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第1章 从计算机网络到无线网络1

1.1计算机网络技术概述1

1.1.1计算机网络的功能、发展、定义和组成1

1.1.2计算机网络的技术分类6

1.2计算机网络的协议体系10

1.3无线通信和无线网络简史13

1.4无线网络分类14

1.5计算机网络和无线网络应用16

1.6计算机网络技术进展18

1.7相关标准化和权威组织20

1.8本书概要23

习题24

深度学习24

参考文献24

第2章 无线通信和网络仿真技术基础26

2.1无线电频谱26

2.2无线传输介质和方式28

2.3损耗和衰落30

2.4调制33

2.5扩频35

2.6复用和多址38

2.7天线40

2.8 MIMO43

2.9认知无线电44

2.10可见光通信和激光通信46

2.11无线充电48

2.12网络仿真技术简介49

2.13 NS2基础知识52

2.13.1 NS2的获取和安装52

2.13.2 NS2的基本框架52

2.13.3 NS2的简单语法53

2.13.4 NS2主要类库介绍56

2.14用NS2进行无线网络仿真57

2.15构建网络仿真环境和无线信号测量实验58

习题59

深度学习59

参考文献59

第3章 无线局域网61

3.1无线局域网概述61

3.2无线局域网的组成与服务64

3.2.1无线局域网的组成64

3.2.2无线局域网的拓扑结构65

3.2.3无线局域网的服务67

3.3 IEEE 802.11协议体系结构68

3.3.1 IEEE 802.11协议标准简介68

3.3.2 IEEE 802.11ac标准的物理层规范70

3.3.3 IEEE 802.11 ac标准的MAC层规范73

3.3.4 IEEE 802.11ad／ah／ax标准78

3.4 IEEE 802.11信道分配79

3.4.1集中式管理环境的信道分配79

3.4.2无协调环境的信道分配80

3.4.3信道分配方案的挑战81

3.5 IEEE 802.11测量及工具81

3.5.1 IEEE 802.11测量的参数和步骤81

3.5.2 IEEE 802.11的典型测量工具82

3.6其他无线局域网技术标准84

3.7无线局域网的应用84

3.7.1无线局域网的应用领域84

3.7.2无线局域网应用于公众图书馆86

3.7.3无线局域网应用于矿山采掘87

3.7.4 WiFi雷达和信道状态信息感知88

3.8无线局域网的仿真实验89

3.8.1隐藏节点问题仿真实验90

3.8.2暴露节点问题仿真实验91

3.9无线局域网的实测实验92

习题93

深度学习94

参考文献94

第4章 无线城域网、无线广域网和蜂窝通信95

4.1无线城域网和无线广域网概述95

4.2 IEEE 802.16（WiMax）标准96

4.2.1 IEEE 802.16简介96

4.2.2 IEEE 802.16的工作特性及关键技术97

4.2.3 IEEE 802.16协议体系结构98

4.3 IEEE 802.16（WiMax）工作场景99

4.4 IEEE 802.20技术标准101

4.4.1 IEEE 802.20的发展历程101

4.4.2 IEEE 802.20的组成与模型101

4.4.3 IEEE 802.20的性能和协议栈103

4.5蜂窝移动通信的2G／3G／4G／5G技术简介104

4.5.1蜂窝移动通信技术概述105

4.5.2 2G技术105

4.5.3 3G技术106

4.5.4 4G／LTE技术106

4.5.5 5G技术108

4.6无线城域网、无线广域网和蜂窝移动通信的应用111

4.7无线城域网和蜂窝移动通信的实验115

习题116

深度学习117

参考文献117

第5章 卫星网络和空天信息网络118

5.1卫星网络概述118

5.2卫星网络原理124

5.3典型的卫星网络系统130

5.4移动卫星系统通信标准和网络设计132

5.5卫星网络系统的应用135

5.6卫星网络的发展前景137

5.7卫星网络的仿真实验138

5.8空天信息网络143

习题146

深度学习146

参考文献146

第6章 无线自组织网络148

6.1 Ad Hoc网络概述148

6.2 MANET体系结构150

6.3 MANET路由协议151

6.3.1 MANET路由概述151

6.3.2 MANET路由协议分类152

6.3.3 MANET的典型路由协议154

