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第一篇 认识电磁波1

第1章 认识围绕着我们的邻居——电磁波1

1.1 简易电磁学2

1.2 认识电磁波4

1.2.1 电磁波的来源4

1.2.2 电磁波的种类5

1.2.3 电磁波的传播5

1.3 从电磁波的应用开始认识无线通信8

1.3.1 电磁波的应用——卫星与太空通信8

1.3.2 电磁波的应用——数字电视的原理10

1.3.3 与个人计算机有关的无线通信小常识11

1.4 电磁波的生物效应12

1.4.1 电磁波对人体可能产生的危害12

1.4.2 如何保护自己免受电磁波的危害13

1.5 科技新发展——电磁波屏蔽材料13

常见问题14

课后习题14

第2章 承载信号的传输介质15

2.1 传输介质的种类16

2.2 导向介质17

2.2.1 双绞线17

2.2.2 同轴电缆19

2.2.3 光纤20

2.3 非导向介质25

2.3.1 红外线25

2.3.2 无线电微波25

2.3.3 无线电波26

2.4 可靠的通信方式26

常见问题27

课后习题27

第二篇 通信的原理与技术30

第3章 信号与通信30

3.1 认识信号30

3.1.1 信号的特征31

3.1.2 数据与信号之间的转换35

3.2 无线通信里使用的信号36

3.2.1 无线电频谱37

3.2.2 有线世界里的无限资源与无线世界里的有限资源38

3.3 传输的减损38

3.3.1 衰减39

3.3.2 延迟失真40

3.3.3 噪声40

3.3.4 信道容量与奈奎斯特带宽41

3.3.5 香农容量公式41

3.4 无线电波传输的原理与特性43

3.4.1 理论上预测的模型——大规模的传播模型43

3.4.2 理论上预测的模型——小规模的传播模型47

3.5 无线电信号强度的迷惑56

3.5.1 电压驻波比56

3.5.2 EIRP的定义57

3.5.3 测量的单位57

常见问题59

课后习题60

第4章 隐藏在信号中的信息61

4.1 通信信道的特征62

4.1.1 频域的特征62

4.1.2 时域的特征63

4.1.3 数字通信信道的基本限制64

4.2 数据与信号的转换65

4.2.1 数字数据转换成数字信号65

4.2.2 数字数据转换成模拟信号66

4.2.3 模拟数据转换成数字信号67

4.2.4 模拟数据转换成模拟信号68

4.3 调制技术简介68

4.3.1 模拟调制技术69

4.3.2 数字调制技术70

4.3.3 数字调制技术的分类75

常见问题78

课后习题79

第5章 通信工程：多路复用与交换80

5.1 网络的形成80

5.1.1 交换的起源81

5.1.2 交换与多路复用在网络中扮演的角色82

5.1.3 多路复用的起源82

5.2 架构网络的通信技术83

5.2.1 多路复用技术84

5.2.2 通信的协调85

5.2.3 交换技术85

5.3 多路复用与交换的设备87

5.3.1 多路复用器87

5.3.2 交换机89

5.3.3 网络接口90

5.4 容量工程91

5.5 移动交换中心92

常见问题93

课后习题93

第6章 无线通信的多路访问技术94

6.1 共享传输介质的原理95

6.2 有趣的隐藏节点问题97

6.3 无线访问技术简介98

6.3.1 无线多路访问技术的简单分类98

6.3.2 介质访问控制协议99

6.4 各种多路访问技术99

6.4.1 频分多址100

6.4.2 时分多址101

6.4.3 扩频多址102

6.4.4 空分多址104

6.4.5 正交频分多路复用104

6.4.6 其他多路访问技术107

6.4.7 多样性的概念107

6.5 蜂窝系统的容量108

常见问题108

课后习题108

第三篇 从有线通信网络到无线通信网络110

第7章 电信网络110

7.1 从我们自己家里的电话谈起110

7.2 通信系统的架构111

7.2.1 通信网络的由来113

7.2.2 通信技术与计算机技术的结合114

7.3 通信网络与电信服务115

7.3.1 电信网络的服务与市场化116

7.3.2 国际电信法规变革一览117

7.4 无线网络与传统电话网络相连118

7.4.1 互连的组成119

7.4.2 互连的操作119

7.4.3 互连的类型119

7.5 通信运营商互连120

7.6 展望电信网络的未来120

7.6.1 PSTN的发展120

