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馬東堂 等 著

圖書標籤:

• 通信網絡
• 網絡理論
• 通信原理
• 數據通信
• 網絡應用
• 計算機網絡
• 信息技術
• 通信工程
• 網絡協議
• 無綫通信

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030532671

版次：1

商品編碼：12115989

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2017-06-01

用紙：膠版紙

頁數：272

字數：331000

正文語種：中文

內容簡介

　　《通信網絡理論與應用》係統介紹瞭通信網絡的基礎理論和應用，理論與實際相結閤，通俗易懂、實用性強。《通信網絡理論與應用》共9章，主要內容包括通信網概述、排隊論基礎、通信網建模理論、通信網中的傳輸與交換、多址接入協議、圖論與路由、流量控製和擁塞控製、網絡性能分析與仿真，以及通信網絡理論在無綫自組織網絡中的應用等。

目錄

前言
第1章 概述 1
1.1 通信網的構成與分類 1
1.1.1 通信網的基本構成 1
1.1.2 通信網的分類 2
1.2 通信網體係結構與網絡協議 3
1.2.1 通信網體係結構 3
1.2.2 網絡協議及其功能 4
1.3 通信網的服務質量和性能指標 7
1.3.1 通信網的服務質量 7
1.3.2 通信網的性能指標 8
1.4 通信網的基本理論問題 9
1.5 通信網的發展趨勢 10
習題 12
第2章 排隊論基礎 13
2.1 排隊係統模型 13
2.1.1 輸入過程 14
2.1.2 排隊規則 16
2.1.3 服務機製 17
2.1.4 排隊係統的符號錶示 19
2.2 排隊係統的性能指標 20
2.3 Little公式 21
2.4 M/M/m/n排隊係統 22
2.4.1 古典解析法 23
2.4.2 近代解析法 25
2.4.3 M/M/m/n排隊係統的特殊模型 29
2.5 M/G/1排隊係統 30
習題 36
第3章 通信網建模理論 38
3.1 通信網的業務特點 38
3.2 通信業務源的概率模型 38
3.2.1 業務建模的基本準則 38
3.2.2 連續時間業務源的建模 39
3.2.3 連續型概率分布 44
3.2.4 離散型概率分布 46
3.3 典型通信業務源的建模 47
3.3.1 獨立隨機事件的建模 47
3.3.2 實際業務源的建模 48
3.4 通信網絡的排隊建模 49
3.5 典型通信網絡的建模 50
3.5.1 電路交換網的建模 51
3.5.2 分組交換網的建模 51
3.5.3 ATM網絡的建模 52
3.5.4 移動通信網的建模 52
習題 53
第4章 通信網中的傳輸與交換 55
4.1 傳輸鏈路 55
4.1.1 傳輸媒介 55
4.1.2 傳輸復用 57
4.1.3 差錯控製 60
4.2 交換技術 67
4.2.1 電路交換 69
4.2.2 分組交換 74
4.2.3 快速分組交換 78
4.2.4 軟交換 84
習題 87
第5章 多址接入協議 90
5.1 靜態分配方案 90
5.1.1 頻分多址接入 91
5.1.2 時分多址接入 91
5.1.3 碼分多址接入 92
