隨機多址通信係統理論及仿真研究 9787115438829 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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丁洪偉，柳虔林，趙一帆，周聖傑，楊誌軍 著

圖書標籤:

• 通信係統
• 隨機多址
• 無綫通信
• 信息論
• 仿真
• 信道編碼
• 調製解調
• 移動通信
• 通信原理
• 信號處理

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115438829

商品編碼：29640791092

包裝：平裝

齣版時間：2017-01-01

基本信息

書名:隨機多址通信係統理論及仿真研究

定價：59.00元

售價：44.3元,便宜14.7元,摺扣75

作者:丁洪偉,柳虔林,趙一帆,周聖傑,楊誌軍

齣版社：人民郵電齣版社

齣版日期：2017-01-01

ISBN：9787115438829

字數：

頁碼：173

版次：01

裝幀：平裝

開本：大32開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

本書語言簡潔，結構清晰，內容係統全麵，注重基礎知識與仿真結閤。在協議的講解上，既介紹瞭協議的原理、吞吐量的具體推導過程，提供瞭仿真的具體步驟及代碼，也提供瞭處理結果的一些經驗技巧和注意事項，以同時提高讀者的理論知識和仿真能力。

內容提要

內容提要
本書介紹瞭隨機多址通信係統廣泛應用於物聯網、無綫傳感器網絡、移動互聯網絡、無綫局域網、蜂窩通信網絡等通信技術的情況；對各類隨機多址通信係統進行瞭建模分析，獲得瞭一係列的解析結果；介紹瞭各類係統的計算機仿真方法，給齣瞭相關仿真結果。
本書分為10章：章簡要介紹後續部分將要進行仿真的十九個協議，以及協議之間相應的區彆，讓讀者對隨機多址協議有一個整體的認識；第2章介紹本書仿真所使用的仿真軟件Matlab及仿真的具體流程；第3章詳細介紹ALOHA協議，以及其基於Matlab平颱的仿真具體方法；第4至第8章分彆介紹非堅持CSMA協議、1-堅持CSMA協議、P-堅持CSMA協議、P-檢測CSMA協議、二維概率CSMA協議和在其各自協議的基礎上改進得來的兩個協議，以及協議基於Matlab平颱的具體仿真方法；第9章詳細介紹二叉樹衝突分解算法，以及其基於Matlab平颱的仿真具體方法；0章對本書所涉及到的具體協議進行比較，並做瞭一個簡要的總結。
本書可作為通信類專業的本科生和研究生的教材或參考書，也適閤從事通信工程領域相關研究人員閱讀。

目錄

作者介紹

丁洪偉，雲南大學信息學院通信工程係教授。主要研究方嚮：隨機多址係統、輪詢多址係統、無綫傳感器網絡。
柳虔林，雲南大學信息學院通信工程係教授。主要研究方嚮：隨機多址係統。

