.1　係統模型
2.2.2　INSC機製的分析
2.2.3　不同機製間的比較及仿真
2.3　COPE無綫網絡編碼的實現
2.3.1　無綫網絡編碼COPE簡介
2.3.2　COPE重要設計細節
2.3.3　無綫網絡編碼的增益
2.3.4　COPE在一些簡單拓撲結構中的實驗
2.4　網絡擴頻碼
2.4.1　完全互補序列及應用
2.4.2　網絡擴頻碼
2.4.3　應用實例與討論
參考文獻
第3章　擴展鏈路層網絡編碼算法
3.1　信道編碼與網絡編碼聯閤算法
3.1.1　應用背景
3.1.2　係統模型
3.1.3　直接網絡編碼
3.1.4　軟網絡編碼
3.1.5　軟網絡編碼的性能分析
3.1.6　軟網絡編碼的性能仿真
3.1.7　相關理論推導
3.2　多天綫鏈路層網絡編碼算法
3.2.1　多天綫雙嚮中繼中基於鏈路層網絡編碼的重傳機製
3.2.2　MIMO雙嚮中繼網絡
3.2.3　MIMO雙嚮中繼網絡的網絡模擬實現
3.2.4　重傳機製的比較分析
3.2.5　MIMO網絡編碼的雙嚮多跳中繼網絡硬件原型
3.3　中繼選擇算法
3.3.1　單中繼選擇算法
3.3.2　雙中繼選擇算法
3.3.3　中繼選擇算法的應用
參考文獻
第4章　鏈路層網絡編碼網絡協議分析
4.1　基於網絡編碼的調度
4.1.1　網絡編碼與調度的關係
4.1.2　自適應網絡編碼調度
4.1.3　網絡編碼與機會調度
4.1.4　MIMO與網絡編碼聯閤調度
4.1.5　MIMO與網絡編碼聯閤調度的算法分析
4.2　基於網絡編碼的數據鏈路層協議設計
4.2.1　網絡編碼與重傳
4.2.2　網絡編碼在重傳中減少時延
4.2.3　網絡編碼重傳次數分析
4.3　基於網絡編碼的路由層協議設計
4.3.1　集中式編碼感知路由
4.3.2　編碼感知路由度量
4.3.3　分布式路由協議設計
4.3.4　改進型機會路由協議與網絡編碼
4.4　基於網絡編碼的應用層協議設計
4.5　其他課題
4.5.1　可解碼包數大問題
4.5.2　小轉發次數問題
參考文獻
第二部分　物理層網絡編碼
第5章　簡單物理層網絡編碼算法
5.1　PNC簡介
5.1.1　傳統傳輸方案(TS方案)
5.1.2　鏈路層網絡編碼傳輸方案(SNC方案)
5.1.3　物理層網絡編碼
5.2　PNC的理論推廣
5.2.1　PNC的分類
5.2.2　有限集閤物理層網絡編碼(PNCF)
5.2.3　無限集閤物理層網絡編碼(PNCI)與PNCF的比較
5.3　影響PNC應用的其他因素
5.3.1　噪聲的影響
5.3.2　重傳機製的影響
5.3.3　前嚮糾錯及信道編碼的影響
5.3.4　同步的影響
5.3.5　信道的影響
5.3.6　網絡拓撲的影響
參考文獻
第6章　高級物理層網絡編碼算法
6.1　基於鏈路信道編碼的PNC映射
6.1.1　同步信道編碼PNC
6.1.2　異步信道編碼PNC
6.1.3　數值結果與討論
6.2　優映射PNC
6.2.1　雙嚮中繼的兩個階段
6.2.2　映射和星座設計
6.3　盲已知乾擾消除算法
6.3.1　係統模型和係統構架
6.3.2　平坦衰落信道中盲已知乾擾消除算法
6.3.3　頻率選擇性衰落信道中的BKIC
6.3.4　性能分析
6.3.5　數字仿真
參考文獻
第7章　多天綫物理層網絡編碼
7.1　綫性MIMO PNC方案
7.1.1　綫性MIMO網絡編碼模型
7.1.2　綫性MIMO PNC檢測
7.1.3　誤碼率性能分析
7.1.4　仿真與數值結果
7.2　PNC信道量化
7.2.1　基於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　仿真結果與討論
參考文獻
第8章　雙嚮中繼信道容量
8.1　高斯TWRC信道容量
8.1.1　PNC信息容量的外界
8.1.2　鏈路到鏈路的信道編碼PNC
8.1.3　在對稱TWRC中可達的對稱信息率
8.1.4　點到點信道編碼的ANC方案
8.2　PNC在安全傳輸中的應用
8.2.1　係統模型
8.2.2　安全傳輸信息率
8.2.3　可達安全信息率上限
8.2.4　數值結果與討論
參考文獻
名詞索引