7.6.2 VoIP的原理121

7.6.3 无线智能网络123

7.7 企业电话系统的规划124

7.8 无线交换机125

7.9 无线本地回路126

7.9.1 无线本地回路的系统与架构128

7.9.2 WLL所采用的各种技术129

7.9.3 市场上WLL的设备与系统130

常见问题130

课后习题131

第8章 计算机网络132

8.1 数据通信与网络模型132

8.1.1 通信网络模型133

8.1.2 标准化138

8.2 常见的分类法138

8.3 局域网139

8.3.1 局域网协议与标准化139

8.3.2 共享传输介质的原理140

8.3.3 局域网的未来发展141

8.4 广域网141

8.5 网络软件系统143

8.6 鸟瞰计算机网络世界144

8.7 网络的规划145

8.7.1 需求分析与环境评估147

8.7.2 规划方法149

常见问题150

课后习题151

第9章 无线通信网络152

9.1 无线通信的定义与简单的分类152

9.1.1 无线通信网络简介153

9.1.2 从覆盖范围来看无线通信网络154

9.1.3 无线网络的架构155

9.1.4 无线网络的主要介质156

9.2 无线通信网络的历史157

9.3 无线通信的产品159

9.4 无线通信的网络模型159

9.5 无线通信的服务与覆盖的范围164

9.6 与无线通信相关的标准165

9.7 无线通信应用的分类167

9.8 无线网络中的隐私与安全问题167

9.8.1 隐私与安全问题168

9.8.2 无线病毒的作用168

9.8.3 蜂窝手机的危机168

9.8.4 与网络安全相关的协议168

9.9 建立无线通信的背景知识170

常见问题170

课后习题170

第10章 无线通信系统的工程实践172

10.1 电路与元件设计的层次172

10.1.1 元件173

10.1.2 电路174

10.2 无线通信系统的设计174

10.3 无线通信网络的工程175

10.3.1 无线通信系统的塔台175

10.3.2 基站177

10.3.3 天线的作用与种类179

10.3.4 天线与基站的外观184

10.3.5 无线通信工程的设计工具186

10.4 客户端设备的演进187

10.4.1 手机187

10.4.2 个人数字助理189

10.4.3 智能手机与平板电脑189

10.5 无线通信网络的设计实例189

10.5.1 网络设计与构建的实例190

10.5.2 无线网桥191

10.5.3 无线通信改造工程的实例193

常见问题195

课后习题195

第四篇 无线通信的代次发展198

第11章 无线通信的代次198

11.1 移动通信系统的发展198

11.2 第一代199

11.3 第二代199

11.4 第2.5代201

11.5 第三代202

11.5.1 各种已经发展出来的3G标准203

11.5.2 开发3G标准的组织205

11.6 3.5G206

11.7 3.75G207

11.8 什么是4G208

11.9 各代次特征的整理209

11.10无线生活的起源210

11.10.1 3G/4G网卡上网210

11.10.2 如何申请移动宽带的服务211

11.10.3 移动网卡的外观与安装211

11.11 建立无线通信系统的常识212

11.11.1 无线电广播的原理212

11.11.2 电视广播的原理213

11.11.3 家庭无线电服务是什么213

11.12 网络规划的实例214

11.13 网络的设计216

11.13.1 计算机网络的设计216

11.13.2 网络设计的方法217

11.14 计算机网络的构建221

11.14.1 计算机网络构建工程221

11.14.2 网络部署以后的工作222

常见问题222

课后习题223

第12章 无线广域网224

12.1 个人通信服务224

12.1.1 个人通信服务简介225

12.1.2 常见的PCS226

12.2 寻呼网228

12.3 GSM229

12.3.1 GSM的架构229

12.3.2 GSM网络的基本特性231

12.3.3 GSM提供的服务232

12.3.4 GSM的网络信令机制233

12.3.5 GSM的移动性管理234

12.3.6 GSM的漫游机制235

12.3.7 GSM网络的管理与应用236

12.3.8 GSM构建的实践237

12.4 CDMA2000239

12.5 UMTS网络240