5.2 動態分配方案 92
5.2.1 隨機多址接入 92
5.2.2 調度多址接入 100
5.2.3 混閤方案 103
習題 106
第6章 圖論與路由 108
6.1 圖論概述 108
6.2 圖論基礎 109
6.2.1 圖的定義 109
6.2.2 圖的相關概念 110
6.2.3 圖的矩陣錶示 113
6.2.4 獨立集與覆蓋 115
6.3 圖的最小生成樹問題 116
6.3.1 樹的概念與性質 116
6.3.2 圖的生成樹及其求法 116
6.4 圖的最短路徑問題和選擇算法 121
6.4.1 Dijkstra算法 122
6.4.2 F算法 124
6.4.3 第K條最短路徑選擇問題 126
6.5 圖論在網絡流量分配中的應用 126
6.5.1 網絡鏈路競爭分析 126
6.5.2 網絡流量分配 130
習題 130
第7章 流量控製和擁塞控製 133
7.1 流量控製 133
7.1.1 流量控製概述 133
7.1.2 流量控製方法 135
7.2 網絡**流算法 141
7.2.1 **流問題基本概念和定理 141
7.2.2 Ford-Fulkerson算法 145
7.2.3 最短增廣路算法 147
7.2.4 預流推進算法 149
7.3 **流問題 151
7.4 擁塞控製原理 153
7.4.1 擁塞和擁塞原因分析 153
7.4.2 擁塞控製基本原理 154
7.4.3 防擁塞策略 155
7.5 擁塞控製算法 156
7.5.1 擁塞控製一般方法 156
7.5.2 擁塞控製算法 157
習題 159
第8章 網絡性能分析與仿真 161
8.1 引言 161
8.2 無綫網絡容量分析基礎 163
8.2.1 協議乾擾模型與物理乾擾模型 163
8.2.2 任意網絡與隨機網絡 164
8.2.3 無綫網絡中的排隊模型 165
8.3 無綫網絡提供服務質量的方法 167
8.3.1 服務質量定義 167
8.3.2 QoS模型 168
8.3.3 無綫網絡提供服務質量的方法 172
8.4 網絡可靠性分析 174
8.4.1 可靠性定義及相關概念 174
8.4.2 復雜係統的可靠性計算 175
8.5 網絡性能仿真軟件 177
8.5.1 網絡性能仿真方法 177
8.5.2 網絡仿真軟件介紹 178
8.5.3 OPNET 178
8.5.4 NS 181
8.5.5 其他仿真軟件 183
習題 185
第9章 通信網絡理論在無綫自組織網絡中的應用 187
9.1 自組織網絡特點及體係結構 187
9.1.1 自組織網絡特點 188
9.1.2 自組織網絡體係架構 188
9.2 IEEE 802.11 DCF MAC協議 189
9.3 自組織網絡路由協議 193
9.3.1 平麵結構的路由協議 194
9.3.2 分簇結構的路由協議 207
9.3.3 地理信息輔助的路由協議 209
9.4 自組織網絡服務質量 210
9.4.1 無綫自組織網絡的QoS信令模型 210
9.4.2 在MAC層區分服務的方案 214
9.4.3 QoS路由 217
9.5 自組織網絡的安全性分析 218
9.5.1 Ad Hoc網絡麵臨的安全威脅 218
9.5.2 Ad Hoc網絡路由協議攻擊 219
9.5.3 戰場環境下Ad Hoc網絡的安全需求 220
習題 220
參考文獻 223

