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第1章 绪论1

1.1 蜂窝系统的发展史1

1.2 蜂窝系统的特点9

1.3 蜂窝系统基础12

1.4 蜂窝系统的基础设施15

1.5 网络协议17

1.6 IEEE 802.1117

1.7 Ad Hoc网络18

1.8 传感器网络19

1.9 无线MAN、LAN、BAN和PAN20

1.10 无线网络的安全性和隐私20

1.11 卫星系统21

1.12 近年来的研究进展21

1.13 本书的章节安排22

1.14 参考文献22

1.15 习题23

第2章 概率、统计与话务理论25

2.1 引言25

2.2 概率与统计的基本理论25

2.2.1 随机变量25

2.2.2 累积分布函数26

2.2.3 概率密度函数26

2.2.4 期望值、n阶矩、n阶中心矩、方差27

2.2.5 一些重要的分布28

2.2.6 多个随机变量31

2.3 话务理论34

2.3.1 泊松到达模型34

2.4 基本排队系统35

2.4.1 什么是排队论35

2.4.2 排队论的基础36

2.4.3 肯德尔记号36

2.4.4 利特尔法则36

2.4.5 马尔可夫过程37

2.4.6 增消过程37

2.4.7 M/M/1/∞排队系统37

2.4.8 M/M/S/∞排队系统41

2.4.9 M/G/1/∞排队系统43

2.5 小结47

2.6 参考文献47

2.7 习题47

第3章 移动无线信道的传输特性50

3.1 引言50

3.2 无线电波的种类50

3.3 传输机制51

3.4 自由空间的传输特性52

3.5 地面传输53

3.6 路径损耗54

3.7 慢衰落57

3.8 快衰落58

3.8.1 信号包络的统计特性58

3.8.2 瞬时幅度的特性60

3.9 多普勒效应62

3.10 时延扩展63

3.11 码间干扰64

3.12 相干带宽65

3.13 同频干扰65

3.14 小结66

3.15 参考文献66

3.16 实验66

3.17 开放性项目67

3.18 习题67

第4章 信道编码与差错控制69

4.1 引言69

4.2 线性分组码69

4.3 循环码74

4.4 循环冗余校验75

4.5 卷积码76

4.6 交织器78

4.7 Turbo码79

4.8 ARQ技术80

4.8.1 停等式ARQ方案80

4.8.2 返回N帧的ARQ方案82

4.8.3 选择性重传ARQ方案83

4.9 小结84

4.10 参考文献84

4.11 实验85

4.12 开放性项目86

4.13 习题86

第5章 蜂窝系统的相关概念89

5.1 引言89

5.2 小区所属的范围89

5.3 信号的强度与小区参数90

5.4 小区的容量93

5.5 频率复用95

5.6 如何构成簇96

5.7 同频干扰99

5.8 小区分裂100

5.9 小区扇形化100

5.10 小结102

5.11 参考文献102

5.12 实验103

5.13 开放性项目104

5.14 习题104

第6章 多路无线接入技术107

6.1 引言107

6.2 多路无线接入协议108

6.3 竞争型协议108

6.3.1 纯ALOHA109

6.3.2 时隙ALOHA110

6.3.3 CSMA111

6.3.4 CSMA/CD114

6.3.5 CSMA/CA116

6.4 CSMA/CD与CSMA/CA的比较118

6.5 小结119

6.6 参考文献119

6.7 实验120

6.8 开放性实验121

6.9 习题121

第7章 多址技术123

7.1 引言123

7.2 多址技术的概念与模型123

7.2.1 FDMA124

7.2.2 TDMA125

7.2.3 CDMA127

7.2.4 OFDM131

7.2.5 SDMA132

7.2.6 多址技术的比较133

7.3 调制技术134

7.3.1 幅度调制134

7.3.2 调频134

7.3.3 FSK135

7.3.4 相移键控136

7.3.5 四相相移键控136

7.3.6 π/4-QPSK137

7.3.7 正交幅度调制138

7.3.8 16QAM138

7.4 小结139

7.5 参考文献140

7.6 实验140

7.7 开放性项目141

7.8 习题141

第8章 信道的分配143

8.1 引言143