12.6 无线数据通信简介243

12.6.1 早期的发展245

12.6.2 分组无线网络245

12.7 蜂窝数字分组数据246

12.8 GSM通用分组无线业务247

12.8.1 GPRS网络的架构248

12.8.2 GPRS手机250

12.8.3 连上网络251

12.8.4 GPRS的面面观252

12.9 从CDMA来看无线数据通信253

12.10 其他无线数据通信系统254

12.11 与应用系统相关的协议255

12.12 移动性管理256

12.12.1 转接257

12.12.2 漫游管理260

常见问题261

课后习题262

第13章 无线局域网263

13.1 认识各种与我们切身相关的无线网络264

13.2 IEEE 802网络技术概观266

13.3 802.11网络的架构268

13.3.1 802.11网络的基本结构269

13.3.2 802.11网络的类型270

13.4 802.11网络的工作方式275

13.4.1 802.11的网络服务275

13.4.2 移动性的支持277

13.5 无线局域网的应用278

13.5.1 应用的分类278

13.5.2 Wi-Fi是什么279

13.6 802.11WLAN标准的比较280

13.7 组成部件281

13.7.1 PoE设备281

13.7.2 其他常见的附件282

13.8 基础设施设备287

13.8.1 无线接入点287

13.8.2 无线网桥289

13.8.3 无线工作组网桥290

13.8.3 无线家庭网关291

13.8.5 企业无线网关292

13.9 客户端设备293

13.9.1 薄形卡片293

13.9.2 无线网络的转换器294

13.9.3 支持USB接口的客户端294

13.9.4 传统的PCI与ISA扩展卡295

13.9.5 安装与设置295

13.10 认识Wi-Fi296

13.10.1 让Wi-Fi成为简易的上网方式297

13.10.2 让Wi-Fi成为安全的网络通道299

13.10.3 移动性的支持300

13.10.4 网络的管理问题301

13.10.5 Wi-Fi的商业模式301

13.10.6 认识WISP302

13.10.7 企业对于Wi-Fi的运用302

13.11 下一代无线局域网303

13.11.1 无线局域网与W i-Fi的普及303

13.11.2 IEEE 802.11的发展经过：回顾与整理303

13.11.3 进入下一代无线局域网的关键技术304

13.11.4 延伸学习306

常见问题306

课后习题306

第14章 短距离无线通信307

14.1 自组网络308

14.2 红外线309

14.3 蓝牙的起源311

14.3.1 蓝牙协议栈313

14.3.2 蓝牙技术的使用与管理318

14.3.3 蓝牙的市场与未来发展320

14.4 认识ZigBee322

14.5 专属短距离通信323

常见问题323

课后习题324

第15章 无线宽带技术325

15.1 从固网的概念谈起326

15.2 固定式的无线通信技术327

15.2.1 本地多点分配业务327

15.2.2 多路多点分配业务330

15.3 无线城域网332

15.4 无线宽带技术简介333

15.4.1 无线宽带技术的发展334

15.4.2 无线宽带技术的历史335

15.4.3 无线宽带的市场与应用336

15.5 WiMAX与其他无线宽带技术的比较337

15.5.1 蜂窝系统337

15.5.2 Wi-Fi系统337

15.5.3 其他相关的技术338

15.6 无线宽带系统与WiMAX面临的挑战338

15.6.1 商业发展上的挑战338

15.6.2 技术发展上的挑战338

15.7 长期演进338

15.7.1 4G发展的关键角色340

15.7.2 从UMTS到LTE340

15.7.3 从LTE到LTE-Advanced341

15.7.4 技术的特征341

15.8 协同通信与中继技术343

15.8.1 协同通信343

15.8.2 中继技术343

常见问题347

课后习题347

第五篇 移动与无线通信的应用350

第16章 移动因特网和移动IP350

16.1 因特网的由来与简介350

16.1.1 从网络到因特网351

16.1.2 IP地址与域名352

16.1.3 TCP/IP网络协议353

16.1.4 因特网的架构355

