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261千字
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2023-06-01
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主编推荐语
海洋通信网络技术的环境挑战和新发展趋势的分析。
内容简介
随着人类海洋活动的不断增加，如何提供高性能、高性 价比、可靠安 全的海洋通信网络服务已成为一个亟待解决的问题。海洋是一个巨大的咸水体，其空间由岸基、水面、天空和水下组成，网络部署环境、气候条件和用户分布等与陆地空间存在较大差异，这导致陆基通信网络技术无法直接应用到海洋环境中。
卫星通信是目前仅有能提供海洋几乎全覆盖的通信网络技术，但是由于其制造和维护成本高、部署风险大，卫星服务的性价 比阻碍其被广泛应用，这也推动了近年来对海洋空间新型通信网络技术的研究和探讨。本书分析海洋通信网络所面临的环境特点和技术发展所面临的挑战，介绍现有主要海洋通信网络技术，研究和讨论一些新型海洋通信网络的协议、算法和体系架构及发展趋势。
目录
- 版权信息
- 内容提要
- 海洋信息技术丛书编辑委员会
- 序
- 前言
- 第1章 海洋通信网络概述
- 1.1 引言
- 1.2 海洋通信网络环境
- 1.2.1 海岸
- 1.2.2 水面
- 1.2.3 空中
- 1.2.4 水下
- 1.2.5 海洋通信网络用户
- 1.3 现行海洋通信网络
- 1.3.1 海事无线电
- 1.3.2 船舶自动识别系统（AIS）
- 1.3.3 陆基无线接入系统
- 1.3.4 卫星系统
- 1.3.5 水下无线系统
- 1.3.6 海底观测系统
- 1.4 岸基网络
- 1.4.1 陆基无线接入网络
- 1.4.2 蒸发波导通信（EDC）
- 1.4.3 自由空间光系统（FSO）
- 1.4.4 应用
- 1.5 水面网络
- 1.5.1 传感器自组网（SenANET）
- 1.5.2 航海自组网（NANET）
- 1.5.3 基于WiMAX的网状网络
- 1.5.4 类蜂窝网络
- 1.6 空中通信网络
- 1.6.1 高空通信平台（HAP）
- 1.6.2 航空自组网（AANET）
- 1.6.3 卫星网络和计划
- 1.7 水下通信网络
- 1.7.1 水声网络（UWAN）
- 1.7.2 水下光网络
- 1.8 海洋网络互联方法
- 1.8.1 网络互联
- 1.8.2 移动性支持
- 1.8.3 网络管理
- 1.9 小结
- 参考文献
- 第2章 海洋通信信道
- 2.1 信道概述
- 2.1.1 信道定义
- 2.1.2 信道分类
- 2.1.3 海洋信道特性
- 2.2 信道建模
- 2.2.1 快衰落建模
- 2.2.2 慢衰落建模
- 2.3 小结
- 参考文献
- 第3章 海事地面无线数字通信技术综述
- 3.1 传统地面数字通信技术：AIS
- 3.1.1 AIS的产生
- 3.1.2 AIS的功能
- 3.1.3 AIS的分类
- 3.2 AIS的通信架构
- 3.3 AIS的组网协议
- 3.3.1 AIS层模块以及帧和时隙
- 3.3.2 AIS消息
- 3.3.3 AIS时隙分配规则及协议
- 3.3.4 AIS入网过程
- 3.4 AIS的主要算法
- 3.4.1 AIS的通信算法
- 3.4.2 AIS的应用算法
- 3.5 AIS的发展方向
- 3.5.1 技术方面
- 3.5.2 应用方面
- 参考文献
- 第4章 VDES关键技术研究
- 4.1 引言
- 4.2 VDES发展现状
- 4.3 VDES的概述
- 4.3.1 VDES的系统架构
- 4.3.2 VDES频谱划分方案
- 4.4 VDES关键技术
- 4.4.1 VDES调制解调技术
- 4.4.2 VDES时隙层级与结构
- 4.5 VDES数据链路层协议
- 4.5.1 传统TDMA协议概述
- 4.5.2 改进的TDMA协议
- 4.6 小结
- 参考文献
- 第5章 蜂窝网通信在海洋中的应用
- 5.1 引言
- 5.2 蜂窝网技术在海洋通信中的应用
- 5.2.1 基于LTE系统的岸基无线接入方案
