{RT}无线网络编码-周清峰 人民邮电出版社 9787115366412 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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周清峰 著

图书标签:

• 无线网络编码
• 网络编码
• 无线通信
• 信息论
• 通信工程
• 周清峰
• 人民邮电出版社
• 9787115366412
• 编码理论
• 无线网络

店铺： 华裕京通图书专营店

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115366412

商品编码：29750190724

包装：精装

出版时间：2014-11-01

图书基本信息
图书名称	无线网络编码	作者	周清峰
定价	78.00元	出版社	人民邮电出版社
ISBN	9787115366412	出版日期	2014-11-01
字数		页码
版次	1	装帧	精装

内容简介

《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。

作者简介

精彩内容敬请期待

目录

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

编辑推荐

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

文摘

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序言

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深入解析现代通信基石：无线网络编码的奥秘与前沿 无线通信技术的飞速发展，极大地改变了人们的生活方式，从最初的语音通信到如今高速率、高可靠性的数据传输，其背后离不开一系列复杂而精妙的理论支撑。其中，无线网络编码作为一项颠覆性的技术，以其独特的视角和强大的能力，正在深刻地重塑着我们对信息传输的认知，并为下一代无线通信网络的构建奠定了坚实的基础。 无线网络编码，顾名思义，是一种将编码技术应用于无线网络中的信息传输方式。然而，其“无线”的特性带来的挑战与机遇，使得它与传统的网络编码在理论和实践上都存在显著差异。在传统网络中，节点（如路由器）通常拥有清晰的传输路径信息，并能精确地知道哪些信息已被接收，哪些尚未收到。编码的目的是为了在传输过程中纠正错误，提高信息传输的可靠性。但无线环境则截然不同：信号会受到衰落、干扰、遮挡等多种因素的影响，导致信息传输的不可预测性极高。节点之间可能无法直接通信，甚至无法得知对方是否成功接收了信息。这种不确定性为信息传输带来了巨大的挑战，也催生了无线网络编码的独特价值。 无线网络编码的核心思想在于，让网络中的节点不仅仅是被动地转发信息，而是主动地参与到编码和解码的过程中。 传统的网络通信，信息就像一个一个独立的数据包，在节点之间依次传递，如果某个节点丢失了一个数据包，那么这个数据包很可能就无法被最终接收者收到，除非重新发送。而在无线网络编码的框架下，信息会被更精细地“混合”和“编码”。接收端在接收到足够数量的混合信息后，即使其中一部分信息在传输过程中丢失，也能通过巧妙的数学运算，将丢失的信息“解码”出来，从而恢复完整的数据。这种方式极大地提高了信息传输的鲁棒性，降低了对重传机制的依赖，进而提升了网络的整体吞 tanpa (throughput) 和效率。 为了更深入地理解无线网络编码的魅力，我们可以从几个关键的方面进行剖析： 一、从信息论的视角看无线网络编码的革命性 信息论的奠基人克劳德·香农曾提出“信道容量”的概念，即在给定信道条件下，信息能够无差错传输的最大速率。传统的网络通信，在面对复杂的无线衰落信道时，往往难以逼近其理论上的信道容量。无线网络编码的出现，为突破这一瓶颈提供了新的思路。 1. 信息混合的威力： 在传统的通信方式中，信息包的丢失就像是一个个“短板”，一旦缺失，就可能导致整个信息的完整性受到威胁。而无线网络编码通过将来自不同源头或不同传输路径的信息进行线性组合，生成新的编码信息。接收端在接收到足够多的这些线性组合信息后，就可以通过求解一系列线性方程组来唯一地还原出原始信息，即使其中一些原始信息包在传输过程中丢失了。这种“集思广益”的信息处理方式，使得网络具备了更强的容错能力。 2. 