文摘

序言

智能交通係統中的網絡通信模型與性能優化 圖書簡介 本書深入探討瞭現代智能交通係統中網絡通信的關鍵理論基礎、模型構建及其性能優化策略。隨著物聯網、5G通信、人工智能等技術的飛速發展，智能交通係統已從單一的交通流管理，演變為一個集信息感知、協同決策、服務創新於一體的復雜生態係統。在這個生態係統中，高效、可靠、低延遲的網絡通信是支撐一切智能功能的核心。本書旨在為相關領域的研究者、工程師和學生提供一套係統而深入的理論框架和實踐指導，幫助理解和應對智能交通網絡通信所麵臨的挑戰，並推動該領域的技術進步。 第一章 智能交通係統的演進與通信需求 本章首先迴顧瞭智能交通係統的發展曆程，從早期的交通信號控製係統，到如今的車聯網（V2X）通信、自動駕駛、智慧停車、公共交通優化等前沿應用。通過分析這些應用的典型場景和功能需求，揭示瞭智能交通係統對網絡通信提齣的嚴峻挑戰，主要體現在： 海量連接需求： 智能交通係統涉及大量的傳感器、車輛、路側單元（RSU）、移動設備等，需要支持數百萬甚至上億級彆的並發連接。 高可靠性要求： 許多交通安全相關的應用，如碰撞預警、緊急製動協同，對通信的可靠性要求極高，任何數據丟失或延遲都可能導緻嚴重後果。 低延遲特性： 自動駕駛、協同駕駛等需要毫秒級的通信延遲，以確保車輛能夠實時感知環境變化並做齣響應。 動態性和移動性： 車輛和移動設備在交通網絡中不斷移動，通信連接需要具備高度的動態適應性和無縫切換能力。 帶寬需求： 隨著高清視頻監控、高精度地圖下載、多模態傳感器數據共享等應用的普及，對通信帶寬的需求也日益增長。 安全性與隱私保護： 交通數據的傳輸涉及敏感信息，需要強大的加密和認證機製來保障通信安全和用戶隱私。 第二章 智能交通網絡通信的核心模型 本章聚焦於智能交通係統中常用的網絡通信模型，並對其進行瞭詳細闡述。 蜂窩通信網絡（Cellular Networks）: 詳細介紹瞭4G LTE和5G NR（New Radio）在智能交通中的應用。重點分析瞭5G的增強移動寬帶（eMBB）、海量機器類通信（mMTC）和超可靠低延遲通信（URLLC）三大場景如何契閤智能交通的需求。討論瞭5G切片技術如何為不同類彆的交通應用提供定製化的網絡服務。 短程無綫通信（Short-Range Wireless Communication）: Wi-Fi Direct (IEEE 802.11p/ad): 探討瞭Wi-Fi技術在車與車（V2V）、車與路（V2I）通信中的應用，特彆是其在數據密集型應用和短距離通信方麵的優勢。 藍牙（Bluetooth）: 分析瞭藍牙技術在車輛內部通信、設備連接和低功耗傳感器數據傳輸中的作用。 專用短程通信（DSRC）: 深入講解瞭DSRC（一種基於IEEE 802.11p的標準）作為車聯網早期成熟技術的通信原理、頻譜分配和應用場景，並分析瞭其在特定環境下的性能錶現。 車聯網（V2X）通信模型： V2V（Vehicle-to-Vehicle）: 詳細闡述瞭車輛之間直接通信的機製，包括信息交互類型（如傳感器數據、駕駛意圖、位置信息）和通信協議。 V2I（Vehicle-to-Infrastructure）: 分析瞭車輛與路側單元（RSU）、交通信號燈、監控設備等基礎設施的通信，以及其在交通信號優化、路況播報、緊急事件通知等方麵的作用。 V2P（Vehicle-to-Pedestrian）: 探討瞭車輛與行人（例如通過智能手機或可穿戴設備）之間的通信，旨在提升行人安全，尤其是在交叉路口和無信號燈區域。 V2N（Vehicle-to-Network）: 闡述瞭車輛通過蜂窩網絡接入雲平颱、交通管理中心和互聯網，實現遠程診斷、軟件更新、交通信息服務等功能。 網絡功能虛擬化（NFV）與軟件定義網絡（SDN）在智能交通中的應用： 介紹瞭NFV和SDN如何為智能交通網絡提供更靈活、可編程和高效的管理方式，包括動態資源分配、網絡功能部署和策略控製。 第三章 智能交通通信的性能分析與建模 本章深入探討瞭智能交通通信係統的關鍵性能指標，並建立瞭相應的數學模型進行分析。 吞吐量（Throughput）分析： 基於排隊論的模型： 分析不同通信協議和網絡拓撲下的吞吐量極限，考慮瞭數據包到達率、服務率、緩存大小等因素。 信道容量與編碼理論： 探討瞭香農-哈特利定理在評估最大傳輸速率方麵的作用，以及不同編碼方案（如LDPC、Turbo碼）對提高信道容量的貢獻。 延遲（Latency）分析： 端到端延遲分解： 分析瞭從數據産生到接收的整個過程中，各個環節（如傳感器采集、協議處理、傳輸、解調）所貢獻的延遲。 排隊延遲與傳輸延遲： 重點分析瞭網絡擁塞引起的排隊延遲以及信號在介質上傳播的傳輸延遲。 M/M/1、M/G/1等排隊模型在延遲預測中的應用。 可靠性（Reliability）分析： 丟包率（Packet Loss Rate）: 探討瞭導緻丟包的各種原因，如信號衰減、乾擾、緩衝區溢齣，並分析瞭重傳機製（如ARQ）對提高可靠性的影響。 誤碼率（Bit Error Rate, BER）: 分析瞭信道噪聲、乾擾等對信號傳輸質量的影響，以及調製解調技術和糾錯碼的作用。 故障率與可用性（Availability）: 評估通信節點和鏈路的故障模型，計算係統的可用性指標。 連接性與覆蓋範圍（Connectivity and Coverage）: 信號傳播模型（如Rice衰落模型、Rayleigh衰落模型）： 建立數學模型描述信號在城市環境、高速公路等復雜場景下的傳播損耗和衰落特性。 覆蓋優化算法： 探討瞭基站/RSU部署優化、功率控製等策略，以最大化通信覆蓋範圍和信號質量。 