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出版者:Springer-Verlag New York Inc

作者:Cao, Jiannong (EDT)/ Stojmenovic, Ivan (EDT)/ Jia, Xiaohua (EDT)/ Das, Sajal K. (EDT)

出品人:

页数:887

译者:

出版时间:2006-12

价格:1017.00元

装帧:Pap

isbn号码:9783540499329

丛书系列:

图书标签:

• 移动自组织网络
• 无线传感器网络
• Ad-hoc网络
• 传感器网络
• 移动网络
• 无线通信
• 网络协议
• 路由算法
• 安全
• 节能

现代通信系统中的关键技术：从基础原理到前沿应用 本书深入探讨了现代通信系统中的一系列核心技术，涵盖了从基础理论构建到复杂系统实现的多个层面。全书结构严谨，内容详实，旨在为读者提供一个全面、深入的学习框架，以理解和掌握支撑当今信息社会运行的复杂网络和信号处理技术。 第一部分：信息论与编码基础 本部分奠定了现代通信的理论基石。我们首先回顾了香农的信息论，重点分析了信道容量的确定性与随机性，以及对信息源压缩的理论极限。随后的章节详细阐述了信源编码和信道编码的原理与实践。在信源编码方面，涵盖了霍夫曼编码、算术编码等经典无损压缩技术，并介绍了面向多媒体应用的量化与预测编码的最新进展。在信道编码部分，我们详细解析了线性分组码、卷积码，并重点介绍了现代高性能的纠错码，如Turbo码和LDPC码的迭代译码原理、结构优化及其在不同信道模型下的性能分析。此外，本部分还探讨了有限域代数在编码理论中的应用，以及信道模型（如AWGN、衰落信道）对系统设计的影响。 第二部分：数字调制与信号检测 本部分聚焦于如何将离散信息可靠地映射到连续信号域，以及如何在接收端准确地恢复信息。我们从基带信号传输开始，分析了脉冲成形、码间串扰（ISI）的抑制技术，如维特比算法和最大似然序列估计（MLSE）。随后，深入研究了带通数字调制技术，包括相移键控（PSK）、正交幅度调制（QAM）及其高阶变种。重点分析了这些调制方案在不同星座图下的误差概率性能，并引入了对高阶调制中功率效率与带宽效率之间权衡的深入讨论。 信号检测部分是本书的另一核心。我们详细推导了最优接收机的原理，包括相干检测和非相干检测。特别地，本书花费大量篇幅介绍了MIMO系统中的关键检测算法，如迫零（ZF）、最小均方误差（MMSE）以及基于迭代的球形译码（Sphere Decoding）的原理和计算复杂度分析。此外，对载波同步、定时同步等关键物理层同步技术的实现方法进行了详尽的阐述。 第三部分：多址接入技术与频谱共享 在共享频谱资源的背景下，多址接入技术是构建任何多用户系统的基础。本部分系统地比较了时分多址（TDMA）、频分多址（FDMA）、码分多址（CDMA）的原理和局限性。重点在于对正交频分多址（OFDMA）的深入剖析，包括其在应对频率选择性衰落方面的优势，以及如何设计最优的资源调度算法以最大化系统吞吐量。 本书紧跟通信技术发展前沿，对认知无线电（CR）和动态频谱接入（DSA）进行了详尽的论述。我们探讨了频谱感知、频谱共享协议的设计，以及在次用户干扰抑制下的最优功率控制策略。本部分还包含了对授权共享频谱（LSA）和超宽带（UWB）技术的介绍，强调了如何在不干扰主用户的前提下实现高效的频谱利用。 第四部分：网络层架构与路由机制 从物理层过渡到网络层，本部分着眼于数据包如何在复杂的拓扑结构中高效、可靠地传输。我们首先回顾了OSI和TCP/IP模型的层次结构，并重点分析了路由选择算法。在有连接网络中，我们详细分析了距离矢量路由（如RIP）和链路状态路由（如OSPF）的工作机制及其收敛性问题。对于无连接网络，本书深入探讨了BGP（边界网关协议）的工作原理、路径选择属性及其在互联网规模下的鲁棒性设计。 针对特定应用场景，本书专门开辟章节讨论了IP组播路由协议，如PIM（协议无关组播）的不同模式。同时，我们对网络层中的拥塞控制机制进行了深入的分析，包括经典协议如TCP Reno/Cubic的反馈机制，以及对基于未来信息或明确拥塞通知（ECN）的新型拥塞控制策略的评估。 第五部分：服务质量保障与网络管理 现代网络的核心挑战之一是如何在不确定的网络环境下提供可接受的服务质量（QoS）。本部分详细介绍了QoS保障的关键技术。在分类和标记方面，我们探讨了DiffServ（区分服务）和IntServ（集成服务）的设计理念及其在骨干网和接入网中的部署策略。随后，对资源预留协议（RSVP）的机制和状态管理进行了详尽的分析。 网络管理和运营是保证网络长期稳定运行的保障。本书涵盖了网络管理架构（如事务模型、管理信息库MIBs）和管理协议（如SNMPv3）。此外，鉴于软件定义网络（SDN）的兴起，本书专门讨论了SDN的控制平面与数据平面分离架构，OpenFlow协议的工作原理，以及如何利用集中控制实现更精细化的流量工程和网络安全策略部署。 第六部分：新兴网络范式与安全挑战 最后一部分展望了下一代通信网络和相关安全挑战。我们深入研究了IP/MPLS网络中的流量工程技术，包括LDP和RSVP-TE的应用。在无线接入领域，本书对4G（LTE/LTE-Advanced）的宏观架构、空口调度和异构网络（HetNets）的协同机制进行了梳理。对于5G及未来网络，本书重点分析了网络功能虚拟化（NFV）和网络切片（Network Slicing）的概念，探讨了它们如何为垂直行业提供定制化的通信服务。 安全部分不再局限于传统的加密技术。我们讨论了在网络层面的威胁检测与缓解，包括DDoS攻击的特征分析与防御，以及路由协议的认证与完整性保护机制。同时，对移动性管理协议（如MIPv6）中的安全漏洞和相应的增强措施进行了深入探讨，为读者构建一个全面、面向实践的现代通信系统知识体系。