跨层协同的优势： 传统的通信协议栈通常将网络层和物理层严格分开，网络层负责路由和分发数据包，物理层负责信号的调制解调和传输。这种分层的设计虽然有利于模块化和简化设计，但在面对无线信道的复杂性时，往往显得不够灵活。无线网络编码则打破了这种严格的层级界限，允许网络层的信息编码策略与物理层的信道特性紧密结合。例如，编码方案可以根据当前的信道状况动态调整，以最大化信息传输的效率和可靠性。这种跨层协同，能够更有效地利用有限的无线资源。 3. 消除瓶颈节点： 在传统的网络中，信息传输的速率往往受到网络中最慢的节点的限制，形成“瓶颈”。例如，一个节点如果接收信息的速率很慢，或者有丢包的倾向，那么整个网络的吞吐量就会受到影响。无线网络编码通过信息混合的方式，可以有效地缓解这一问题。即使某个节点传输缓慢或出现丢包，其他节点仍然可以继续发送编码后的信息，而最终的接收者可以继续从中解码，直到成功恢复所有信息。这使得信息流动的更加平滑，网络的整体性能得到提升。 二、无线网络编码的关键技术分支与应用场景 无线网络编码并非单一的技术，而是一个庞大的理论体系，包含多种不同的编码策略和技术分支，适用于不同的无线网络场景。 1. 网络编码（Network Coding）： 这是整个领域的开端。最初的网络编码理论主要应用于有线网络，旨在提高信息传输的效率和鲁棒性。其中，线性网络编码 (Linear Network Coding) 是最重要的一支，它利用有限域上的线性代数运算来实现信息的混合和编码。这种方式易于实现，并且在理论上具有良好的性能。 2. 随机线性网络编码 (Random Linear Network Coding, RLNC)： 在无线环境下，信道状态往往是时变且不确定的。RLNC 通过在每个节点随机生成编码向量，并对接收到的信息进行线性组合，来实现更强的鲁棒性。即使信道状态不理想，接收端也能以很高的概率成功解码。RLNC 在应对信道衰落、节点掉线等问题上表现出色，因此在无线 Ad-hoc 网络、传感器网络等领域有着广泛的应用前景。 3. 同构网络编码 (Homogeneous Network Coding)： 针对某些具有特定拓扑结构的网络，例如多播网络，同构网络编码可以设计出更高效的编码方案，减少计算复杂度和传输开销。 4. 分布式网络编码 (Distributed Network Coding)： 在大规模分布式无线网络中，集中式的编码方案难以实现。分布式网络编码允许每个节点独立地进行编码和解码，从而提高了系统的可扩展性和鲁棒性。 5. 分组网络编码 (Cooperative Network Coding)： 强调多个节点之间的协作，通过共享信息和协同编码，共同完成信息传输任务。这种方式特别适用于需要提高信息冗余度和可靠性的场景。 三、无线网络编码在实际应用中的潜力与挑战 无线网络编码的理论优势，正逐步转化为实际应用中的强大动力，尤其是在以下几个领域： 1. 下一代移动通信（5G/6G）： 随着数据量的爆炸式增长和对实时性的极致追求，5G 和 6G 网络对信息传输的效率和可靠性提出了前所未有的挑战。无线网络编码可以帮助这些网络更有效地利用频谱资源，降低延迟，并提高在复杂环境下的通信质量。例如，在室内覆盖不佳的区域，通过邻近节点的协作编码，可以显著提升用户的数据传输速率和稳定性。 2. 物联网 (IoT) 和传感器网络： 物联网设备通常数量庞大，且通信环境复杂，功耗和可靠性是关键的设计考量。无线网络编码可以显著降低节点的重传需求，减少能耗，并提高数据收集的可靠性，尤其是在大规模部署的传感器网络中，可以有效避免因个别节点故障而导致数据丢失的问题。 3. Ad-hoc 网络和应急通信： 在没有基础设施支持的 Ad-hoc 网络或应急通信场景中，节点的连接性和拓扑结构是动态变化的。无线网络编码的鲁棒性使其能够适应这种不确定性，确保信息能够以最高效率送达。例如，在灾难救援中，通信网络可能随时中断，无线网络编码可以帮助构建一个更加可靠的信息传递通道。 4. 缓存辅助网络： 在网络边缘部署缓存节点，可以存储常用信息，并通过网络编码技术将这些信息高效地分发给用户。这不仅可以降低核心网络的负担，还能提升用户访问内容的实时性和便捷性。 尽管无线网络编码展现出巨大的潜力，但其在实际应用中也面临着一些挑战： 计算复杂度： 编码和解码过程需要一定的计算资源，尤其是在大规模网络中，如何设计低复杂度、高效率的编码算法是关键。 实现难度： 将复杂的编码理论转化为实际的硬件和软件实现，需要克服工程上的诸多难题。 