- 5.2.2 基于大规模天线阵列技术的速率提升方案
- 5.2.3 基于中继技术的海基无线通信系统
- 5.3 蜂窝通信先进技术在海洋通信网络中的应用可能
- 5.3.1 窄带物联网
- 5.3.2 D2D通信技术
- 5.3.3 软件定义网络
- 5.3.4 网络切片技术
- 5.4 小结
- 参考文献
- 第6章 海上水面通信组网技术
- 6.1 概述
- 6.1.1 自组织网络基本概念
- 6.1.2 自组织网络通信特点
- 6.1.3 自组织网络在海洋通信中的应用
- 6.2 无线自组网路由技术
- 6.2.1 拓扑控制
- 6.2.2 能量管理
- 6.2.3 服务质量管理
- 6.2.4 机会路由
- 6.3 常见的海上路由协议
- 6.4 小结
- 参考文献
- 第7章 海洋无线传感器网络的拓扑控制与路由协议
- 7.1 引言
- 7.2 拓扑控制概述
- 7.2.1 特点及设计目标
- 7.2.2 研究现状
- 7.3 基于功率控制的拓扑控制
- 7.3.1 节能型功率控制
- 7.3.2 基于网络容量分配的功率控制
- 7.3.3 基于节点度的功率控制
- 7.3.4 基于邻近图的功率控制
- 7.4 基于无线接口模式管理的拓扑控制
- 7.4.1 基于密度控制的拓扑控制
- 7.4.2 基于占空比的拓扑控制
- 7.4.3 自适应的拓扑控制
- 7.4.4 聚簇管理的拓扑控制
- 7.5 基于移动辅助的拓扑控制
- 7.5.1 基于轨迹的拓扑控制
- 7.5.2 基于深度调整的拓扑控制
- 7.6 拓扑控制问题和需要研究的内容
- 7.6.1 现存问题
- 7.6.2 需要研究的内容
- 7.7 路由协议概述
- 7.8 能量感知的路由协议
- 7.8.1 聚焦波束路由
- 7.8.2 分布式水下分簇方案
- 7.8.3 稀疏感知节能分簇路由协议
- 7.9 基于节点迁移的路由协议
- 7.9.1 矢量转发和逐跳矢量转发协议
- 7.9.2 基于深度的路由协议
- 7.9.3 虚拟隧道协议
- 7.9.4 基于局部和虚拟汇聚移动的路由协议
- 7.10 基于地理位置的路由协议
- 7.10.1 基于定位的路由协议
- 7.10.2 无定位的路由协议
- 7.10.3 协作机制下的路由协议
- 7.11 路由协议问题和需要研究的内容
- 7.11.1 现存问题
- 7.11.2 主要研究内容
- 7.12 小结
- 参考文献
- 第8章 海洋无线传感器网络的定位技术
- 8.1 引言
- 8.2 定位算法分类及原理
- 8.2.1 基于测距的定位算法
- 8.2.2 基于非测距的定位算法
- 8.3 现状分析
- 8.4 参数不确定性情况的定位算法
- 8.4.1 问题描述
- 8.4.2 发射功率未知的目标定位
- 8.5 小结
- 参考文献
- 第9章 海洋卫星通信技术
- 9.1 卫星通信的基本概念和特点
- 9.1.1 卫星通信的基本概念
- 9.1.2 卫星通信系统组成
- 9.1.3 卫星通信的分类
- 9.2 卫星通信网络体系结构
- 9.2.1 卫星宽带通信系统
- 9.2.2 卫星移动通信系统
- 9.3 卫星网络的关键技术
- 9.3.1 卫星网络的路由协议
- 9.3.2 卫星网络的TCP
- 9.3.3 卫星网络的资源管理
- 9.3.4 海事卫星系统
- 9.4 小结
- 参考文献
- 第10章 海洋空中通信网络技术
- 10.1 引言
- 10.2 无人机系统概述
- 10.2.1 无人机分类
- 10.2.2 无人机集群化
- 10.2.3 FANET
- 10.3 空对海与空对空数据链路通信
- 10.3.1 空对海数据链路
- 10.3.2 空对空数据链路
- 10.4 组网技术
- 10.4.1 组网方案
- 10.4.2 通信方式
- 10.4.3 组网实例
- 10.5 小结
- 参考文献
- 第11章 水下通信网络技术现状
- 11.1 引言
- 11.2 水下通信方式与特点
- 11.2.1 水下有线通信技术
- 11.2.2 水下无线通信技术
- 11.2.3 水下融合通信技术
- 11.3 水下通信应用
- 11.3.1 基于有线通信的应用
- 11.3.2 基于无线通信的应用
- 11.4 水声通信技术
- 11.4.1 调制与解调技术