作者介紹

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文摘

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序言

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《現代通信網絡中的編碼技術：理論與實踐》 引言 在當今信息爆炸的時代，通信網絡的覆蓋範圍、傳輸速率和可靠性是衡量其先進性的重要指標。而在這背後，編碼技術扮演著至關重要的角色，它如同通信的“語言”和“衛士”，確保著信息的準確、高效和安全傳輸。從我們日常使用的手機信號、互聯網數據傳輸，到深空探測器與地球的通信，再到日益普及的物聯網設備，無不依賴於精妙的編碼算法。 本書旨在深入探討現代通信網絡中各類編碼技術的理論基礎、核心思想、關鍵算法及其在實際應用中的挑戰與發展。我們不僅將迴顧經典的編碼理論，更將聚焦於當前研究的熱點和未來發展趨勢，力求為讀者構建一個全麵、係統且富有洞察力的編碼技術知識體係。本書的目標讀者涵蓋瞭通信工程、計算機科學、電子工程等相關專業的學生、研究人員，以及在通信行業從事技術研發、網絡優化和産品設計的工程師。 第一章 編碼技術概述 編碼，顧名思義，是將信息進行轉換、錶示或增添冗餘的過程，其核心目的是為瞭實現信息的有效存儲、傳輸或處理。在通信領域，編碼技術的應用主要體現在以下幾個方麵： 信源編碼 (Source Coding)： 也稱為數據壓縮，旨在減少數據的冗餘，從而降低傳輸帶寬或存儲空間的需求。例如，MP3音頻編碼、H.264/H.265視頻編碼都是典型的信源編碼技術，它們通過分析信號的統計特性，去除人耳或人眼難以察覺的信息，實現高效的數據壓縮。 信道編碼 (Channel Coding)： 也稱為糾錯編碼，旨在增加數據的冗餘，從而提高信息在有噪聲乾擾的信道上傳輸的可靠性。它能夠檢測並糾正傳輸過程中産生的錯誤，確保接收到的信息與原始信息一緻。這是本書重點關注的領域。 加密編碼 (Cryptographic Coding)： 旨在保證信息的機密性、完整性和不可否認性。雖然在廣義上屬於編碼範疇，但其研究方法和應用場景與信道編碼和信源編碼有所不同，本書將不作深入探討。 調製編碼 (Modulation and Coding)： 在物理層，信號的調製和編碼是緊密結閤的。調製是將數字信息映射到模擬信號的過程，而編碼則在調製之前或之後進行，以增強信號的魯棒性。 本章將對這些基本概念進行梳理，闡述編碼技術在通信係統中的地位和作用，並簡要介紹其發展曆程。 第二章 經典信道編碼理論 信道編碼是通信網絡中保障可靠傳輸的基石。本章將深入剖析經典信道編碼理論的精髓。 香農編碼定理 (Shannon's Theorems)： 作為信息論的奠基石，香農定理為信道編碼的理論極限提供瞭清晰的界定。我們將詳細闡述容量（Capacity）的概念，以及在信道容量以下的任何信息速率下，都存在能以任意低的錯誤概率進行可靠通信的編碼方案。 綫性分組碼 (Linear Block Codes)： 這是最早也是最重要的一類信道編碼。 基本概念： 碼字（Codeword）、生成矩陣（Generator Matrix）、校驗矩陣（Parity-Check Matrix）、最小 Hamming 距離（Minimum Hamming Distance）等。 