移動性管理（Mobility Management）: 切換（Handover）機製： 分析瞭不同場景下（如宏小區切換、微小區切換、Wi-Fi切換）的切換時延、切換成功率等性能指標。 位置更新與注冊機製： 探討瞭移動節點位置信息管理對網絡效率和資源消耗的影響。 第四章 智能交通通信性能優化策略 本章提齣瞭一係列針對智能交通通信係統性能優化的關鍵策略。 擁塞控製（Congestion Control）： 動態帶寬分配： 基於實時交通流量和應用優先級，動態調整各用戶或服務的帶寬。 流量整形（Traffic Shaping）與流量監管（Traffic Policing）： 控製和限製網絡流量，防止網絡擁塞。 擁塞感知路由（Congestion-Aware Routing）： 選擇當前網絡負載較低的路徑進行數據傳輸。 資源管理（Resource Management）： 頻譜共享與動態頻譜接入（DSA）： 提高頻譜利用效率，特彆是在V2X通信中。 功率控製（Power Control）： 調整發射功率，減少乾擾，延長電池壽命，擴大覆蓋範圍。 調度算法（Scheduling Algorithms）： 設計公平、高效的調度算法，為不同業務提供服務質量（QoS）保障。 多址接入技術（Multiple Access Techniques）: 正交頻分多址（OFDMA）： 分析其在5G NR中的應用，如何有效地支持海量連接和高帶寬需求。 載波聚閤（Carrier Aggregation）： 結閤多個載波，提升數據傳輸速率。 新興多址技術（如URLLC下的新型多址方式）： 探討其在低延遲、高可靠性場景下的優勢。 協作通信（Cooperative Communication）： 中繼技術（Relaying）： 利用中繼節點（如RSU、其他車輛）轉發信號，剋服信號衰減和遮擋，提高覆蓋範圍和可靠性。 協作感知（Cooperative Perception）： 車輛之間共享傳感器信息，擴展感知範圍，提升決策能力。 邊緣計算（Edge Computing）與雲計算（Cloud Computing）協同： 數據卸載與預處理： 將部分數據處理任務在靠近數據源的邊緣節點完成，減少對核心網絡的壓力，降低延遲。 集中式與分布式協同： 如何平衡邊緣計算的實時性和雲計算的強大分析能力，實現整體性能的最優化。 安全與隱私增強技術： 加密與認證協議： 介紹TLS/SSL、IPsec等在保障通信數據機密性、完整性和身份認證方麵的應用。 差分隱私（Differential Privacy）： 在數據共享過程中保護個體隱私。 基於區塊鏈的通信安全： 探討其在身份管理、數據溯源等方麵的潛力。 第五章 仿真工具與方法 本章介紹用於智能交通通信係統仿真和性能評估的常用工具和方法。 網絡仿真器（Network Simulators）： NS-3 (Network Simulator 3): 詳細介紹其架構、模塊（如Wi-Fi、LTE、TCP/IP棧）及其在V2X場景下的應用。 OMNeT++: 講解其基於組件的仿真模型，以及如何構建復雜的交通通信網絡。 MATLAB/Simulink: 演示如何利用其強大的數學計算和建模能力，對通信算法進行建模和仿真，尤其適閤物理層和信號處理的仿真。 交通流仿真軟件（Traffic Flow Simulators）： SUMO (Simulation of Urban Mobility): 介紹其如何模擬真實的交通場景，並與網絡仿真器進行聯動，提供真實的移動軌跡和交通負載。 VISSIM: 演示其在精細化交通流建模方麵的能力。 仿真場景設計與實驗方法： 場景建模： 如何根據實際需求構建具有代錶性的仿真場景（如高速公路、城市交叉路口、隧道）。 參數設置與調優： 關鍵仿真參數的選取及其對結果的影響。 結果分析與可視化： 如何有效地收集、處理和展示仿真結果，提取有意義的性能洞察。 結論與展望 本書在係統梳理智能交通係統通信需求、核心模型、性能分析與優化策略的基礎上，為研究人員和實踐者提供瞭堅實的理論基礎和豐富的實踐指導。展望未來，隨著6G技術的發展、人工智能的深度融閤以及新型交通模式（如飛行汽車、無人機配送）的齣現，智能交通通信將麵臨新的機遇與挑戰。本書的理論框架和分析方法將為應對這些未來挑戰奠定基礎，並為構建更安全、高效、可持續的智能交通未來提供有力支撐。 本書的內容聚焦於智能交通係統中的網絡通信，不涉及隨機多址通信（Random Multiple Access）這一特定的多址接入技術。本書所討論的通信模型、性能分析和優化策略，都是為瞭滿足智能交通領域對高效、可靠、低延遲通信的需求而設計的，與“隨機多址”這一具體的通信技術分支並無直接關聯。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和印刷質量簡直無可挑剔，字體清晰，圖錶規範，這對於閱讀技術性強的書籍至關重要。我記得有一次深夜還在鑽研其中關於信道估計誤差對係統容量影響的章節，復雜的矩陣運算和概率分析在清晰的圖示輔助下，竟顯得沒有那麼晦澀難懂。作者顯然在如何將復雜的數學模型轉化為易於理解的工程語言上下瞭很大功夫。特彆是關於資源動態分配的章節，作者引入瞭幾種創新的優化算法，並給齣瞭詳細的收斂性證明，這對於研究生和科研人員來說，簡直是寶貴的參考資料。我甚至開始思考，能否將其中提齣的某種動態調度策略應用到我正在進行的一個實際項目原型中去。這種理論與實踐之間緊密的連接性，是衡量一本優秀技術書籍的重要標準，而本書在這方麵做得非常齣色，充分體現瞭作者深厚的工程實踐經驗。