6.4 MANET的其他技术161

6.5无线网状网161

6.6 Ad Hoc网络的应用163

6.7 MANET的仿真实验165

习题168

深度学习168

参考文献168

第7章 无线传感器网络170

7.1传感器技术简介170

7.2无线传感器网络概述171

7.3无线传感器网络的体系结构173

7.4无线传感器网络的协议分析177

7.4.1无线传感器网络的协议栈177

7.4.2无线传感器网络的协议研究178

7.4.3定向扩散路由协议179

7.4.4 Sensor MAC协议183

7.5无线传感器网络的应用186

7.5.1无线传感器网络的应用领域186

7.5.2无线传感器网络的应用实例189

7.6水声通信和水下无线传感器网络190

7.7无线传感器网络的研究进展194

7.8无线传感器网络的仿真实验197

习题199

深度学习200

参考文献200

第8章 无线个域网201

8.1无线个域网概述201

8.2无线个域网的关键技术203

8.3 IEEE 802.15技术标准205

8.3.1 IEEE 802.15标准概览205

8.3.2 IEEE 802.15.3标准和无线超宽带技术205

8.3.3 IEEE 802.15.4标准207

8.4无线个域网的协议209

8.4.1蓝牙协议209

8.4.2 ZigBee协议210

8.5 ZigBee的协议体系结构213

8.6无线个域网的应用215

8.6.1 UWB技术的应用215

8.6.2应用ZigBee的超市电子秤系统215

8.7无线个域网的仿真实验216

8.8无线个域网的实测实验219

习题220

深度学习221

参考文献221

第9章 物联网222

9.1物联网概述222

9.2物联网的标准化、架构和中间件224

9.3物联网的支撑技术226

9.4物联网硬件平台229

9.5物联网的操作系统230

9.6物联网的技术协议232

9.6.1网络层的6LoWPAN协议232

9.6.2路由层的低功耗有损网络路由协议RPL236

9.6.3物联网的传输协议240

9.6.4应用层的受限应用协议CoAP240

9.6.5 MQTT和服务发现协议244

9.7物联网的应用245

9.8低功耗广域物联网和窄带物联网248

9.9物联网的实验251

习题253

深度学习253

参考文献254

第10章 无线车载网络和智能交通255

10.1智能交通系统和无线车载网络概述255

10.2车内网络255

10.3无线车载网络的应用分类和要求259

10.4智能交通系统组成、架构标准和应用260

10.5 IEEE 802.11p协议265

10.6无线车载网络的技术挑战和研究进展267

10.7无人驾驶汽车简介273

10.8无线车载网络的仿真实验274

习题276

深度学习277

参考文献277

第11章 无线体域网、室内定位和家居网278

11.1无线体域网278

11.1.1无线体域网简介278

11.1.2无线体域网的技术要求279

11.1.3 IEEE 802.15.6协议标准280

11.1.4 WBAN的路由、QoS和安全性286

11.2无线室内定位288

11.2.1无线室内定位概述288

11.2.2无线室内定位技术和评价标准289

11.2.3基于无线射频的室内定位应用系统292

11.2.4使用其他技术的无线室内定位系统295

11.3无线家居网297

11.3.1无线家居网的组成和特点297

11.3.2无线家居网的典型技术299

11.3.3无线家居网协议的层次结构300

11.3.4无线家居网的应用示例302

11.4无线室内定位的仿真实验302

11.5无线室内定位的实测实验304

11.6无线体域网监测系统实验304

习题305

深度学习305

参考文献305

第12章 无线网络安全307

12.1网络安全概述307

12.1.1网络安全威胁307

12.1.2网络安全防御技术309

12.2无线网络安全的简史310

12.3无线网络的安全威胁311

12.4无线网络攻击的防御方案314

12.5无线局域网的安全技术315

12.6移动自组织网络的安全技术318

12.7物联网的安全和隐私321

12.8无线网络安全的仿真实验323

12.9无线网络安全技术的发展趋势326

习题326

深度学习327

参考文献327

附录A相关术语缩略语328

附录B配套实验指南332