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与其他同类书籍相比，这本书最突出的特点是其对跨领域技术的集成能力。它不仅仅局限于传统的网络通信理论，还巧妙地将嵌入式系统设计、实时操作系统（RTOS）的约束条件融入到了协议栈的讨论中。比如，当它谈到数据采集和融合时，并没有停留在逻辑层面，而是深入探讨了微控制器（MCU）的功耗预算如何影响数据包的发送频率和编码复杂性。这种将软硬件紧密结合的叙事方式，极大地拓宽了我的视野。我以前总觉得网络理论和硬件实现是两张皮，这本书成功地将它们粘合在了一起，展示了一个完整的、可运行的系统是如何构成的。这种全景式的视角对于想进行系统级优化的工程师来说，简直是如获至宝。书中的图示和框图设计也极富匠心，复杂的流程被分解得条理清晰，即便是涉及多层级的交互，读者也能迅速抓住核心脉络。我甚至发现其中一个关于延迟敏感型应用的案例分析，直接启发了我对公司内部监控系统重构的思路，其应用价值可见一斑。这本书的知识密度非常高，需要细嚼慢咽，但回报绝对是超值的。

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这本书的语言风格非常具有说服力，它有一种沉稳而权威的气场，读起来让人心悦诚服。作者在阐述观点时，很少使用绝对化的词语，而是倾向于使用“在当前约束条件下，最有可能实现最优解的路径是……”这种充满辩证思维的表述。我特别欣赏它对未来发展趋势的预测部分，它没有盲目乐观地描绘一个无线技术的乌托邦，而是清醒地指出了当前技术瓶颈和未来可能出现的范式转移。例如，它对认知无线电（CRN）在资源调度中的潜力的探讨，就非常审慎和客观，既肯定了其灵活性，也指出了其在频谱感知准确性上面临的巨大工程难题。整本书散发着一种务实的精神，它没有将精力浪费在不切实际的炒作概念上，而是专注于解决那些真正制约网络性能提升的核心痛点。这本书对于指导我后续几年的研究方向起到了决定性的作用，它就像一座灯塔，在技术迷雾中指明了真正值得投入精力的方向。这是一本真正能提升从业者战略视野的著作。

