Algorithmic Aspects of Wireless Networks

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出版者:Hindawi Publishing Corporation
作者:
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2007-04-02
价格:USD 16.00
装帧:Paperback
isbn号码:9789775945976
丛书系列:
图书标签:
  • 无线网络
  • 算法
  • 优化
  • 博弈论
  • 信息论
  • 通信理论
  • 网络协议
  • 性能分析
  • 分布式系统
  • 无线通信
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具体描述

《无线网络算法设计与分析》 书籍简介: 在当今信息爆炸、互联互通的时代,无线网络已经成为我们生活中不可或缺的基础设施。从智能手机的普及到物联网设备的广泛应用,再到5G、Wi-Fi 6等新一代通信技术的飞速发展,无线网络的速度、容量和可靠性不断提升,为我们带来了前所未有的便利。然而,支撑这些高性能无线网络的核心,是无数精巧而高效的算法。这些算法不仅决定了数据如何在无线环境中高效传输,还关乎网络的稳定运行、资源的最优分配以及用户体验的保障。 《无线网络算法设计与分析》是一本深入探讨无线网络核心算法的专著。本书旨在为读者构建一个坚实的理论基础,并通过一系列精心设计的算法案例,揭示无线网络在复杂多变的无线环境中如何实现高效、可靠和智能的通信。本书并非简单罗列各种算法,而是着重于算法的设计思想、数学原理、性能分析以及在实际无线网络场景中的应用。 本书内容概览: 本书共分为多个核心章节,每个章节都聚焦于无线网络中的一个关键算法领域,并深入剖析其内在逻辑和实际价值。 第一章:无线信道建模与信号处理基础。 在无线通信中,信号传播的复杂性是算法设计面临的首要挑战。本章将详细介绍各种经典的无线信道模型,如瑞利衰落、莱斯衰落模型,并探讨其统计特性。在此基础上,我们将介绍前沿的信道估计、均衡和干扰消除技术,以及它们在抑制多径效应、衰落和噪声方面的作用。读者将了解如何通过精确的信道信息来优化信号传输,为后续的算法设计奠定基础。 第二章:资源分配与调度算法。 无线频谱和传输功率等资源在无线网络中是稀缺且宝贵的。本章将聚焦于如何高效地分配这些资源,以最大化网络吞吐量、最小化干扰并保证公平性。我们将深入研究各种资源分配策略,包括基于博弈论的资源分配、基于强化学习的动态资源分配,以及在不同无线接入技术(如OFDMA、CDMA)下的调度算法。读者将学习如何设计和分析这些算法,以应对时变的网络环境和多用户接入的挑战。 第三章:路由与移动性管理算法。 在动态变化的无线网络中,数据的可靠传输依赖于智能的路由选择。本章将探讨在Ad hoc网络、传感器网络以及移动通信网络中的路由协议设计。我们将分析各种按需路由、表驱动路由以及混合路由算法,并重点关注节点移动性带来的路由稳定性问题。此外,本章还将深入研究移动性管理算法,包括位置更新、切换(handoff)机制以及如何利用移动性预测来优化网络性能。 第四章:网络接入与拥塞控制算法。 随着用户数量的激增和数据流量的爆炸式增长,网络接入和拥塞控制成为保障网络服务质量的关键。本章将详细介绍各种媒体访问控制(MAC)协议,包括传统的CSMA/CD、CSMA/CA,以及在现代无线局域网(WLAN)和蜂窝网络中使用的更复杂的MAC层设计。同时,我们将深入研究端到端的拥塞控制算法,探讨如何通过控制数据发送速率来避免网络拥塞,并保证高优先级业务的QoS。 第五章:安全与隐私保护算法。 无线网络的开放性带来了安全和隐私方面的严峻挑战。本章将重点关注无线网络安全的核心算法,包括加密与解密技术(如AES、RSA在无线通信中的应用)、认证与授权机制,以及入侵检测与防御算法。我们将探讨如何设计轻量级的安全协议,以满足无线设备资源受限的特点,并介绍差分隐私等技术在保护用户隐私方面的应用。 第六章:无线传感网与物联网的算法应用。 随着物联网时代的到来,无线传感器网络(WSN)和物联网设备的连接日益广泛。本章将探讨针对这些特殊网络场景的算法设计。我们将重点关注低功耗通信、数据聚合、事件驱动通信以及分布式协同算法。读者将了解如何优化能量效率,实现大规模设备的有效管理和数据采集。 第七章:新兴无线网络技术的算法挑战。 本章将展望未来,探讨下一代无线通信技术,如5G/6G、Wi-Fi 7、车联网(V2X)等所面临的算法挑战。我们将介绍软件定义网络(SDN)、网络功能虚拟化(NFV)在无线网络中的应用,以及基于人工智能(AI)和机器学习(ML)的自适应、智能化的无线网络管理和优化算法。 本书特色: 《无线网络算法设计与分析》以其严谨的学术性和广泛的实践性而著称。本书的作者团队拥有丰富的无线通信理论研究和工程实践经验,确保了内容的深度和广度。 理论与实践并重: 本书不仅提供了扎实的理论基础,还通过大量的案例分析和算法伪代码,将理论知识转化为可操作的解决方案。 前沿性与全面性: 本书涵盖了无线网络中最新的算法研究成果,并对经典算法进行了深入的梳理和分析,力求为读者提供一个全面的知识体系。 清晰的逻辑结构: 各章节内容紧密相连,层层递进,便于读者理解无线网络算法设计的整体脉络。 丰富的图表与数学推导: 书中包含大量图示、表格和详细的数学推导,有助于读者直观地理解算法原理和性能分析。 目标读者: 本书适合于计算机科学、通信工程、电子工程等相关专业的本科生、研究生,以及从事无线网络研究、开发和应用的工程师、研究人员。对于希望深入理解无线网络底层运作机制,并掌握高效算法设计与分析能力的读者而言,本书将是一本不可多得的参考书。通过学习本书,读者将能够更好地设计、优化和维护各种复杂的无线网络系统。