海明碼 (Hamming Codes)： 一種簡單但高效的單比特錯誤糾正碼，廣泛應用於存儲器和通信係統中。我們將分析其構造方法和糾錯能力。 BCH碼 (Bose-Chaudhuri-Hocquenghem Codes)： 一類能夠糾正多比特錯誤的強大分組碼，具有優異的性能，是許多先進通信係統（如CDMA、衛星通信）的基礎。我們將介紹其生成多項式和糾錯算法。 RS碼 (Reed-Solomon Codes)： 一種非二元分組碼，特彆擅長糾正突發錯誤（Burst Errors）。RS碼在CD/DVD、條形碼、數字電視廣播、衛星通信等領域有著廣泛的應用。我們將深入理解其糾錯原理和譯碼過程。 捲積碼 (Convolutional Codes)： 與分組碼不同，捲積碼的編碼輸齣不僅取決於當前輸入比特，還取決於之前的若乾個輸入比特，具有“記憶性”。 編碼器結構： 移位寄存器、生成多項式。 性能度量： 自由距離（Free Distance）。 譯碼算法： 維特比譯碼 (Viterbi Decoding)： 一種最優譯碼算法，能夠以很高的概率找到最有可能的發送序列。我們將詳細解析維特比算法的動態規劃原理。 序貫譯碼 (Sequential Decoding)： 當碼率較低或碼長很長時，維特比譯碼的復雜度會過高，序貫譯碼（如Fano譯碼）提供瞭一種復雜度與信息長度近似成比例的近似最優譯碼方法。 第三章 現代先進信道編碼技術 隨著通信需求的不斷增長，對編碼技術的性能提齣瞭更高的要求。本章將聚焦於現代通信網絡中占據主導地位的先進編碼方案。 低密度奇偶校驗碼 (LDPC Codes)： LDPC碼是一種由Robert Gallager在1962年提齣的糾錯碼，近二十年來由於其逼近香農極限的優異性能和相對高效的譯碼算法而獲得巨大成功，並被廣泛應用於Wi-Fi（802.11n/ac/ax）、5G、DVB-S2等標準中。 LDPC碼的定義： 基於稀疏校驗矩陣的綫性分組碼。 編譯碼方法： 圖論視角（Tanner圖）、概率消息傳遞（Message Passing）算法，如和積算法（Sum-Product Algorithm）。 LDPC碼的優點： 優異的糾錯性能、並行化程度高、譯碼復雜度相對可控。 LDPC碼的分類： 隨機LDPC碼、規整LDPC碼（如QC-LDPC碼）、有限幾何LDPC碼。 Turbo碼 (Turbo Codes)： Turbo碼由Claude Berrou等人於1993年提齣，是第一類能夠接近香農極限的信道編碼。其核心思想是通過並行連接兩個或多個簡單的捲積碼（或其它類型的碼），並引入“交織器”（Interleaver），通過迭代譯碼（Iterative Decoding）的方式，使多個譯碼器之間相互“啓發”，從而達到很高的糾錯性能。 Turbo碼的結構： 組件碼（Component Codes）、交織器（Interleaver）、迭代譯碼。 迭代譯碼原理： 軟入軟齣（SISO）譯碼器、先驗信息（Prior Information）和外信息（Extrinsic Information）的傳遞。 Turbo碼的優點： 極佳的糾錯性能，尤其是在低信噪比環境下。 Turbo碼的應用： 3G（UMTS）、WiMAX等。 極化碼 (Polar Codes)： 由Eryk Erdemli和Erdal Arıkan於2009年提齣，是第一類被證明能夠達到香農容量的編碼。極化碼通過“極化”一個信息源，將其轉化為能夠被完美傳輸和完全被錯誤乾擾的信道。 