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商品簡介
目次
商品簡介
本書圍繞空間信息網絡體系架構及其應用，探討了空間信息網絡拓撲理論、協議體系、資源動態配置、安全管理和半實物仿真等主要問題。本書基於現有的空間信息網絡體系和近幾年對空間信息網絡關鍵技術的研究進展，提出了基於時變圖的空間信息網絡建模、高吞吐量可靠性傳輸、業務自適應的資源動態配置和重構、安全防護資源和網絡流量管理等方法和理論，解決了現有空間信息網絡時空頻覆蓋存在盲區、協作規劃能力有限等問題，實現了空間信息網絡中信息的有效獲取、高效傳輸和可靠處理。最後，本書介紹了當前受到廣泛關注的空間信息網絡半實物仿真方法，及其在氣象災害預測預報上的應用。
本書可供高等院校通信與網絡、計算機等專業的師生作為教學參考書，也可供信息類相關領域的研究和實踐工作者參考。
本書可供高等院校通信與網絡、計算機等專業的師生作為教學參考書，也可供信息類相關領域的研究和實踐工作者參考。
目次
第 1章 緒 論 001
1.1 空間信息網絡及其發展概述 002
1.2 空間信息網絡業務和資源簡述 005
1.3 空間信息網絡體系架構概述 007
1.4 本書章節安排 010
參考文獻 012
第 2章 空間信息網絡拓撲理論 015
2.1 引言 016
2.2 空間信息網絡時變圖模型 017
2.2.1 時變圖模型 018
2.2.2 時變連接和時變路徑 019
2.2.3 時變距離 020
2.3 基於複雜理論的空間信息網絡時間累積時變圖 021
2.3.1 空間信息網絡高動態建模 023
2.3.2 基於時間累積時變圖的空間信息網絡複雜性分析 025
2.3.3 基於C-TVG的複雜性分析在空間信息網絡中的應用 030
2.3.4 仿真分析 031
2.4 空間信息網絡關鍵節點分析 036
2.4.1 關鍵節點與網絡抗毀性 036
2.4.2 時變介數中心性 039
2.4.3 時變介數計算方法――動態矩陣乘積算法 041
2.4.4 仿真分析 045
2.5 本章小結 050
參考文獻 050
第3章 空間信息網絡協議體系 055
3.1 引言 056
3.2 基於CCSDN的空間信息網絡協議體系 057
3.2.1 CCSDS簡介 057
3.2.2 基於CCSDS的協議體系架構 057
3.2.3 CCSDS主網業務 061
3.3 SCPS協議簡介 064
3.3.1 SCPS-NP 066
3.3.2 SCPS-SP 067
3.3.3 SCPS-TP 067
3.3.4 SCPS-FP 068
3.4 基於TCP/IP的空間信息網絡協議體系 068
3.4.1 TCP/IP協議體系 068
3.4.2 空間信息網絡路由技術介紹 070
3.4.3 CCSDS與TCP/IP結合的協議體系 071
3.5 基於DTN的空間信息網絡協議體系 072
3.5.1 DTN簡介 072
3.5.2 DTN協議特點 073
3.5.3 束協議 076
3.5.4 彙聚層協議 076
3.6 空間信息網絡傳輸層協議 078
3.6.1 TCP及其改進 078
3.6.2 空間信息網絡傳輸層協議 080
3.6.3 針對空間信息網絡TCP的改進 086
3.7 本章小結 093
參考文獻 095
第4章 空間信息網絡資源配置 099
4.1 引言 100
4.2 基於認知的空間信息網絡動態資源配置 101
4.2.1 空間信息網絡高動態建模 103
4.2.2 基於認知的中繼協作機制與資源動態分配協議 108
4.2.3 基於系統穩定的中繼資源優化分配 110
4.2.4 仿真分析 114
4.3 基於業務特性的空間信息網絡動態資源配置 120
4.3.1 系統模型 122
4.3.2 基於離散小波分解的BP神經網絡流量預測系統 126
4.3.3 基於預測背壓的服務資源分配 131
4.3.4 仿真分析 135
4.4 空間信息網絡移動性管理 141
4.4.1 基於時變圖模型的空間信息網絡高效地址綁定新方法 141
4.4.2 基於信號強度、QoS歷史信息及運動模型的空間信息網絡切換綜合判決方法 151
4.4.3 仿真分析 157
4.5 本章小結 159
參考文獻 161
第5章 空間信息網絡安全管理與可靠性分析 167
5.1 引言 168
5.2 空間信息網絡任務規劃的可靠性分析與優化 176
5.2.1 對地觀測衛星任務規劃問題建模 177
5.2.2 基於冗餘度分配的可靠性優化模型 179
5.2.3 任務規劃的可靠性優化問題建模與求解 181
5.2.4 仿真分析 187
5.3 空間信息網絡傳輸的可靠性分析與防護策略 191
5.3.1 通信網絡節點模型和流量模型 193
5.3.2 基於防護資源分配的網絡傳輸可靠性優化模型 196
5.3.3 仿真分析 203
5.4 空間信息網絡流量管理機制 206
5.4.1 基於時變介數中心性的流量調度機制 207
5.4.2 時變介數中心性均衡路由算法 209
5.4.3 仿真分析 213
5.5 空間信息網絡高可靠結構化數據構建 216
5.5.1 生成對抗網絡 218
5.5.2 基於LSTM網絡的氣象災害觀測數據鏈式特徵學習模型 221
5.5.3 基於GAN和LSTM網絡的氣象災害結構化數據構建 227
5.5.4 仿真分析 230
5.6 本章小結 232
參考文獻 233
第6章 空間信息網絡半實物仿真系統及其應用 239
6.1 引言 240
6.2 半實物仿真系統組成 240
6.2.1 STK 240
