Essentials of Wireless Mesh Networking

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出版者:
作者:Methley, Steve
出品人:
页数:240
译者:
出版时间:2009-5
价格:$ 82.49
装帧:
isbn号码:9780521876803
丛书系列:
图书标签:
  • 无线网状网络
  • Mesh Networking
  • 无线通信
  • 网络技术
  • 无线传感器网络
  • 路由协议
  • 网络安全
  • 移动通信
  • 物联网
  • 分布式系统
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具体描述

Are you involved in implementing wireless mesh networks? As mesh networks move towards large-scale deployment, this highly practical book provides the information and insights you need. The technology is described, potential pitfalls in implementation are identified, clear hints and tips for success are provided, and real-world implementation examples are evaluated. Moreover, an introduction to wireless sensor networks (WSN) is included. This is an invaluable resource for electrical and communications engineers, software engineers, technology and information strategists in equipment, content and service providers, and spectrum regulators. It is also a useful guide for graduate students in wireless communications, and telecommunications.

现代通信系统中的关键技术与挑战:一部深入探讨软件定义网络、认知无线电与下一代移动通信的综合指南 本书聚焦于当前通信领域最前沿、最具颠覆性的几大技术方向,旨在为工程师、研究人员和高级学生提供一个全面、深入且具有前瞻性的技术视野。内容涵盖了从基础理论到复杂系统实现的多个层面,特别强调了网络智能化、频谱高效利用以及系统鲁棒性设计。 第一部分:软件定义网络(SDN)的深度解析与实践 本部分详细阐述了软件定义网络(SDN)的核心架构、关键协议栈以及其在构建灵活、可编程通信基础设施中的核心作用。 1.1 SDN的架构演进与核心概念: 我们从传统的集中式控制平面与数据平面耦合的架构出发,系统地介绍了SDN的三层架构——应用层、控制层和基础设施层。重点讨论了OpenFlow协议的工作原理、消息流机制以及不同SDN控制器(如ONOS, OpenDaylight)的特性对比。此外,还深入剖析了网络功能虚拟化(NFV)与SDN的协同关系,探讨它们如何共同驱动网络基础设施的云化和弹性部署。 1.2 控制平面编程与业务编排: 本章详述了利用编程接口(如RESTful API)实现网络行为的动态控制。内容包括如何通过高级脚本语言(如Python)与控制器交互,以实现实时的流量工程、负载均衡和故障恢复策略。我们展示了基于策略的路由(Policy-Based Routing, PBR)在SDN环境中的高级实现,以及如何利用SDN实现跨域连接的自动化配置,确保服务质量(QoS)的一致性。 