8.2 静态信道分配与动态信道分配143

8.3 固定信道分配144

8.3.1 简单的信道借用方案145

8.3.2 复杂的信道借用方案145

8.4 动态信道分配147

8.4.1 集中式动态信道分配方案147

8.4.2 分布式动态信道分配方案147

8.5 信道的混合分配方案148

8.5.1 信道的混合分配方案148

8.5.2 信道弹性分配方案149

8.6 特殊系统结构的信道分配149

8.6.1 一维系统的信道分配149

8.6.2 复用分区时的信道分配150

8.6.3 各个小区重叠时的信道复用151

8.7 系统的建模152

8.7.1 基本建模152

8.7.2 预留信道的建模153

8.8 小结155

8.9 参考文献155

8.10 实验156

8.11 开放性项目157

8.12 习题157

第9章 移动通信系统160

9.1 引言160

9.2 蜂窝系统的基础设施160

9.3 注册163

9.4 切换参数与基本支持165

9.4.1 影响切换的参数165

9.4.2 切换的基本支持技术166

9.5 对漫游的支持167

9.5.1 归属地代理、异地代理、移动IP169

9.5.2 骨干路由器中的路由变更170

9.6 组播171

9.7 超宽带技术174

9.7.1 UWB系统的特性174

9.7.2 UWB信号的传输175

9.7.3 UWB技术的现状及其应用175

9.7.4 UWB与扩频技术之间的区别176

9.7.5 UWB技术的优点176

9.7.6 UWB技术的缺点176

9.7.7 UWB技术面临的难题176

9.7.8 未来的发展方向177

9.8 毫微微蜂窝网络177

9.8.1 技术特性177

9.8.2 棘手的问题179

9.9 小结181

9.10 参考文献181

9.11 实验182

9.12 开放性项目183

9.13 习题184

第10章 网络协议185

10.1 引言185

10.1.1 第1层：物理层185

10.1.2 第2层：数据链路层186

10.1.3 第3层：网络层186

10.1.4 第4层：传输层187

10.1.5 第5层：会话层187

10.1.6 第6层：表示层187

10.1.7 第7层：应用层187

10.2 TCP/IP协议187

10.2.1 物理层与数据链路层188

10.2.2 网络层188

10.2.3 TCP190

10.2.4 应用层190

10.2.5 采用贝尔曼-福德算法的路由选择190

10.3 无线TCP191

10.3.1 对无线TCP的需求191

10.3.2 有线TCP的局限性191

10.3.3 无线环境的解决方案192

10.3.4 链路层协议193

10.4 第6版网际协议194

10.4.1 从IPv4转换到IPv6194

10.4.2 IPv6的头部格式195

10.4.3 IPv6的特性195

10.4.4 IPv6与IPv4之间的区别196

10.5 小结196

10.6 参考文献196

10.7 实验197

10.8 开放性项目198

10.9 习题198

第11章 现有的无线系统200

11.1 引言200

11.2 AMPS200

11.2.1 AMPS的特性200

11.2.2 AMPS系统的运行201

11.2.3 AMPS电话系统的一般流程203

11.3 IS-41204

11.3.1 简介204

11.3.2 支持的各项处理过程205

11.4 GSM206

11.4.1 频带与信道207

11.4.2 GSM的帧结构208

11.4.3 GSM系统采用的识别号码209

11.4.4 GSM系统的接口、平面和层211

11.4.5 切换212

11.4.6 短信服务213

11.5 IS-95214

11.5.1 功率控制218

11.6 IMT-2000218

11.6.1 国际上的频谱分配方案218

11.6.2 第三代蜂窝系统提供的业务218

11.6.3 统一的第三代系统无线移动通信219

11.6.4 多媒体信息服务220

11.6.5 通用移动通信系统221

11.7 小结225

11.8 参考文献225

11.9 习题226

第12章 IEEE 802.11技术与无线接入点227

12.1 引言227

12.2 信息的下行传输228

12.3 上行链路的信息传输230

12.3.1 上行链路上含有RTS/CTS的信息传输231

