《物联网通信技术》学习指导与习题解答

第0章 概述 1
0.1 学习目标 1
0.2 教学安排与教学建议 1
0.3 知识点 1
0.3.1 物联网框架结构 1
0.3.2 物联网通信系统基本结构 2
0.3.3 感知控制层与网络传输层通信系统 2
0.4 习题与解答 2
第1篇 数据通信基础
第1章 通信的基本模型与概念 6
1.1 学习目标 6
1.2 教学安排与教学建议 6
1.3 知识点 6
1.3.1 模拟通信与数字通信系统模型 6
1.3.2 通信系统分类 7
1.3.3 通信方式 7
1.3.4 信息及信息量 7
1.3.5 数据通信系统中的主要性能指标 8
1.4 习题与解答 8
第2章 数据通信基础理论 11
2.1 学习目标 11
2.2 教学安排与教学建议 11
2.3 知识点 11
2.3.1 数据信号分析基础 11
2.3.2 数据率与频带的关系 12
2.3.3 交换技术 12
2.4 习题与解答 13
第3章 数据通信中的信道 15
3.1 学习目标 15
3.2 教学安排与教学建议 15
3.3 知识点 15
3.3.1 信道模型及其分类 15
3.3.2 信道容量 16
3.3.3 有线信道 16
3.3.4 无线信道 17
3.4 习题与解答 17
第4章 信源编码 20
4.1 学习目标 20
4.2 教学安排与教学建议 20
4.3 知识点 20
4.3.1 抽样与量化 20
4.3.2 脉冲编码调制(PCM) 22
4.3.3 增量调制 22
4.4 习题与解答 23
第5章 数字基带传输 26
5.1 学习目标 26
5.2 教学安排与教学建议 26
5.3 知识点 26
5.3.1 数字基带信号的波形与编码 26
5.3.2 数字基带信号的波形 27
5.3.3 数字基带传输系统 28
5.3.4 均衡技术与眼图 28
5.4 习题与解答 29
第6章 数字调制系统 32
6.1 学习目标 32
6.2 教学安排与教学建议 32
6.3 知识点 32
6.3.1 调制解调的原理 32
6.3.2 数字调制系统 33
6.3.3 2ASK、2FSK和2DPSK 33
6.4 习题与解答 33
第7章 差错控制技术 36
7.1 学习目标 36
7.2 教学安排与教学建议 36
7.3 知识点 36
7.3.1 差错控制编码的特性与能力 36
7.3.2 差错控制方法 37
7.3.3 常用检错码 38
7.3.4 循环码 39
7.4 习题与解答 39
第8章 数据链路传输控制规程 42
8.1 学习目标 42
8.2 教学安排与教学建议 42
8.3 知识点 42
8.3.1 数据链路层的功能及传输控制规程的功能 42
8.3.2 面向字符的传输控制规程 43
8.3.3 HDLC数据链路控制规程 43
8.4 习题与解答 44
第2篇 短距离通信技术
第9章 短距离有线通信技术 46
9.1 学习目标 46
9.2 教学安排与教学建议 46
9.3 知识点 46
9.3.1 数据终端间的通信及接口特性 46
9.3.2 EIA RS-232C 47
9.3.3 RS系列接口及各种串行接口性能 47
9.3.4 USB串行总线及其应用 48
9.3.5 CAN总线 48
9.4 习题与解答 49
第10章 短距离无线通信技术 53
10.1 学习目标 53
10.2 教学安排与教学建议 53
10.3 知识点 53
10.3.1 蓝牙技术 54
10.3.2 红外技术 54
10.3.3 超宽带无线通信技术（UWB） 55
10.4 习题与解答 56
第3篇 无线传感器网络
第11章 无线传感器网络概述 62
11.1 学习目标 62
11.2 教学安排与教学建议 62
11.3 知识点 62
11.3.1 无线传感器网络的概念与特点 62
11.3.2 无线传感器网络的关键技术 63
11.3.3 物联网中无线传感器网络应用的难点 63
11.4 习题与解答 63
第12章 IEEE 802.15.4及ZigBee协议规范 66
12.1 学习目标 66
12.2 教学安排与教学建议 66
12.3 知识点 66
12.3.1 IEEE 802.15.4标准 66
12.3.2 ZigBee协议规范 67
12.4 习题与解答 68
第13章 无线传感器网络的路由协议 73
13.1 学习目标 73
13.2 教学安排与教学建议 73
13.3 知识点 73
13.3.1 WSN路由协议的特点和性能指标 73
13.3.2 能量感知路由 74
13.3.3 查询路由 74
13.3.4 地理位置和能量感知路由 75
13.3.5 可靠路由协议 75
13.4 习题与解答 76
第14章 WSN的MAC协议 86
14.1 学习目标 86
14.2 教学安排与教学建议 86
14.3 知识点 86
14.3.1 IEEE 802.11MAC层协议 86
14.3.2 基于时分复用的MAC协议 87
14.4 习题与解答 88
第15章 WSN的拓扑控制 92
15.1 学习目标 92
15.2 教学安排与教学建议 92
15.3 知识点 92
15.3.1 功率控制 92
15.3.2 层次型拓扑结构控制 93
15.3.3 启发机制 93
15.4 习题与解答 94
第16章 WSN节点的定位 99
16.1 学习目标 99
16.2 教学安排与教学建议 99
16.3 知识点 99
16.3.1 节点定位的基本原理 99
16.3.2 距离定位 100
16.3.3 距离无关的定位算法 100
16.4 习题与解答 101