作者简介

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读后感

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用户评价

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我非常欣赏作者在书中对一些经典算法的深入剖析。他没有只是简单地介绍算法的步骤,而是追溯了算法的设计初衷,解释了其背后的数学原理,并且探讨了算法的局限性。例如,在讲解无线传感器网络中的数据收集算法时,作者详细分析了能量消耗、数据冗余以及网络寿命等关键问题,并提出了如层次聚类、数据压缩和路由优化等多种算法策略,让我能够理解如何在有限的资源下构建高效、可持续的传感器网络。

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这本书的排版和字体选择非常舒适,阅读起来一点都不费眼。我通常会选择一个安静的午后,泡上一杯茶,然后沉浸在书中的世界里。作者的语言风格非常精确,每一个术语的定义都清晰到位,让我避免了在阅读过程中因概念不清而产生的困惑。当我读到关于路由算法的部分时,我惊叹于作者如何将复杂的图论和优化理论应用于解决无线网络中的节点间通信问题。他不仅仅是列举了各种算法,更是深入剖析了它们的设计思想、优缺点以及在不同场景下的适用性。例如,在介绍分布式路由算法时,作者详细阐述了信息传播的机制、收敛条件以及对网络拓扑变化的适应能力,这些细节的处理让我对算法的实际应用有了更深刻的理解。

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我一直认为,理论与实践的结合是学习的真谛。这本书在这方面做得非常出色。作者在书中穿插了大量的图表和数学公式,但这些都不是枯燥的堆砌,而是为了更好地说明算法的原理和性能。我尤其喜欢书中对各种仿真实验结果的展示,这些结果为我提供了直观的证据,证明了算法的有效性。例如,在 discussing 移动性管理算法时,作者通过详细的仿真图表,直观地展示了不同切换策略对用户体验和网络性能的影响,这让我对理论知识有了更深刻的理解。