12.4 802.11系列协议的变体233

12.4.1 IEEE 802.11b234

12.4.2 IEEE 802.11g234

12.4.3 IEEE 802.11n234

12.4.4 IEEE 802.11ac236

12.5 飞机上的WiFi接入238

12.6 小结238

12.7 参考文献238

12.8 实验239

12.9 开放性项目239

12.10 习题239

第13章 Ad Hoc网络241

13.1 引言241

13.2 MANET的特性242

13.3 应用243

13.4 路由选择244

13.4.1 路由选择的要求244

13.4.2 路由选择的分类245

13.5 表驱动式路由选择协议245

13.5.1 目的节点序列距离矢量路由245

13.5.2 MANET中簇的构成246

13.5.3 簇首的选择246

13.5.4 簇首网关交换路由247

13.5.5 无线路由协议248

13.6 按需路由选择248

13.6.1 Ad Hoc按需距离矢量路由选择249

13.6.2 动态源路由协议250

13.6.3 临时排序路由算法251

13.6.4 基于联合的路由选择协议253

13.6.5 基于信号稳定性的路由选择254

13.7 混合式的路由协议255

13.7.1 区域路由选择协议255

13.7.2 鱼眼状态路由协议255

13.7.3 具有组移动性的MANET的路标路由选择256

13.7.4 位置辅助路由选择256

13.7.5 方位辅助定向泛洪257

13.7.6 相对距离微发现Ad Hoc路由选择258

13.7.7 能量感知路由协议258

13.8 多径路由选择协议259

13.8.1 移动Ad Hoc网络中的按需多径路由协议259

13.8.2 Ad Hoc按需距离矢量－备份路由260

13.8.3 分离多径路由262

13.8.4 缓存和多径路由协议262

13.8.5 邻接表多径路由264

13.9 车域网265

13.10 网络仿真器267

13.10.1 ns-2和ns-3267

13.10.2 其他的网络仿真器269

13.11 小结269

13.12 参考文献270

13.13 实验273

13.14 开放性项目274

13.15 习题274

第14章 传感器网络277

14.1 引言277

14.2 无线传感器网络固有的自适应动态特性280

14.2.1 美国国防部高级研究计划局所做的WSN工作280

14.2.2 WSN的其他应用281

14.3 WSN的功能单元281

14.4 感应区、通信范围和传感器的配置283

14.5 随机部署的传感器网络285

14.6 在固定位置安放传感器285

14.6.1 定期部署的传感器网络287

14.7 网络特性289

14.7.1 传感器网络的分类289

14.7.2 WSN中MAC协议的基本原理290

14.7.3 传感器网络中的平面路由选择协议291

14.7.4 定向扩散291

14.7.5 信息协商传感器协议292

14.7.6 COUGAR292

14.8 传感器网络中的分层路由选择293

14.8.1 分簇式路由协议294

14.8.2 低能量自适应分簇层次结构294

14.8.3 门限敏感能量有效网络295

14.8.4 周期性门限敏感、能量有效传感器网络的自适应协议295

14.9 设计传感器网络时碰到的问题297

14.9.1 传感器的数据库298

14.9.2 协同信息处理298

14.9.3 传感器信息系统中的低功耗采集298

14.9.4 传感器网络中的多径路由299

14.9.5 服务差异化300

14.9.6 多径路由差异化服务301

14.9.7 能源洞问题302

14.9.8 数据汇聚303

14.9.9 操作系统的设计305

14.10 小结305

14.11 参考文献305

14.12 实验309

14.13 开放性项目310

14.14 习题310

第15章 无线LAN、PAN、BAN和MAN314

15.1 引言314

15.2 ETSI高性能局域网314

15.3 家庭无线网络316

15.4 Ricochet317

15.5 无线个人局域网318

15.6 IEEE 802.15.1（蓝牙）319

15.6.1 蓝牙系统的结构321

15.6.2 IEEE 802.15.3324

15.6.3 IEEE 802.15.4326

15.7 ZigBee330

15.8 无线体域网331