协议设计： 需要设计新的网络协议来支持无线网络编码的运行，包括如何管理编码信息、如何进行解码决策等。 安全性： 编码后的信息在传输过程中可能包含更广泛的信息，如何保证其安全性，防止信息泄露，也是需要考虑的问题。 四、展望未来：走向更智能、更高效的无线通信 无线网络编码并非终点，而是通往更智能、更高效无线通信网络的重要一步。未来的研究方向将更加关注： 结合人工智能 (AI) 和机器学习： 利用 AI 技术来优化编码策略，根据实时信道状态动态调整编码参数，实现更智能的通信。 与新兴技术融合： 将无线网络编码与边缘计算、区块链等技术相结合，构建更加强大和安全的通信基础设施。 面向特定应用场景的优化： 针对不同应用场景（如工业互联网、自动驾驶等）的需求，设计定制化的无线网络编码方案。 标准化和互操作性： 推动无线网络编码的标准化进程，促进不同厂商设备之间的互联互通。 总而言之，无线网络编码以其独特的理论框架和强大的应用潜力，正在为解决当前及未来无线通信领域面临的诸多挑战提供创新的解决方案。它不仅仅是一种编码技术，更是一种对信息传输模式的深刻革新，引领着我们走向一个信息更流畅、通信更可靠、应用更广泛的无线互联世界。理解和掌握无线网络编码的精髓，对于洞察未来通信技术的发展趋势至关重要。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计颇具匠心，那种深沉的蓝色调，配上简洁的白色字体，立刻就给人一种专业且严谨的感觉。我记得我是在一个技术书店的角落里偶然发现它的，当时正为手头一个关于网络拓扑优化的项目焦头烂额。拿到手里掂了掂分量，就知道内容肯定不轻薄。初翻目录时，那些关于“信息论在网络中的应用”、“网络编码的理论基石”这样的标题，就像是给我打开了一扇通往更深层次理解的大门。作者在引言中对现有网络传输瓶颈的梳理，简直是精准地戳中了痛点，那种“知我者，莫过于此书”的共鸣感油然而生。它不像有些教科书那样干巴巴地堆砌公式，而是试图用一种更具启发性的方式来引导读者思考。我尤其欣赏它在基础概念阐述上的耐心，即使是像我这样自认为对信息论有一定了解的人，也能从中发现一些被忽略的细微之处。这本书的排版也十分友好，图表的绘制清晰明了，复杂的数学推导步骤都标注得井井有条，使得长时间阅读的疲劳感大大降低。总而言之，从视觉到内容布局，这本书都散发着一种沉稳而厚重的学术气息，让人忍不住想立刻沉浸其中，探究其奥秘。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我一开始对“无线网络编码”这个主题是抱持着一种既好奇又敬畏的态度。毕竟涉及到信息论和复杂的网络协议栈，总感觉门槛很高。然而，这本书的叙述风格却出乎意料地具有一种引导性，它不是那种高高在上地抛出结论的教材，更像是一位经验丰富的导师，一步步带着你走过那些理论的迷雾。我印象特别深刻的是它讲解“线性网络编码”时的那几个经典案例，作者没有直接跳到矩阵运算，而是先通过非常直观的例子，比如水管系统或者简单的消息传递，让编码的直觉先建立起来。这种“先知其意，后晓其理”的教学路径，极大地降低了初学者的学习曲线。每当我遇到一个貌似无法逾越的数学障碍时，翻到后面的应用章节，总能找到一个贴近实际的例子来验证理论的有效性，这反过来又激励我重新去啃那些看起来晦涩的定理。这种理论与实践的螺旋上升，让阅读过程充满了发现的乐趣，而不是单纯的记忆负担。对于那些想深入理解编码理论在现代通信网络中实际意义的工程师来说，这本书提供的不仅仅是知识点，更是一种解决问题的思维框架。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度，体现在它对理论严谨性的坚持上，这一点对于追求技术本质的读者来说，是至关重要的。我曾经在其他地方看过一些关于网络编码的介绍性文章，它们往往只停留于表面，用一些夸张的术语来吸引眼球，但一旦深究，细节就经不起推敲。但这本书完全不同，它在讨论每一个关键算法和性能指标时，都会回溯到信息论的基本公理，确保推导的每一步都建立在坚实的基础之上。例如，在分析网络编码带来的吞吐量增益时，作者并没有满足于给出最终的公式，而是细致地剖析了“最大流最小割”定理在编码场景下的具体体现，以及如何通过引入线性代数工具来处理多路复用带来的复杂性。这种对细节的“偏执”，使得书中的结论不仅可信，而且具备了强大的可迁移性，意味着你不仅能解决当前遇到的问题，还能将这种方法论应用到未来出现的新型网络架构中去。对于一个渴望构建自己知识体系而非仅仅停留在应用层调参的读者，这种学术深度简直是无价之宝。