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总而言之,《Algorithmic Aspects of Wireless Networks》是一本不可多得的佳作。它不仅为我提供了丰富的知识,更重要的是,它激发了我对无线网络算法的深入思考。这本书的条理清晰,内容翔实,对于任何对无线网络底层机制感兴趣的读者来说,都将是一笔宝贵的财富。我特别欣赏作者在处理一些复杂问题时,能够将其分解成更小的、可管理的部分,然后逐个击破,这种方法论让我学习到了如何有效地分析和解决复杂的技术问题,而不只是局限于无线网络本身。

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这本书对于我来说,不仅仅是一本技术书籍,更像是一场与作者的思想交流。作者的洞察力让我看到了无线网络中许多我从未关注过的细节。当我读到关于网络安全和隐私保护的算法时,我被作者的严谨所折服。他不仅仅是列举了一些加密和认证算法,更是深入分析了它们在分布式无线网络中的应用挑战,以及如何设计能够抵抗各种攻击的鲁棒性安全协议。例如,关于分布式密钥管理和访问控制的算法,以及如何利用区块链技术来增强无线网络的安全性,都让我大开眼界。

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这本书的叙述逻辑非常清晰,章节之间的衔接自然流畅。当我翻阅到关于网络覆盖和能量效率的章节时,我发现作者将算法的概念巧妙地融入了这些实际应用场景中。他并没有仅仅停留在理论层面,而是通过详细的案例分析,展示了如何利用算法来优化基站的部署,如何设计节能的通信协议,以及如何延长无线设备的电池寿命。这些内容让我对无线网络的整体设计和优化有了更全面的认识,也为我未来可能参与相关的项目提供了宝贵的思路。

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这本书的深度和广度都让我惊叹。作者在涵盖了无线网络中众多关键的算法主题,从基础的路由和调度,到更高级的资源分配、安全和覆盖优化,无所不包。我特别喜欢他在关于网络可扩展性和容忍度方面的内容。他深入探讨了如何设计算法来应对海量设备的接入、网络的动态变化以及潜在的故障,例如利用分布式算法来处理大规模连接,以及如何通过算法来增强网络的鲁棒性,使其在部分节点失效时仍能保持基本功能。

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我一直对无线网络底层运作的数学原理着迷,尤其是那些能解释其性能和瓶颈的算法。当我在书架上偶然瞥见《Algorithmic Aspects of Wireless Networks》这本书时,我感到一股莫名的吸引力。封面的设计简洁而专业,没有花哨的插图,只有清晰的标题,这让我预感到书中蕴含着严谨的学术内容。我拿起它,书的份量适中,触感坚实,仿佛握着的是一份沉甸甸的知识宝藏。我翻开第一页,便被作者开篇的引言所吸引,他并没有直接抛出复杂的公式,而是从现实世界中无线网络面临的挑战出发,例如信号干扰、带宽限制、移动性管理等,然后巧妙地引出算法在解决这些问题中的核心作用。我非常欣赏这种由浅入深的叙述方式,它让我这个并非专业研究人员也能快速进入状态,理解这本书的价值所在。

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这本书的内容深度让我印象深刻。我并不是一个初学者,对于无线网络的一些基础概念已经有所了解,但《Algorithmic Aspects of Wireless Networks》依然能带给我许多新的启发。作者在介绍高级主题时,例如资源分配和调度算法,他没有回避其中的数学挑战,反而用一种循序渐进的方式引导读者。当我看到作者用严谨的数学模型来描述信道状态变化、用户需求以及服务质量要求时,我深感算法设计的精妙。他对于不同调度策略的比较,例如时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)和正交频分多址(OFDM)在算法层面的差异,以及它们如何影响网络的吞吐量和公平性,都让我受益匪浅。

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我尤其喜欢书中对算法性能分析的部分。作者在介绍完一个算法后,往往会紧接着对其进行严格的性能分析,包括时间复杂度、空间复杂度以及在不同网络条件下的实际表现。这种严谨的态度让我能够客观地评估各种算法的优劣,而不是盲目地接受任何一种解决方案。例如,在 discussing 节点定位算法时,作者不仅展示了基于三角测量和距离测量的算法,还深入分析了它们在存在传感器误差、信号衰减和多径效应等实际无线网络环境中可能出现的精度问题,并提出了相应的鲁棒性改进策略。

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