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第1章 概述1

1.1 无线通信的发展史1

1.2 全球蜂窝网络2

1.3 移动设备革命3

1.4 未来趋势4

1.5 无线技术挑战5

第一部分 技术背景8

第2章 信号传输基础8

2.1 传递信息的信号8

2.1.1 时域概念8

2.1.2 频域概念10

2.1.3 数据速率和带宽之间的关系11

2.2 模拟信号和数字信号传输13

2.2.1 模拟数据和数字数据13

2.2.2 模拟信号和数字信号14

2.2.3 模拟传输和数字传输16

2.3 信道容量17

2.3.1 奈奎斯特带宽17

2.3.2 香农容量公式18

2.4 传输介质19

2.4.1 地面微波21

2.4.2 卫星微波22

2.4.3 广播无线电23

2.4.4 红外线23

2.5 多路复用23

2.6 阅读建议27

2.7 关键术语、复习题和问题27

附录2A 分贝与信号强度29

第3章 通信网络31

3.1 广域网、局域网和城域网31

3.1.1 广域网31

3.1.2 局域网32

3.1.3 城域网32

3.2 交换技术32

3.3 电路交换34

3.4 分组交换36

3.4.1 基本操作38

3.4.2 数据包大小40

3.4.3 电路交换和分组交换的比较41

3.5 服务质量43

3.5.1 语音、音频和视频流量43

3.5.2 数据流量43

3.5.3 提供服务质量44

3.6 推荐阅读45

3.7 关键术语、复习题和问题45

第4章 TCP/IP协议47

4.1 协议体系结构的需求47

4.2 TCP/IP协议的体系结构48

4.2.1 TCP/IP层48

4.2.2 TCP和IP操作49

4.2.3 TCP/IP应用50

4.3 OSI模型51

4.4 网络互联52

4.4.1 路由器53

4.4.2 网络互联实例53

4.5 推荐阅读56

4.6 关键术语、复习题和问题56

附录4A 因特网协议57

附录4B 传输控制协议64

附录4C 用户数据报协议67

第二部分 无线通信技术70

第5章 无线通信概述70

5.1 频谱的考虑因素70

5.1.1 监管措施70

5.1.2 传播模式71

5.2 视距传播72

5.2.1 5种基本传播机制72

5.2.2 天线72

5.2.3 自由空间损耗73

5.2.4 实际系统中的路径损耗指数75

5.2.5 基于实证测量的模型76

5.2.6 噪声77

5.2.7 Eb/N0表达式77

5.3 移动环境的衰落78

5.4 信道校正机制81

5.4.1 前向纠错81

5.4.2 自适应均衡82

5.4.3 分集技术和MIMO82

5.4.4 扩频与OFDM84

5.4.5 自适应调制和编码84

5.4.6 带宽扩展84

5.5 数字信号编码技术85

5.6 编码与差错控制87

5.6.1 差错检测87

5.6.2 分组纠错码92

5.6.3 分组编码原理93

5.6.4 低密度奇偶校验码97

5.6.5 卷积码97

5.6.6 自动重传请求100

5.7 OFDM103

5.7.1 OFDM基础103

5.7.2 机会调度106

5.8 扩频107

5.8.1 扩频的概念107

5.8.2 跳频扩频107

5.8.3 直接序列扩频109

5.8.4 码分多址111

5.9 推荐阅读111

5.10 关键术语、复习题和问题111

第6章 无线信道115

6.1 天线115

6.1.1 辐射方向图115

6.1.2 天线类型116

6.1.3 天线增益118

6.2 频谱的考虑因素119

6.2.1 监管措施119

6.2.2 传播模式120

6.2.3 传输与反射特性122

6.3 视距传播123

6.3.1 5种基本传播机制123

6.3.2 衰减123

6.3.3 自由空间损耗124

6.3.4 实际系统中的路径损耗指数125

6.3.5 基于实际测量的信道模型127

6.3.6 噪声128

6.3.7 Eb/N0表达式129

6.3.8 大气吸收131

6.3.9 多径131

6.3.10 折射131

6.4 移动环境中的衰落132

6.5 信道纠错机制136

6.5.1 前向纠错136

6.5.2 自适应均衡137

6.5.3 自适应调制和编码137

6.5.4 分集技术和MIMO138

6.5.5 OFDM和扩频141

6.5.6 带宽扩展141

6.6 推荐阅读142

6.7 关键术语、复习题和问题142

第7章 信号编码技术146

7.1 信号编码准则147