评分☆☆☆☆☆

作为一本专业书籍，它的价值往往体现在其对前沿研究的把握和对未来趋势的预判上。这本书在阐述了网络编码的核心概念之后，并没有止步于成熟的技术，而是将大量的篇幅投入到对“分布式网络编码”、“安全网络编码”以及“超大规模网络中的编码挑战”等热点领域的探讨。这让我感到，手中握着的不仅仅是介绍过去的技术手册，更像是一份通往未来网络架构的路线图。我尤其欣赏作者对“不确定性”和“动态性”在网络编码中处理方式的论述，这完美契合了当前5G/6G网络对高可靠性和低延迟的苛刻要求。它没有回避这些复杂问题，而是坦诚地展示了现有框架的局限性，并指出了学术界正在努力的方向。这种前瞻性，使得这本书的保质期大大延长，即便几年后技术有了新的突破，书中对基础挑战和理论框架的梳理依然具有重要的参考价值，它训练了我们的“科学嗅觉”，而不是单纯的“技术记忆”。

评分☆☆☆☆☆

从阅读体验的角度来说，这本书的组织结构非常符合工程师的学习习惯，它遵循着一种“问题驱动——理论阐释——算法实现——性能评估”的逻辑链条。每一章的末尾，通常都会附带一些启发性的思考题或者对特定算法复杂度分析的简要讨论，这些小的“彩蛋”极大地增强了读者的参与感。我个人非常喜欢它在讨论不同编码方案（比如蝶形网络编码、随机线性网络编码）时的对比分析，作者会清晰地列出各自的优缺点、计算复杂度以及实现难度，帮助读者在实际工程中做出权衡。这种平衡的视角，避免了将某一种技术“神化”，而是将其置于一个更广阔的技术生态中去考察。阅读过程中，我经常需要对照着自己的网络模拟环境来理解某些参数的调整对整体性能的影响，而书中提供的案例和数据分析，恰好充当了最好的校验工具。它不是一本可以快速翻完的书，它需要你带着笔记本和草稿纸去“啃”，但正是这种投入，带来了知识扎实落地的满足感。