評分☆☆☆☆☆

從一個更宏觀的角度來看待這本書，它為整個無綫通信領域的研究提供瞭一個堅實的理論框架。作者的敘事風格非常沉穩，不賣弄花哨的術語，而是用最精確的數學語言來描述物理現象，這種嚴謹性是老一輩科學傢的風範。書中對於隨機過程在多址信道建模中的應用，特彆是泊鬆過程和馬爾可夫鏈的運用，講解得極其透徹，為我理解隨機係統行為提供瞭全新的視角。我發現自己不僅僅是在學習如何設計一個多址係統，更是在學習一種用隨機性來優化復雜係統的思維方式。這本書的價值，已經超越瞭它本身所覆蓋的具體技術範圍，上升到瞭方法論的高度。讀完後，感覺自己對無綫通信的底層邏輯有瞭更深刻的洞察力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的配套資源和仿真代碼部分，雖然我還沒有完全下載和運行，但光是目錄和說明就讓我感到興奮。在當代學術研究中，理論和仿真密不可分，缺乏可復現性的研究是缺乏生命力的。作者團隊非常體貼地提供瞭相應的仿真環境搭建指南和關鍵模塊的代碼片段，這極大地降低瞭讀者將理論應用於實踐的門檻。對於課堂教學而言，這本書的結構也極為閤理，可以作為高年級本科生或研究生的核心教材。每一個章節的末尾都附帶瞭有深度的思考題，這些題目不僅僅是檢驗理解程度，更是引導學生進行創新性思考的催化劑。總而言之，這是一部集理論深度、工程實用性和教學引導性於一體的傑作，是通信領域不可多得的精品力作。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡潔大氣，黑白灰的搭配給人一種專業而嚴謹的感覺。初次拿到手裏，份量感十足，翻開扉頁，看到那密密麻麻的公式和嚴謹的理論推導，我就知道這不是一本泛泛而談的科普讀物，而是貨真價實的學術專著。對於長期在信息論和通信原理領域摸爬滾打的人來說，這種感覺簡直是久旱逢甘霖。我特彆欣賞作者在緒論部分對該領域發展脈絡的梳理，邏輯清晰，層層遞進，讓人能迅速抓住研究的重點和難點所在。尤其是在對現有幾種主流多址接入技術進行對比分析時，作者沒有簡單地羅列優缺點，而是深入挖掘瞭其背後的數學基礎和性能瓶頸，這為後續章節的深入探討打下瞭堅實的基礎。閱讀過程中，我時常需要停下來，對照著以前學過的經典教材進行比對，深感此書在某些前沿問題的闡述上，比我手頭上的老舊資料要深刻和前瞻得多。那種撥開雲霧見青天的閱讀體驗，非常暢快淋灕。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容深度遠超我的預期，它不是簡單地對“隨機多址”這個概念進行綜述，而是將其視為一個係統工程，從物理層、MAC層到網絡層都進行瞭細緻的入微的剖析。我尤其對其中關於非正交多址接入（NOMA）與傳統正交多址接入（OMA）的性能對比部分印象深刻。作者並沒有止步於理論上的香農極限分析，而是引入瞭大量的仿真結果來佐證觀點。這些仿真結果的設置非常貼閤實際場景，比如考慮瞭移動性、不同業務的QoS需求等，使得理論推導的結論更具說服力和可靠性。對於我這樣希望在博士論文中有所突破的年輕人來說，書中提供的若乾未解決問題和未來研究方嚮的探討，無疑是極佳的靈感來源，讓我對後續的研究工作有瞭更明確的規劃。