7.2 数字数据、模拟信号148

7.2.1 幅移键控149

7.2.2 频移键控149

7.2.3 相移键控150

7.2.4 性能153

7.2.5 最小频移键控155

7.2.6 正交振幅调制156

7.3 模拟数据、模拟信号157

7.3.1 振幅调制157

7.3.2 角度调制159

7.4 模拟数据、数字信号161

7.4.1 波形编码162

7.4.2 基于模型的编码和声码器165

7.4.3 性能166

7.5 推荐阅读166

7.6 关键术语、复习题和问题167

第8章 正交频分复用170

8.1 正交频分复用简介170

8.1.1 正交性171

8.1.2 OFDM的优点172

8.1.3 OFDM实现172

8.1.4 OFDM的缺点174

8.2 正交频分多址176

8.3 单载波频分多址177

8.4 推荐阅读179

8.5 关键术语、复习题和问题179

第9章 扩频181

9.1 扩频的概念181

9.2 跳频扩频182

9.2.1 基本方法182

9.2.2 基于MFSK的跳频扩频184

9.2.3 FHSS性能方面的考虑185

9.3 直接序列扩频186

9.3.1 基于BPSK的直接序列扩频186

9.3.2 DSSS性能方面的考虑188

9.4 码分多址189

9.4.1 基本原理189

9.4.2 直接序列扩频的CDMA191

9.4.3 扩频序列的产生192

9.4.4 RAKE接收机193

9.5 推荐阅读193

9.6 关键术语、复习题和问题193

第10章 编码与差错控制196

10.1 差错检测196

10.1.1 奇偶校验197

10.1.2 循环冗余校验198

10.2 分组纠错码202

10.2.1 分组编码原理204

10.2.2 汉明码207

10.2.3 循环码209

10.2.4 BCH码211

10.2.5 RS码213

10.2.6 低密度奇偶校验码214

10.2.7 块交织215

10.3 卷积码215

10.3.1 译码216

10.3.2 Turbo码219

10.4 自动重传请求221

10.4.1 流量控制221

10.4.2 差错控制223

10.4.3 混合自动重传请求225

10.5 推荐阅读226

10.6 关键术语、复习题和问题227

第三部分 无线局域网与个域网234

第11章 无线局域网技术234

11.1 概述及动机234

11.1.1 动机236

11.1.2 无线局域网需求236

11.1.3 无线局域网物理层237

11.2 IEEE 802体系结构238

11.2.1 协议体系结构238

11.2.2 MAC帧格式240

11.2.3 逻辑链路控制241

11.3 IEEE 802.11体系结构和服务243

11.3.1 Wi-Fi联盟244

11.3.2 IEEE 802.11体系结构245

11.3.3 IEEE 802.11服务246

11.4 IEEE 802.11媒体访问控制247

11.4.1 可靠数据传递247

11.4.2 媒体访问控制248

11.4.3 MAC帧251

11.5 IEEE 802.11物理层254

11.5.1 IEEE 802.11b255

11.5.2 IEEE 802.11a256

11.5.3 IEEE 802.11g258

11.5.4 IEEE 802.11n259

11.6 吉比特Wi-Fi261

11.6.1 IEEE 802.11ac261

11.6.2 IEEE 802.11ad264

11.7 其他IEEE 802.11标准266

11.8 IEEE 802.11无线局域网安全267

11.8.1 IEEE 802.11i服务268

11.8.2 IEEE 802.11i操作阶段269

11.9 推荐阅读271

11.10 关键术语、复习题和问题273

附录11A 扰码274

第12章 蓝牙与IEEE 802.15276

12.1 物联网276

12.2 蓝牙技术产生的动机与概述277

12.2.1 蓝牙的应用277

12.2.2 蓝牙标准文档278

12.2.3 协议体系结构278

12.2.4 应用规范280

12.2.5 微微网和散射网280

12.3 蓝牙技术规范281

12.3.1 射频规范281

12.3.2 基带规范282

12.3.3 链路管理规范288

12.3.4 逻辑链路控制与适配协议288

12.4 高速蓝牙和智能蓝牙289

12.4.1 蓝牙3.0+HS289

12.4.2 智能蓝牙290

12.5 IEEE 802.15290