《量子糾纏下的信息傳輸：超越經典邊界的通信探索》 內容梗概： 本書旨在深入剖析量子力學在信息傳輸領域的革命性潛力，探索如何利用量子糾纏這一奇特現象，構建超越經典通信瓶頸的全新通信模式。我們將從量子比特的基本概念齣發，逐步深入量子門、量子電路以及構建量子通信係統的核心技術。全書圍繞“量子糾纏”這一核心理論，詳細闡述其在量子密鑰分發（QKD）、量子隱形傳態（Quantum Teleportation）以及構建分布式量子計算網絡等前沿領域的具體應用，並展望其在未來安全通信、超大規模數據處理以及探索宇宙奧秘等方麵可能帶來的顛覆性變革。 章節概要： 第一章：量子世界的基石——量子比特與疊加態 1.1 從經典比特到量子比特： 介紹經典比特（0或1）的概念，引齣量子比特（qubit）作為信息載體的基礎。闡述量子比特可以同時處於0和1的疊加態，這是量子計算和通信的根本優勢之一。 1.2 量子疊加態的數學描述： 利用布拉-凱特（Bra-ket）符號係統，詳細介紹單量子比特的狀態嚮量錶示，如 $|0 angle, |1 angle$, 以及一般的疊加態 $|psi angle = alpha|0 angle + eta|1 angle$。解釋係數 $alpha$ 和 $eta$ 的概率意義，即測量時得到 $|0 angle$ 或 $|1 angle$ 的概率。 1.3 量子比特的演化： 介紹量子比特狀態隨時間演化的動力學方程，如薛定諤方程，以及幺正變換（Unitary Transformation）在量子係統演化中的作用。 1.4 量子測量的基本原理： 詳細講解量子測量過程，強調測量會使疊加態塌縮到某個確定的經典狀態。介紹投影測量（Projection Measurement）和態塌縮（State Collapse）的現象，以及測量結果的概率性。 1.5 量子比特的多樣化實現： 介紹當前主流的量子比特實現技術，包括超導電路（Superconducting Circuits）、囚禁離子（Trapped Ions）、光子（Photons）、量子點（Quantum Dots）等，分析它們各自的優缺點以及在通信應用中的適用性。 第二章：糾纏的奧秘——量子糾纏的誕生與特性 2.1 什麼是量子糾纏： 深入闡述量子糾纏的概念，即多個量子比特之間存在的非經典關聯。強調糾纏態的整體性質，單個量子比特的狀態無法獨立描述，其狀態與其它量子比特的狀態緊密綁定。 2.2 貝爾態的構造與測量： 詳細介紹幾種典型的貝爾態（Bell States），如 $|Phi^+ angle = frac{1}{sqrt{2}}(|00 angle + |11 angle)$ 和 $|Psi^+ angle = frac{1}{sqrt{2}}(|01 angle + |10 angle)$。分析測量糾纏態時，不同粒子測量結果之間的強關聯性，即“超距作用”（Spooky Action at a Distance）。 2.3 量子糾纏的産生機製： 介紹實現量子糾纏的常用方法，例如通過激光與非綫性晶體相互作用産生光子對，或者通過特定量子門操作（如CNOT門）作用於多個量子比特。 2.4 糾纏的度量與錶徵： 介紹量化糾纏強度的指標，如糾纏熵（Entanglement Entropy）、糾纏保真度（Entanglement Fidelity）等。探討如何通過實驗測量來驗證糾纏的存在和強度。 2.5 糾纏的非局域性與宏觀量子效應： 討論糾纏態的非局域性，即測量一個粒子會瞬間影響到遠方糾纏的粒子，即使它們之間沒有經典的通信路徑。初步探討宏觀量子效應的可能性，以及糾纏在宏觀尺度下是否能被維持。 第三章：量子通信的核心——量子密鑰分發（QKD） 3.1 QKD的安全性基石： 闡述QKD的核心思想，即利用量子力學原理保證密鑰分發的安全性，任何竊聽行為都會被發現。 3.2 BB84協議詳解： 詳細介紹經典的BB84協議，包括發送方（Alice）如何製備和發送量子態，接收方（Bob）如何選擇基矢進行測量，以及如何進行基矢比對和誤差校正。分析BB84協議在不同噪聲環境下的性能。 3.3 E91協議與貝爾不等式： 介紹基於貝爾不等式的E91協議，強調其利用量子糾纏的非局域性來檢測竊聽者。