- 11.4.2 编码与解码技术
- 11.4.3 媒体访问控制技术
- 11.4.4 组网技术
- 11.5 水下无线光通信技术
- 11.5.1 光源技术
- 11.5.2 调制技术
- 11.5.3 信道编码技术
- 11.5.4 探测技术
- 11.6 小结
- 参考文献
- 第12章 高速海洋通信链路技术研究
- 12.1 海洋通信中的大气波导
- 12.1.1 大气波导分类
- 12.1.2 大气波导中的无线电波传播
- 12.1.3 大气波导在船舶通信中的应用
- 12.2 自由空间光通信在海洋中的应用
- 12.2.1 自由空间光通信的理论
- 12.2.2 自由空间光通信在海洋中的应用场景
- 12.3 小结
- 参考文献
- 第13章 智能海洋通信技术
- 13.1 引言
- 13.2 通信智能的发展
- 13.3 智能算法简介
- 13.3.1 智能优化算法
- 13.3.2 ML算法
- 13.3.3 DL算法
- 13.4 智能海洋通信技术
- 13.4.1 智能水声通信
- 13.4.2 智能水下物联网
- 13.4.3 智能海洋应急通信
- 13.5 小结
- 参考文献
- 第14章 边缘计算在海洋中的应用
- 14.1 引言
- 14.2 海洋边缘计算体系架构
- 14.2.1 体系架构
- 14.2.2 海洋边缘计算优势
- 14.3 海洋边缘计算关键问题及技术研究
- 14.3.1 资源提供
- 14.3.2 资源管理
- 14.3.3 数据处理
- 14.3.4 安全管理
- 14.4 海洋边缘计算的挑战与展望
- 14.4.1 面临的挑战
- 14.4.2 未来研究方向
- 14.5 小结
- 参考文献
- 第15章 海洋互联网概述
- 15.1 引言
- 15.2 海洋互联网原理
- 15.3 网络组成
- 15.3.1 岸基网络
- 15.3.2 无线自组网
- 15.3.3 卫星系统
- 15.3.4 水下网络
- 15.3.5 通信链路和方式
- 15.4 网络互联
- 15.5 仿真试验
- 15.6 主要应用
- 15.6.1 陆地互联网的延伸
- 15.6.2 海事通信系统的提升
- 15.6.3 海洋物联网的桥梁
- 15.6.4 海洋通信网络资源分配优化
- 15.6.5 海洋作业的协作平台
- 15.6.6 智慧海洋的发展之路
- 15.6.7 近海联防辅助通信系统
- 15.6.8 国家应急通信网络的组成部分
- 15.7 面临的挑战
- 15.7.1 动态、含糊的网络边界
- 15.7.2 实时变化的超大规模WANET
- 15.7.3 端到端可靠性和安全性
- 15.7.4 海洋互联移动性管理
- 15.8 小结
- 参考文献
- 第16章 海洋互联网安全
- 16.1 引言
- 16.2 海洋信息安全现状与问题
- 16.3 无线网络入侵检测技术
- 16.4 基于MK-ELM的WSN入侵检测系统设计
- 16.4.1 ELM算法原理
- 16.4.2 构造多核极限学习机算法
- 16.4.3 基于MK-ELM的WSN入侵检测系统
- 16.4.4 仿真实验及结果分析
- 16.5 小结
- 参考文献
- 第17章 基于海洋互联网的数据传输网络体系架构
- 17.1 引言
- 17.2 海洋数据传输网络的概况和体系架构
- 17.2.1 业务特征
- 17.2.2 网络结构
- 17.2.3 网络特点
- 17.2.4 基于海洋互联网的体系架构
- 17.3 体系结构面临的主要挑战
- 17.3.1 海洋数据传输网络体系的自适应性
- 17.3.2 海洋通信网络资源的快速探测和智能组网
- 17.3.3 海洋数据透明传输和优先级支持
- 17.3.4 海洋空间移动用户的漫游支持
- 17.3.5 安全数据传输
- 17.4 小结
- 参考文献
- 附录
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出版方
人民邮电出版社
人民邮电出版社是工业和信息化部主管的大型专业出版社，成立于1953年10月1日。人民邮电出版社坚持“立足信息产业、面向现代社会、传播科学知识、服务科教兴国”，致力于通信、计算机、电子技术、教材、少儿、经管、摄影、集邮、旅游、心理学等领域的专业图书出版。