12.5.1 IEEE 802.15.3291

12.5.2 IEEE 802.15.4293

12.5.3 其他802.15标准294

12.6 ZigBee295

12.6.1 技术概述295

12.6.2 ZigBee联盟295

12.6.3 设备类型297

12.6.4 协议297

12.6.5 射频硬件298

12.7 推荐阅读298

12.8 关键术语、复习题和问题299

第四部分 无线移动网络与应用302

第13章 蜂窝无线网络302

13.1 蜂窝网络的原理302

13.1.1 蜂窝网络组成302

13.1.2 蜂窝系统的运行306

13.1.3 移动无线电传播效应309

13.1.4 越区切换309

13.1.5 功率控制311

13.1.6 话务量计算312

13.2 第一代模拟系统315

13.2.1 频谱分配315

13.2.2 操作316

13.2.3 AMPS控制通道316

13.3 第二代TDMA316

13.3.1 从第一代到第二代蜂窝系统316

13.3.2 时分多址317

13.3.3 全球移动通信系统318

13.3.4 无线链路319

13.4 第二代CDMA320

13.4.1 码分多址320

13.4.2 移动无线CDMA设计注意事项321

13.4.3 IS-95322

13.5 第三代系统323

13.5.1 可选接口324

13.5.2 CDMA的设计考虑325

13.5.3 3G系统326

13.6 推荐阅读329

13.7 关键术语、复习题和问题330

第14章 第四代系统和LTE-Advanced334

14.1 4G的目标、动力和方法334

14.2 LTE体系结构335

14.2.1 演进的分组系统336

14.2.2 设计原则337

14.2.3 EPS的高级功能338

14.3 演进的分组核心338

14.3.1 EPC组件338

14.3.2 非接入层协议340

14.4 LTE资源管理340

14.4.1 服务质量340

14.4.2 移动性管理342

14.4.3 小区间干扰协调343

14.5 LTE信道结构和协议344

14.5.1 无线电接口协议344

14.5.2 信道结构347

14.6 LTE无线电接入网络349

14.6.1 帧结构349

14.6.2 资源块352

14.6.3 物理传输格式354

14.6.4 开机过程355

14.7 LTE-Advanced356

14.7.1 载波聚合356

14.7.2 增强MIMO358

14.7.3 中继359

14.7.4 异构网络359

14.7.5 协作多点传输和接收360

14.7.6 其他增强技术361

14.8 推荐阅读362

14.9 关键术语、复习题和问题362

第15章 移动应用与移动IP365

15.1 移动应用平台365

15.1.1 资源约束366

15.1.2 交互层366

15.1.3 两个硬件栈的例子366

15.2 移动应用开发367

15.2.1 应用开发基础367

15.2.2 开发环境368

15.2.3 探寻Android内部368

15.3 移动应用部署372

15.3.1 市场部署373

15.3.2 用户评论和市场营销373

15.3.3 质量控制373

15.4 移动IP374

15.4.1 移动IP的操作374

15.4.2 发现376

15.4.3 注册378

15.4.4 隧道380

15.5 推荐阅读383

15.6 关键术语、复习题和问题383

附录15A 因特网控制消息协议（ICMP）384

附录15B 消息验证387

第16章 长距离通信389

16.1 卫星通信参数与配置389

16.1.1 卫星轨道390

16.1.2 频段394

16.1.3 传输损伤394

16.1.4 卫星网络配置397

16.2 卫星容量分配398

16.2.1 频分复用398

16.2.2 频分多址399

16.2.3 时分多址399

16.3 卫星应用403

16.3.1 全球定位系统403

16.3.2 直播系统405

16.4 固定宽带无线接入406

16.5 WiMAX/IEEE 802.16407

16.5.1 IEEE 802.16体系结构407

16.5.2 IEEE 802.16 MAC层409

16.5.3 IEEE 802.16物理层413

16.6 智能电网416

16.6.1 智能电网通信需求417

16.6.2 智能电网无线技术418

16.7 推荐阅读418

16.8 关键术语、复习题和问题419

参考文献421