15.9 微波接入全球互通332

15.9.1 MAC层332

15.9.2 MAC层细节333

15.9.3 特定业务会聚子层333

15.9.4 公共部分子层333

15.9.5 物理层336

15.9.6 物理层细节337

15.10 采用网状网络的WMAN338

15.11 采用3GPP与长期演进（Long Term Evolution，LTE）的WMAN340

15.12 采用长期演进和长期演进增强系统的WMAN342

15.13 小结345

15.14 参考文献345

15.15 实验347

15.16 开放性项目348

15.17 习题348

第16章 无线网络的安全性与隐私351

16.1 引言351

16.2 加密技术与解密技术351

16.2.1 加密技术351

16.3 无线通信系统的安全性354

16.3.1 蜂窝电话的安全性355

16.3.2 LTE网络的安全性356

16.3.3 基于WiFi的AP网络的鉴权356

16.3.4 Diffie-Hellman协议359

16.3.5 椭圆曲线加密算法359

16.4 防火墙与系统的安全性361

16.5 移动自组网的安全性问题362

16.5.1 安全性方法363

16.5.2 入侵检测363

16.5.3 MANET中IDS的指标363

16.5.4 MANET中入侵检测与响应的移动代理365

16.5.5 基于静态数据库的入侵检测体系结构366

16.5.6 MANET中的簇入侵检测系统367

16.5.7 记录模块369

16.5.8 MANET中的自私369

16.6 无线传感器网络的安全通信370

16.6.1 随机配置的WSN中两个传感器节点之间建立共享对称密钥371

16.6.2 用二元多项式在两个传感器之间创建共享密钥372

16.6.3 入侵检测方案374

16.7 分布式DoS攻击检测377

16.7.1 协方差分析法378

16.8 小结381

16.9 参考文献381

16.10 实验384

16.11 开放性项目385

16.12 习题385

第17章 卫星系统388

17.1 引言388

17.2 卫星系统的类型388

17.3 卫星系统的特性392

17.4 卫星系统的基础设施394

17.5 呼叫的建立过程396

17.6 全球定位系统397

17.6.1 GPS的局限性400

17.6.2 GPS的受益者401

17.7 高级GPS与增强型911402

17.8 利用卫星接入因特网403

17.9 小结403

17.10 参考文献403

17.11 实验404

17.12 开放性项目404

17.13 习题405

第18章 无线技术的最新进展406

18.1 引言406

18.2 SIM卡406

18.3 按键通话技术407

18.3.1 PTT的网络技术407

18.3.2 iDEN蜂窝网络中的PTT408

18.3.3 非iDEN蜂窝网中的PTT：PoC408

18.3.4 目前业务的局限性408

18.4 RFID409

18.5 认知无线电410

18.6 综合业务系统的移动性与资源的管理412

18.6.1 移动性管理412

18.6.2 资源管理413

18.6.3 资源管理的最新进展415

18.7 双层可视化传感器网络415

18.8 多媒体业务的各项要求417

18.8.1 媒体编解码器418

18.8.2 文件格式419

18.8.3 超文本传输协议419

18.8.4 媒体控制协议419

18.8.5 会话发起协议419

18.8.6 多媒体短信服务419

18.9 定向天线与智能天线420

18.9.1 天线的类型420

18.9.2 智能天线与波束的产生421

18.9.3 智能天线与空分复用多址422

18.10 无线多节点网络中编码的应用423

18.11 时滞容错网络与移动机会网络425

18.12 第五代及以上的蜂窝系统426

18.13 低功耗设计427

18.14 可扩展标记语言428

18.14.1 超文本标记语言与标记语言之间的关系428

18.14.2 WML：将XML用于无线手持设备429

18.15 安卓、iOS、iPad、iPhone和iPad430

18.16 物联网、万维物联网和社交网络431

18.17 小结434

18.18 参考文献434

18.19 开放性问题439

18.20 习题439

附录 爱尔兰B表440

缩略语445