1.3 SDN在数据中心与广域网的应用: 探讨了SDN技术在超大规模数据中心网络(DCN)中的部署挑战与解决方案,例如Leaf-Spine架构的优化、东西向流量的管理以及如何利用SDN实现微隔离(Microsegmentation)以增强安全性。在广域网方面,重点分析了SDN在运营商网络中的应用,特别是集中式带宽预留和动态路径选择机制,以提高骨干网络的利用率和响应速度。 第二部分:认知无线电(CR)与动态频谱接入 本部分致力于深入研究认知无线电技术,这是解决日益严峻的频谱资源短缺问题的核心技术。 2.1 认知无线电基础与技术栈: 详细介绍了认知无线电系统的基本构成要素:频谱感知(Spectrum Sensing)、频谱管理、频谱共享和频谱重构。在频谱感知方面,我们对比了能量检测、匹配滤波、循环平稳分析等各种检测方法的优劣,并针对低信噪比环境下的挑战,提出了基于深度学习的增强感知技术。 2.2 智能决策与频谱共享机制: 深入探讨了认知用户(PU)和次用户(SU)之间的动态频谱接入策略。内容包括基于博弈论的频谱竞争模型、随机几何分析下的次用户覆盖优化,以及如何设计公平且高效的频谱共享协议。此外,还分析了“机会主义接入”与“频谱机会矩阵”的概念,指导系统如何实时捕捉和利用未授权的频谱空洞。 2.3 认知无线电的安全与鲁棒性: 讨论了认知网络面临的特有安全威胁,特别是恶意用户发起的欺骗性感知报告和干扰攻击。提出了基于信任评估的频谱接入控制机制,以及如何利用加密和认证技术保护频谱共享过程的完整性,确保关键任务通信的可靠性。 第三部分:下一代移动通信系统(Beyond 5G/6G)的前沿技术 本部分展望了未来移动通信网络的发展方向,重点关注提升频谱效率、实现极低时延和超高可靠性的关键技术。 3.1 毫米波与太赫兹通信的信道特性: 分析了高频段(6GHz以上)的电磁波传播特性,包括路径损耗、分子吸收、以及由障碍物引起的严重遮挡效应。重点介绍了大规模MIMO(Massive MIMO)在毫米波/太赫兹频段下的波束赋形(Beamforming)技术,包括预编码设计和反馈机制的优化,以克服高频段的传输限制。 3.2 非地面网络(NTN)的集成: 探讨了如何将卫星通信(Non-Terrestrial Networks)与地面蜂窝网络进行无缝融合,构建真正全球覆盖的立体化网络。内容涉及高轨/低轨卫星的链路预算计算、多普勒频移补偿技术,以及终端设备在地面/空中切换时的切换管理协议设计。 3.3 可见光通信(VLC)与融合网络: 介绍了可见光通信作为一种补充频谱的高效接入技术。讨论了VLC在室内定位、高密度接入场景中的优势,以及如何将其与传统的射频(RF)网络进行异构集成。本章侧重于双工机制、调制编码方案的设计,以及如何处理VLC固有的半双工特性。 3.4 智能化的网络资源分配: 针对未来网络对超高可靠低时延通信(URLLC)的需求,本部分详细阐述了基于强化学习(Reinforcement Learning, RL)的动态资源调度算法。讨论了如何利用RL模型来实时预测信道状态、用户需求和系统负载,从而在毫秒级别内做出最优的资源分配决策,实现系统吞吐量与公平性的平衡。 第四部分:网络安全与韧性设计 本部分关注在复杂异构网络环境中如何保障通信系统的安全性、隐私性和持续运行能力。 4.1 基于区块链的去中心化信任管理: 探讨了利用分布式账本技术(DLT)在物联网(IoT)和边缘计算环境中建立去中心化、不可篡改的设备身份和数据溯源机制。重点分析了针对资源受限设备的轻量级共识算法设计。 4.2 物理层安全与干扰消除: 阐述了在缺乏加密基础设施的场景下,如何利用信道不互易性、功率控制等物理层特性来抵抗窃听。同时,深入分析了先进的干扰对齐和消除技术,确保在多用户共享频谱环境下的通信质量不受恶意或无意干扰的影响。 本书结构清晰,逻辑严谨,通过大量的数学模型、性能仿真结果和案例分析,为读者提供了一个理解和掌握现代通信技术复杂性的坚实基础。它不仅是对现有技术的总结,更是对未来十年通信基础设施演进方向的深刻洞察。