極化現象 (Polarization Phenomenon)： 將多個獨立信道通過極化變換（Polarization Transform）組閤，可以生成一些“完美”信道（接近無錯誤傳輸）和一些“災難”信道（接近完全錯誤）。 編譯碼過程： 極化變換、碼率選擇。 極化碼的優點： 理論性能好，且具有較好的實現復雜度。 極化碼的應用： 5G NR（新無綫）的控製信道。 第四章 編碼技術在無綫通信網絡中的應用 本章將從實際應用的角度，深入探討編碼技術如何在復雜的無綫通信環境中發揮作用。 多天綫係統 (MIMO) 中的編碼： 空間編碼 (Space-Time Coding)： 如Alamouti碼、STBC（空間時間塊碼）等，利用多天綫在時空域進行編碼，提高傳輸速率和可靠性。 MIMO與信道編碼的結閤： LDPC碼和Turbo碼在MIMO係統中如何與空時編碼協同工作。 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 係統中的編碼： OFDM技術通過將高速數據流分成多個低速子流，並在並行子載波上傳輸，大大提高瞭頻譜利用率並降低瞭對高QAM星座的敏感性。 OFDM與信道編碼的結閤： 如何將LDPC碼、Turbo碼或Polar碼應用到OFDM的各個子載波上，以及在OFDM係統中遇到的信道衰落問題對編碼性能的影響。 5G 及未來通信中的編碼技術： 5G NR的標準： 詳細介紹5G NR中對Polar碼（用於控製信道）和LDPC碼（用於數據信道）的應用策略、設計考慮以及與其他技術（如URLLC、eMBB、mMTC）的配閤。 編碼在物聯網 (IoT) 中的作用： 低功耗、低數據率的IoT設備對編碼的特殊需求，例如低復雜度、低延遲的編碼方案。 新興編碼技術展望： 如網絡編碼（Network Coding）、智能反射麵（RIS）輔助的通信中的編碼挑戰等。 第五章 編碼算法的實現與優化 理論上的編碼方案需要在實際硬件中高效實現。本章將關注編碼算法的工程實現和性能優化。 譯碼算法的硬件實現： 維特比譯碼器的硬件設計： 狀態存儲、路徑度量更新、迴溯單元。 LDPC譯碼器的並行化與流水綫設計： 優化消息傳遞的計算流程。 Turbo譯碼器的迭代結構與存儲管理。 計算復雜度與功耗優化： 在資源受限的嵌入式係統或移動設備中，如何設計低功耗、低復雜度的編碼方案。 算法剪枝、硬件加速等優化技術。 仿真與測試： 使用MATLAB、Python等工具進行編碼性能仿真。 誤碼率（BER）、信息錯誤率（FER）的計算與分析。 實際信道模型的搭建與仿真。 第六章 結論與未來展望 本章將總結全書內容，並對編碼技術未來的發展方嚮進行展望。 編碼技術的持續演進： 隨著通信速率的提升、網絡規模的擴大以及應用場景的多元化，對編碼技術的要求將不斷提高。 與其他技術融閤： 編碼技術將與人工智能、機器學習、信息論安全等領域更緊密地結閤，催生齣更多創新性的解決方案。 新的挑戰與機遇： 例如，量子計算對現有密碼係統的威脅，以及量子安全編碼的可能性；邊緣計算對編碼在終端設備的實時處理能力的需求；空天地一體化通信對編碼魯棒性的極緻追求。 結語 《現代通信網絡中的編碼技術：理論與實踐》是一本力求全麵、深入地展現編碼技術在現代通信網絡中核心作用的著作。我們希望通過嚴謹的理論分析、翔實的算法闡述和貼閤實際的應用探討，幫助讀者深刻理解編碼的魅力，把握技術脈搏，為未來的通信事業貢獻智慧和力量。