第4篇 通信网及其交换技术
第17章 通信网概念及其发展 104
17.1 学习目标 104
17.2 教学安排与教学建议 104
17.3 知识点 104
17.3.1 通信网的基本概念与分层 105
17.3.2 通信网分类及其质量要求 105
17.4 习题与解答 106
第18章 电话网与SDH传输网 108
18.1 学习目标 108
18.2 教学安排与教学建议 108
18.3 知识点 109
18.3.1 电话网的组成 109
18.3.2 PDH数字传输系统 109
18.3.3 SDH数字传输系统 110
18.4 习题与解答 111
第19章 程控交换与ISDN 116
19.1 学习目标 116
19.2 教学安排与教学建议 116
19.3 知识点 116
19.3.1 数字程控交换技术 116
19.3.2 信令系统及No.7信令 117
19.3.3 综合业务数字网 118
19.4 习题与解答 119
第20章 数据通信网与数据通信交换技术 128
20.1 学习目标 128
20.2 教学安排与建议 128
20.3 知识点 128
20.3.1 数据通信网与计算机通信网 129
20.3.2 数据交换 129
20.3.3 数据通信网 130
20.3.4 帧中继网 131
20.3.5 数字数据网DDN 131
20.3.6 ATM通信网 131
20.4 习题与解答 132
第21章 IP通信及IP通信网 140
21.1 学习目标 140
21.2 教学安排与教学建议 140
21.3 知识点 140
21.3.1 TCP/IP协议 140
21.3.2 IPv4与IPv6 142
21.3.3 路由器与IP通信的路由选择协议 142
21.4 习题与解答 143

第5篇 无线移动通信技术
第22章 传播特性及多址技术 148
22.1 学习目标 148
22.2 教学安排与教学建议 148
22.3 知识点 148
22.3.1 无线电波传播的方式及其特点 149
22.3.2 无线电波的传播损耗及效应 149
22.3.3 无线通信中的多址技术 149
22.4 习题与解答 150
第23章 移动通信总体结构及相关概念 156
23.1 学习目标 156
23.2 教学安排与教学建议 156
23.3 知识点 156
23.3.1 移动通信的概念及其特点和发展过程 156
23.3.2 移动通信的组网技术 157
23.4 习题与解答 157
第24章 GSM数字蜂窝移动通信系统 161
24.1 学习目标 161
24.2 教学安排与教学建议 161
24.3 知识点 162
24.3.1 系统结构及其组成 162
24.3.2 GSM网络接口 162
24.3.3 GSM移动通信的信道结构 163
24.3.4 频率资源管理与频率有效利用 163
24.3.5 GSM移动通信呼叫建立 164
24.3.6 越区切换 165
24.3.7 GSM移动通信系统的无线传输 165
24.3.8 GSM移动通信的接续 166
24.4 习题与解答 166
第25章 CDMA数字蜂窝移动通信 177
25.1 学习目标 177
25.2 教学安排与教学建议 177
25.3 知识点 177
25.3.1 扩频通信原理 178
25.3.2 CDMA数字蜂窝移动通信结构 179
25.3.3 CDMA正向信道 179
25.3.4 CDMA反向信道 180
25.3.5 CDMA系统功率控制 180
25.3.6 CDMA系统的切换 181
25.3.7 CDMA位置登记及呼叫处理 181
25.4 习题与解答 182
第26章 第三代移动通信系统 188
26.1 学习目标 188
26.2 教学安排与教学建议 188
26.3 知识点 188
26.3.1 3G参数 188
26.3.2 WCDMA 189
26.3.3 CDMA 2000 190
26.3.4 TD-SCDMA 191
26.3.5 WiMAX 192
26.4 习题与解答 192