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读后感

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用户评价

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这本书简直是我在无线技术领域探索过程中遇到的一个灯塔,内容详实,涵盖了从基础概念到前沿应用的方方面面。我尤其欣赏作者在解释复杂原理时所使用的清晰而富有逻辑的语言,即使是像信道分配、路由协议优化这样的技术细节,也变得易于理解。书中对不同Mesh网络拓扑结构的对比分析,以及它们在不同场景下的优劣势阐述,为我提供了宝贵的决策依据。我过去在部署和管理小型Mesh网络时遇到的一些瓶颈,例如信号衰减和连接稳定性问题,在阅读了关于中继节点选择和自愈网络机制的章节后,茅塞顿开。作者不仅仅是理论的传授者,更是一位经验丰富的实践者,他分享的案例研究,生动地展示了Mesh网络在智慧城市、工业自动化、应急通信等领域的实际应用,让我对这个技术的潜力有了更深的认识。此外,书中关于安全性考量的章节,也让我警醒并学习到了如何构建更加健壮和安全的Mesh网络。对于任何希望深入了解无线Mesh网络,无论是初学者还是资深工程师,这本书都是一份不可多得的宝藏。

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这本书的深度和广度都超乎我的想象,它以一种非常系统的方式,将无线Mesh网络的各个组成部分娓娓道来。我一直对Mesh网络中的“自愈”特性感到好奇,而这本书对此的阐述,简直是点睛之笔。作者通过详细的算法解析和图示,让我明白了当网络中某个节点失效时,其他节点是如何自动重新路由数据,从而保证整个网络的连通性。这不仅仅是理论上的讲解,更是对网络韧性的一种深刻洞察。此外,书中对于不同Mesh协议,如AODV、DSR、OLSR等的深入对比,我能够清晰地看到它们在性能、开销和适用性上的差异,这对于我选择最适合特定应用场景的协议至关重要。我还特别喜欢书中关于网络性能评估的部分,作者提供了多种衡量指标和分析方法,让我能够更科学地评估Mesh网络的效率和可靠性。阅读过程中,我经常会联想到我之前在实际项目中遇到的问题,例如如何提高数据传输速率,如何减少网络延迟,以及如何有效地管理大量节点。这本书提供的解决方案和思路,给我带来了极大的启发,让我觉得之前的很多尝试都找到了更优化的路径。

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从技术深度到实际应用,《Essentials of Wireless Mesh Networking》都给我带来了前所未有的收获。我一直对Mesh网络在处理大规模分布式系统方面的能力感到惊叹,而本书对这一点进行了深入剖析。作者通过对各种分布式算法和协议的详细讲解,让我深刻理解了Mesh网络是如何在没有中心控制的情况下,依然能够高效地协同工作。书中关于节点间协作、信息传播以及网络决策的阐述,为我揭示了Mesh网络强大生命力的根源。我特别欣赏作者在解释一些复杂概念时所采用的循序渐进的方法,例如在讲解路径选择和负载均衡时,他通过大量的图表和数学模型,将理论知识转化为易于理解的实际操作。这本书记载的不仅仅是技术,更是一种解决问题的智慧,它帮助我建立了一个更加完善的无线Mesh网络知识体系,并为我未来的职业发展打下了坚实的基础。

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对于那些渴望在无线通信领域有所建树的人来说,这本书无疑是一次醍醐灌顶的体验。我一直以来都在思考如何更有效地利用有限的频谱资源,而本书中关于频谱感知、动态频率选择(DFS)以及信道共存机制的详细介绍,为我打开了新的视野。作者深入浅出地解释了这些复杂的概念,让我能够理解Mesh网络如何在拥挤的无线环境中找到属于自己的“安静”通道,并与其他网络和谐共处。我特别印象深刻的是,书中对不同Mesh网络协议在实际部署中所遇到的挑战,例如节点间距离、障碍物影响以及功耗限制等,都进行了详尽的分析,并提供了相应的优化策略。读完之后,我对于如何在实际环境中设计和部署一个高效、稳定的Mesh网络有了更清晰的规划。这本书不仅仅是关于技术的堆砌,更是一种思维方式的引导,它教会我如何从系统性的角度去理解和解决无线Mesh网络中的各种问题,让我对未来无线技术的发展趋势也有了更深刻的理解。

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这本书的阅读体验非常流畅,尽管内容技术性很强,但作者的写作风格却极具吸引力。我尤其喜欢书中对Mesh网络中“节点发现”和“拓扑构建”过程的精彩描绘。作者通过形象的比喻和生动的图例,将这些抽象的技术过程变得可视化,让我能够轻松地理解节点之间是如何相互感知,并逐步形成一个完整的网络结构。在阅读过程中,我不仅学到了技术原理,更体会到了Mesh网络设计的巧妙之处。书中对不同路由协议的优劣分析,以及在特定场景下如何选择最合适的协议,让我受益匪浅。我曾经在实际工作中遇到过网络拥堵和连接中断的问题,而在阅读了本书关于拥塞控制和故障恢复机制的章节后,我找到了解决问题的关键思路。此外,书中关于Mesh网络在物联网(IoT)领域的应用,也让我看到了这个技术巨大的发展潜力,并激发了我进一步研究的兴趣。

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