16.2 因特网的重要协议与原理356

16.2.1 MAC层上的寻址357

16.2.2 较高层上的寻址359

16.3 因特网中IP地址的概念361

16.3.1 IP地址的分级361

16.3.2 IP地址与网络结构的关系362

16.4 因特网ARP协议简介363

16.4.1 为什么要有ARP363

16.4.2 冲突域与广播域的概念366

16.4.3 揭开网络通信的奥秘366

16.5 认识路由机制368

16.5.1 路由器的种类368

16.5.2 路由器作用的原理368

16.5.3 路由机制的稳定性369

16.6 移动因特网370

16.7 移动IP与IPv6373

16.7.1 移动IP工作的原理373

16.7.2 IPv6对于移动计算的支持375

16.8 移动IP的研究发展376

常见问题376

课后习题376

第17章 基于位置的服务与移动商务377

17.1 “移动定位”的定义377

17.2 位置识别技术379

17.2.1 定位技术的种类380

17.2.2 移动定位系统的类型383

17.2.3 移动定位的标准化386

17.2.4 定位技术的应用387

17.3 LBS应用的实例388

17.4 移动商务388

17.4.1 电子商务简介389

17.4.2 移动商务的定义391

17.4.3 促成移动商务的技术393

17.4.4 无店铺商户的概念393

17.4.5 支持移动商务应用的网络架构396

常见问题396

课后习题397

第18章 射频识别技术398

18.1 射频识别技术简介398

18.1.1 RFID的概念399

18.1.2 RFID标签401

18.1.3 RFID普及面临的挑战403

18.1.4 思考RFID的应用方向406

18.1.5 增广见闻407

18.2 RFID的应用案例409

18.2.1 天津海关引入RFID技术409

18.2.2 中国物联网RFID优秀应用案例410

18.3 近距离无线通信411

18.3.1 技术特征411

18.3.2 技术的应用413

常见问题413

课后习题413

第19章 无线通信平台的软件开发技术与安全问题414

19.1 无线通信的技术与应用415

19.2 无限可能的无线通信416

19.2.1 移动和无线计算网络417

19.2.2 无线通信服务418

19.3 JINI与无线世界418

19.3.1 网络精灵JINI419

19.3.2 无线世界422

19.4 无线通信的开发工具423

19.4.1 手机上执行的程序要如何开发424

19.4.2 J2ME424

19.4.3 WAP与WML425

19.4.4 i-mode428

19.4.5 其他语言与工具428

19.5 以WEP为例介绍无线网络安全429

19.5.1 WEP的基本原理430

19.5.2 WEP的运行431

19.5.3 WEP的问题435

19.6 WPA437

19.6.1 加密的作用437

19.6.2 无线局域通信加密安全的演进437

19.6.3 家用的无线路由器438

19.6.4 通信安全后操作系统才会安全440

19.7 WTLS440

19.8 建立安全的网络商务环境440

常见问题441

课后习题441

第20章 无线通信未来的发展（4G及以上）443

20.1 从应用的趋势谈起444

20.1.1 从短信服务到多媒体短信服务444

20.1.2 公共无线局域网444

20.1.3 移动虚拟专用网络445

20.1.4 移动家庭与移动生活447

20.2 政府对于无线与移动通信的推动447

20.3 无线传感器网络451

20.3.1 传感器网络的基本概念451

20.3.2 传感器网络的架构451

20.3.3 传感器网络的设计452

20.3.4 传感器网络的协议453

20.4 无线通信的未来456

20.4.1 移动通信的代次交替457

20.4.2 什么是MMS459

20.4.3 无线版权管理460

20.4.4 移动学习460

20.5 二维码461

20.6 云计算462

20.6.1 云计算的层次化架构464

20.6.2 云计算的特性465

20.6.3 云生活的想象465

20.7 认识物联网466

20.7.1 物联网的定义466

20.7.2 物联网的应用468

20.7.3 与物联网一起生活的一天469

20.8 软件定义无线电470

常见问题471

课后习题471

参考文献472