6.2.2 STK與MATLAB聯合仿真 241
6.2.3 半實物仿真系統整體架構 243
6.3 仿真系統工作原理――衛星信道建模 244
6.4 應用：災害事件的時空協同信息感知 247
6.4.1 颱風數據 248
6.4.2 拓撲分析 248
6.4.3 基於鏈路預測的協同轉發方法 248
6.4.4 仿真結果 250
6.5 本章小結 252
參考文獻 252
第7章 結論與展望 253
名詞索引 257
1.1 空間信息網絡及其發展概述 002
1.2 空間信息網絡業務和資源簡述 005
1.3 空間信息網絡體系架構概述 007
1.4 本書章節安排 010
參考文獻 012
第 2章 空間信息網絡拓撲理論 015
2.1 引言 016
2.2 空間信息網絡時變圖模型 017
2.2.1 時變圖模型 018
2.2.2 時變連接和時變路徑 019
2.2.3 時變距離 020
2.3 基於複雜理論的空間信息網絡時間累積時變圖 021
2.3.1 空間信息網絡高動態建模 023
2.3.2 基於時間累積時變圖的空間信息網絡複雜性分析 025
2.3.3 基於C-TVG的複雜性分析在空間信息網絡中的應用 030
2.3.4 仿真分析 031
2.4 空間信息網絡關鍵節點分析 036
2.4.1 關鍵節點與網絡抗毀性 036
2.4.2 時變介數中心性 039
2.4.3 時變介數計算方法――動態矩陣乘積算法 041
2.4.4 仿真分析 045
2.5 本章小結 050
參考文獻 050
第3章 空間信息網絡協議體系 055
3.1 引言 056
3.2 基於CCSDN的空間信息網絡協議體系 057
3.2.1 CCSDS簡介 057
3.2.2 基於CCSDS的協議體系架構 057
3.2.3 CCSDS主網業務 061
3.3 SCPS協議簡介 064
3.3.1 SCPS-NP 066
3.3.2 SCPS-SP 067
3.3.3 SCPS-TP 067
3.3.4 SCPS-FP 068
3.4 基於TCP/IP的空間信息網絡協議體系 068
3.4.1 TCP/IP協議體系 068
3.4.2 空間信息網絡路由技術介紹 070
3.4.3 CCSDS與TCP/IP結合的協議體系 071
3.5 基於DTN的空間信息網絡協議體系 072
3.5.1 DTN簡介 072
3.5.2 DTN協議特點 073
3.5.3 束協議 076
3.5.4 彙聚層協議 076
3.6 空間信息網絡傳輸層協議 078
3.6.1 TCP及其改進 078
3.6.2 空間信息網絡傳輸層協議 080
3.6.3 針對空間信息網絡TCP的改進 086
3.7 本章小結 093
參考文獻 095
第4章 空間信息網絡資源配置 099
4.1 引言 100
4.2 基於認知的空間信息網絡動態資源配置 101
4.2.1 空間信息網絡高動態建模 103
4.2.2 基於認知的中繼協作機制與資源動態分配協議 108
4.2.3 基於系統穩定的中繼資源優化分配 110
4.2.4 仿真分析 114
4.3 基於業務特性的空間信息網絡動態資源配置 120
4.3.1 系統模型 122
4.3.2 基於離散小波分解的BP神經網絡流量預測系統 126
4.3.3 基於預測背壓的服務資源分配 131
4.3.4 仿真分析 135
4.4 空間信息網絡移動性管理 141
4.4.1 基於時變圖模型的空間信息網絡高效地址綁定新方法 141
4.4.2 基於信號強度、QoS歷史信息及運動模型的空間信息網絡切換綜合判決方法 151
4.4.3 仿真分析 157
4.5 本章小結 159
參考文獻 161
第5章 空間信息網絡安全管理與可靠性分析 167
5.1 引言 168
5.2 空間信息網絡任務規劃的可靠性分析與優化 176
5.2.1 對地觀測衛星任務規劃問題建模 177
5.2.2 基於冗餘度分配的可靠性優化模型 179
5.2.3 任務規劃的可靠性優化問題建模與求解 181
5.2.4 仿真分析 187
5.3 空間信息網絡傳輸的可靠性分析與防護策略 191
5.3.1 通信網絡節點模型和流量模型 193
5.3.2 基於防護資源分配的網絡傳輸可靠性優化模型 196
5.3.3 仿真分析 203
5.4 空間信息網絡流量管理機制 206
5.4.1 基於時變介數中心性的流量調度機制 207
5.4.2 時變介數中心性均衡路由算法 209
5.4.3 仿真分析 213
5.5 空間信息網絡高可靠結構化數據構建 216
5.5.1 生成對抗網絡 218
5.5.2 基於LSTM網絡的氣象災害觀測數據鏈式特徵學習模型 221
5.5.3 基於GAN和LSTM網絡的氣象災害結構化數據構建 227
5.5.4 仿真分析 230
5.6 本章小結 232
參考文獻 233
第6章 空間信息網絡半實物仿真系統及其應用 239
6.1 引言 240
6.2 半實物仿真系統組成 240
6.2.1 STK 240
6.2.2 STK與MATLAB聯合仿真 241
6.2.3 半實物仿真系統整體架構 243
6.3 仿真系統工作原理――衛星信道建模 244
6.4 應用：災害事件的時空協同信息感知 247
6.4.1 颱風數據 248
6.4.2 拓撲分析 248
6.4.3 基於鏈路預測的協同轉發方法 248
6.4.4 仿真結果 250
6.5 本章小結 252
參考文獻 252
第7章 結論與展望 253
名詞索引 257
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