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这本书的叙事节奏把握得非常到位，它采用了一种层层递进的讲解方式，使得复杂的概念逐步变得易于理解。起初，它用相对直观的方式介绍了网络的基本概念和挑战，就像是为读者打地基一样扎实可靠。随着章节深入，作者开始引入更具挑战性的主题，比如多跳路由的收敛速度优化，以及如何在高密度网络中避免不必要的冲突。我喜欢它在引入新算法时，总是会先回顾一下前一个算法的不足之处，这种“对比学习”的方式让知识点的吸收效率大大提高。特别是对于那些历史上的经典算法，作者不仅介绍了其工作原理，还详细分析了其在特定场景下的“死亡原因”，这对于我们选择当前最优方案至关重要。它不是简单地罗列“做什么”，而是深度剖析了“为什么这么做”以及“这样做的代价是什么”。这种严谨的学术态度，让阅读体验非常舒适，因为它始终保持着一种探究真理的严谨性，让人感觉自己正在跟随一位经验丰富的“技术考古学家”去发掘网络领域的演进历程，而不是被动接受既有知识的灌输。

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这本书的封面设计挺有意思的，那种深蓝色的背景配上一些复杂的几何线条，让人一眼就能感觉到它内容的专业性和深度。我刚拿到手的时候，光是目录就花了我不少时间去研究。它涵盖的范围之广，简直让人叹为观止。我特别关注了其中关于网络拓扑结构自适应重构那一部分，作者的处理方式非常细腻，不是那种浮于表面的介绍，而是深入到了算法的底层逻辑，即便是对于我们这些在业界摸爬滚打多年的工程师来说，都有很多可以借鉴和反思的地方。尤其是在处理网络动态变化时的鲁棒性设计，简直是教科书级别的范例。作者显然在这块领域下了大功夫，文献引用也极其全面，可以看出他对前沿研究的掌握程度非常到位。阅读过程中，我感觉自己不仅仅是在学习知识，更像是在跟随一位资深的导师进行一场深入的学术漫步，每一个章节都像是精心铺设的棋局，环环相扣，逻辑严密。唯一美中不足的是，对于初学者来说，可能需要较强的数学基础才能完全跟上作者的思路，很多证明过程还是略显艰涩的，需要反复推敲。总的来说，这是一部值得放在案头，时常翻阅的珍贵资料，它提供的不仅仅是信息，更是一种解决复杂工程问题的思维框架。

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这本书的行文风格简直是为那些渴望深挖技术细节的硬核读者量身定做的。我很少看到有如此坦诚地剖析各种技术局限性的著作。它没有过度美化无线网络的理论模型，而是毫不留情地指出了在现实环境中，诸如信道衰落、资源受限等问题对性能带来的真实冲击。我尤其欣赏它在能源效率优化那块的讨论，它没有简单地罗列现有的节能协议，而是通过对比不同协议在能耗曲线上的实际表现，清晰地展示了不同优化策略背后的权衡取舍。那种用数据说话、用实验佐证的论述方式，极大地增强了内容的可靠性。我记得有一章专门讲解了安全性和隐私保护的挑战，作者用一种近乎“黑客”的视角去审视这些网络，提出了许多非常具有前瞻性的防御机制。读完这一部分，我不得不承认，自己对这个领域的安全盲区有了更清醒的认识。这本书的价值就在于，它逼迫你走出舒适区，去面对那些“不完美”的真实世界问题，而不是停留在理想化的模型中做空中楼阁的构想。对于准备进行前沿研究或者需要设计高可靠性系统的专业人士来说，这本书绝对是必备的“清醒剂”。

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