評分☆☆☆☆☆

這本書真是太棒瞭！我一直對無綫網絡編碼這個領域很感興趣，但苦於找不到一本既係統又深入淺齣的教材。直到我偶然發現瞭這本《正版新書--無綫網絡編碼 周清峰》，簡直就像在沙漠中找到瞭綠洲。作者的講解邏輯清晰，循序漸進，從最基礎的概念講起，逐步深入到復雜的理論和算法。每一個章節的安排都非常閤理，仿佛作者已經預料到瞭讀者可能會遇到的睏惑，並提前準備好瞭詳盡的解答。我尤其喜歡作者在講解過程中引入的大量實際應用案例，這讓我能夠將枯燥的理論與現實世界聯係起來，更好地理解編碼技術在無綫通信中的重要作用。讀這本書的過程，就像是在和一位經驗豐富的老師對話，他耐心地引導你一步步解開無綫網絡編碼的奧秘。而且，這本書的內容非常新，涵蓋瞭最新的研究成果和技術進展，這對於我這樣一個想要跟上行業步伐的讀者來說，無疑是巨大的福音。我迫不及待地想將書中的知識運用到我的學習和工作中，解決一些長期睏擾我的技術難題。

評分☆☆☆☆☆

老實說，我購買這本書的時候，主要也是因為“正版新書”的標簽，希望能買到最新的、內容最全的版本。但收到書後，我發現它遠不止“新”那麼簡單。周清峰老師在這本書中展現瞭他對無綫網絡編碼的深刻理解和獨到見解。書中的內容非常紮實，每一個論證都嚴謹而有說服力。我尤其喜歡作者在章節結尾處提齣的思考題，它們能夠促使我去迴顧和思考所學內容，加深理解。這本書的排版也很舒適，文字大小、行距都恰到好處，閱讀起來不會感到疲勞。而且，書中穿插的一些小知識點和曆史典故，也讓閱讀過程更加有趣，我感覺自己不僅僅是在學習技術，更是在瞭解這項技術的發展曆程。總而言之，這是一本值得反復閱讀、細細品味的書。它不僅提供瞭知識，更激發瞭我的學習熱情和探索精神。

評分☆☆☆☆☆

我是一位剛剛步入無綫通信行業的新人，之前對無綫網絡編碼幾乎一無所知。在朋友的推薦下，我選擇瞭這本《正版新書--無綫網絡編碼 周清峰》。這本書就像一盞明燈，為我指引瞭方嚮。開篇的介紹部分就非常詳盡地解釋瞭為什麼無綫網絡編碼如此重要，以及它在現代通信中所扮演的角色。然後，作者逐步引導我瞭解瞭各種基礎的編碼概念，例如信道編碼、源編碼等等，並對它們進行瞭清晰的區分和解釋。我尤其喜歡作者在講解過程中使用的例子，它們貼近生活，讓我能夠迅速理解抽象的原理。例如，當講解糾錯碼時，作者用瞭一個非常生動的例子來比喻數據的冗餘度，瞬間就讓我明白瞭它的作用。這本書的難度適中，既不會讓初學者望而卻步，又能讓有一定基礎的讀者感到充實。我感覺自己在這本書的幫助下，已經建立起瞭一個紮實的理論基礎，為我今後的學習和工作打下瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，剛拿到這本書的時候，我還有些忐忑，畢竟“無綫網絡編碼”這個詞聽起來就有點嚇人，感覺會是晦澀難懂的數學公式堆砌。然而，事實證明我的擔憂是多餘的。作者周清峰老師在這本書中展現瞭他非凡的敘事能力，將復雜的編碼原理以一種非常生動形象的方式呈現齣來。他善於運用類比和比喻，將抽象的概念具象化，讓即使是初學者也能輕鬆理解。我特彆欣賞書中那些精美的插圖和圖錶，它們不僅僅是裝飾，更是幫助理解的關鍵。通過這些視覺化的輔助，我能夠更直觀地把握不同編碼方案的優劣，以及它們在不同場景下的適用性。而且，這本書不僅僅是理論的闡述，更注重實踐指導。作者在講解完某個概念後，常常會給齣相關的算法實現思路，甚至是一些僞代碼，這為我後續的編程實踐提供瞭寶貴的參考。我感覺這本書的作者一定是一位既有深厚理論功底，又具備豐富實踐經驗的專傢，他能夠站在讀者的角度去思考，提供最實用、最有價值的信息。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在該領域摸爬滾打多年的老兵，我一直在尋找一本能夠“點石成金”的書籍，能夠幫助我突破瓶頸，看到新的視角。這本《正版新書--無綫網絡編碼 周清峰》無疑做到瞭這一點。作者在書中對現有無綫網絡編碼理論進行瞭深刻的剖析，並且提齣瞭許多獨到的見解。他不僅僅停留在對現有知識的梳理和總結，更重要的是，他勇於挑戰傳統，探索新的可能性。我尤其對書中關於未來無綫網絡發展趨勢的探討印象深刻，作者提齣的觀點非常有前瞻性，讓我對無綫網絡編碼技術的未來充滿瞭期待。這本書的語言風格也非常吸引我，沒有那種枯燥的學術腔調，而是充滿瞭智慧和洞察力。在閱讀的過程中，我時常會産生“原來是這樣！”的頓悟感。對於想要深入研究無綫網絡編碼，甚至是在這個領域有所創新的讀者來說，這本書絕對是不可多得的寶藏。