深入分析貝爾不等式及其違反在QKD中的意義。 3.4 其他QKD協議的比較： 介紹B92、SARG04等其他QKD協議，分析它們相對於BB84協議的優勢和劣勢，以及在不同場景下的適用性。 3.5 QKD的實驗實現與挑戰： 討論QKD的實驗實現技術，包括單光子源、單光子探測器、光縴傳輸、自由空間傳輸等。分析當前QKD係統麵臨的挑戰，如傳輸距離限製、計數率、安全性證明等。 3.6 QKD的應用前景： 探討QKD在國傢安全、金融通信、敏感數據傳輸等領域的潛在應用，以及其對未來信息安全格局的影響。 第四章：信息瞬間的傳遞——量子隱形傳態（Quantum Teleportation） 4.1 隱形傳態的基本原理： 詳細闡述量子隱形傳態的概念，即不傳輸物質本身，而是通過利用量子糾纏和經典通信，將一個未知量子態從一個地方“傳送”到另一個地方。 4.2 經典隱形傳態協議： 詳細介紹經典量子隱形傳態的協議步驟，包括Alice、Bob和Charlie（輔助粒子）的角色，以及Alice如何利用Bell測量對未知量子態和她持有的糾纏粒子進行操作，並將測量結果通過經典信道發送給Bob，Bob根據收到的經典信息對他的糾纏粒子進行幺正變換，最終恢復齣Alice的未知量子態。 4.3 隱形傳態的數學推導： 利用量子態的錶示和算符的演化，詳細推導隱形傳態過程的數學過程，證明其能夠成功地將量子態復製到遠方。 4.4 糾纏在隱形傳態中的作用： 強調預先共享的糾纏態是量子隱形傳態得以實現的關鍵。 4.5 隱形傳態的實驗驗證： 介紹各種實現量子隱形傳態的實驗，包括使用光子、原子、超導電路等不同載體。分析實驗中遇到的技術難題和精度要求。 4.6 隱形傳態的應用展望： 探討量子隱形傳態在構建量子互聯網、實現分布式量子計算、量子中繼等方麵的潛在應用。 第五章：構建未來的量子網絡 5.1 量子中繼器（Quantum Repeater）： 介紹量子通信距離受損的瓶頸，以及量子中繼器作為解決方案的重要性。分析量子中繼器的工作原理，包括糾纏交換（Entanglement Swapping）和糾纏蒸餾（Entanglement Distillation）等技術。 5.2 量子互聯網的架構設想： 探討未來量子互聯網的可能架構，包括量子節點（Quantum Nodes）、量子鏈路（Quantum Links）、以及連接不同量子網絡的協議。 5.3 分布式量子計算： 闡述如何利用量子糾纏和量子通信連接多個小型量子處理器，構建更強大的分布式量子計算係統。 5.4 量子傳感與測量網絡： 探索將量子糾纏技術應用於高精度傳感和測量，構建分布式的量子傳感網絡，實現前所未有的測量精度。 5.5 量子密碼學與信息安全新範式： 討論除瞭QKD之外，量子計算對現有密碼學體係的挑戰，以及後量子密碼學（Post-Quantum Cryptography）和量子安全（Quantum-Safe）通信的研究方嚮。 5.6 量子網絡麵臨的挑戰與未來展望： 總結構建和維護大規模量子網絡所麵臨的科學和工程挑戰，包括糾纏的維持、量子內存、量子接口、協議標準化等，並展望量子網絡在科學研究、技術創新和社會發展中的長遠影響。 本書特色： 理論與實踐並重： 既深入闡述量子糾纏、量子隱形傳態等核心理論，也詳細介紹QKD等實際應用的技術細節和實驗進展。 數學嚴謹性： 在必要之處運用量子力學符號和數學工具，提供嚴謹的理論推導，幫助讀者深入理解量子原理。 前沿性與未來導嚮： 聚焦量子通信最前沿的研究方嚮，如量子互聯網、分布式量子計算等，為讀者描繪未來通信的藍圖。 清晰易懂的語言： 盡管涉及復雜概念，本書將力求使用清晰、準確的語言進行解釋，降低閱讀門檻，讓更多對量子通信感興趣的讀者能夠理解。 激發創新思維： 通過對量子通信潛力的探討，激發讀者對信息傳輸、安全通信以及未來科技發展的思考和創新。 適閤讀者： 本書適閤計算機科學、物理學、通信工程、電子工程等相關專業的本科生、研究生，以及對量子信息科學、前沿通信技術和信息安全感興趣的科研人員、工程師和技術愛好者。讀者最好具備一定的綫性代數和量子力學基礎知識，但本書的深入講解也能幫助有誌於此的初學者逐步掌握相關概念。

評分☆☆☆☆☆

剛翻開《通信網絡理論與應用》，就被它嚴謹的邏輯和紮實的理論功底深深吸引。作者在開篇就為我們構建瞭一個宏大的通信網絡知識框架，從最基礎的信號調製解調，到復雜的網絡路由算法，層層遞進，引人入勝。我尤其欣賞書中的數學模型和公式推導，雖然有些地方看起來確實需要一定的數學基礎，但作者的講解非常到位，每一步都有清晰的邏輯支撐，讓人能夠理解公式的來源和意義，而不是死記硬背。我花瞭大量時間去研究書中的糾錯編碼部分，瞭解到即使在充滿噪聲的環境下，信息也能被可靠地傳輸，這簡直是信息時代的基石。書中的圖錶和示意圖也做得非常齣色，將復雜的原理可視化，大大降低瞭理解的難度。讀這本書的過程，就像是在進行一場智力探險，每一次深入都能發現新的寶藏。它讓我明白，通信不僅僅是技術，更是一門精密的科學，需要嚴謹的思考和創新的精神。這本書絕對是通信領域專業人士和有誌於此的學生的寶貴財富，它能幫助你建立起堅實的理論基礎，為未來的深入研究和實踐打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

哇，這本書簡直是我今年最大的驚喜！《通信網絡理論與應用》這本書，讓我對通信這個領域有瞭前所未有的深刻認識。我一直以為通信技術就是簡單的信號傳輸，沒想到背後隱藏著如此復雜精妙的理論體係。書裏對網絡拓撲結構、信道編碼、多址技術等概念的講解，簡直像打開瞭新世界的大門。特彆是關於擁塞控製的部分，作者用清晰易懂的語言，結閤生動的案例，把那些抽象的算法解釋得明明白白，我感覺自己一下子就抓住瞭問題的關鍵。而且，書中的應用部分也讓我大開眼界，從移動通信到物聯網，再到未來5G/6G網絡的發展趨勢，都進行瞭詳盡的闡述。我尤其喜歡作者對各種協議的分析，比如TCP/IP協議棧的工作原理，真的讓我覺得，我們每天使用的互聯網並非偶然，而是無數智慧的結晶。讀完這本書，我感覺自己對通信世界的理解提升瞭好幾個檔次，不再是局外人，而是能夠窺探其內在運作機製的“內行”瞭。它不僅是一本理論書籍，更是一本通往實際應用的指南，讓我躍躍欲試，想將這些知識運用到實際的項目中去。

評分☆☆☆☆☆

拿到《通信網絡理論與應用》這本書，我本來是抱著學習的心態，沒想到它竟然給我帶來瞭如此震撼的閱讀體驗。它就像一座巍峨的知識殿堂，讓我得以窺探通信世界的深邃與廣博。我非常著迷於書中所探討的信號傳輸理論，從模擬信號到數字信號的轉換，再到各種調製解調技術的原理，都講解得繪聲繪色，讓我仿佛親身經曆瞭一次信息的“變形記”。書中的網絡層部分，對於路由算法的深入剖析，例如Dijkstra算法和Bellman-Ford算法，讓我深刻理解瞭數據包如何在錯綜復雜的網絡中找到最優路徑，這實在是太神奇瞭！我尤其欣賞作者對網絡安全攻防策略的闡述，這讓我意識到，在享受便捷通信的同時，也麵臨著諸多潛在的風險，以及如何通過技術手段來應對這些挑戰。此外，書中對通信網絡的服務質量（QoS）保障機製的探討，讓我明白瞭為什麼在實時通信場景下，信息能夠如此流暢地傳輸。這本書不僅僅是理論的堆砌，更是思想的火花，它激發瞭我對通信技術更深層次的思考，讓我看到瞭這個領域巨大的發展潛力和無限的創新空間。

評分☆☆☆☆☆

這是一本讓我愛不釋手、欲罷不能的書！《通信網絡理論與應用》的內容實在是太豐富瞭，簡直是信息洪流中的一本指南針。我本來對通信網絡隻是一知半解，看瞭這本書後，感覺自己像是打通瞭任督二脈。書中對各種網絡架構，比如星型、總綫型、環形網絡的優缺點分析，讓我對不同網絡的設計思路有瞭更清晰的認識。尤其是對IP地址分配、子網劃分等網絡規劃方麵的講解，簡直是實操寶典，我感覺自己以後在配置網絡時，會更加得心應手。書中的安全通信部分也讓我印象深刻，各種加密算法、認證機製的介紹，讓我意識到保障通信安全的重要性，也讓我對黑客攻擊的原理有瞭初步的瞭解。最讓我激動的是，書中還探討瞭未來通信技術的發展方嚮，例如軟件定義網絡（SDN）和網絡功能虛擬化（NFV）等前沿概念，這讓我看到瞭通信行業的無限可能，也激發瞭我對未來技術創新的熱情。這本書不僅是理論的殿堂，更是應用的實踐場，為我們提供瞭通往更廣闊通信世界的鑰匙。

評分☆☆☆☆☆

我得說，《通信網絡理論與應用》這本書真的超齣瞭我的預期！它不僅僅是一本技術手冊，更像是一位經驗豐富的老師，循循善誘地引導我認識通信世界的奧秘。我特彆喜歡書中對不同通信協議族（如OSI和TCP/IP）的對比分析，這讓我深刻理解瞭它們的設計理念和曆史演進，也明白瞭為什麼TCP/IP能夠成為如今互聯網的主流。書中的性能分析部分也很精彩，包括延遲、吞吐量、丟包率等關鍵指標的計算和優化方法，讓我對如何提升網絡效率有瞭更直觀的認識。我還花瞭很多時間去理解書中的排隊論在通信網絡中的應用，這讓我看到瞭數學在解決實際問題中的強大力量。另外，書中對無綫通信技術，比如CDMA、OFDMA的講解，也讓我對我們日常使用的手機信號有瞭更深入的認識，感嘆技術的精妙。這本書的語言風格非常專業但又不失可讀性，即使是復雜的技術概念，在作者的筆下也變得生動易懂。總而言之，這是一本能讓你從“為什麼”到“怎麼做”都茅塞頓開的書，強烈推薦給所有對通信技術感興趣的朋友！