无线网络技术：原理、应用与实验（第4版）

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
扩展阅读24
参考文献25
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
2.8MIMO43
2.9认知无线电44
2.10可见光通信和激光通信47
2.11无线充电49
2.12网络仿真技术简介50
2.13NS2和NS3基础知识和示例53
2.13.1NS2基础知识和示例53
2.13.2NS3基础知识和示例56
2.14用NS2和NS3进行无线网络仿真58
2.15构建无线网络仿真实验环境和无线信号测量实验59
习题60
扩展阅读60
参考文献61
第3章无线局域网62
3.1无线局域网概述62
3.2无线局域网的组成、拓扑结构与服务65
3.2.1无线局域网的组成65
3.2.2无线局域网的拓扑结构66
3.2.3无线局域网的服务68
3.3IEEE 802.11协议技术标准69
3.3.1IEEE 802.11协议标准简介69
3.3.2IEEE 802.11ac标准的物理层规范72
3.3.3IEEE 802.11ac 标准的MAC子层规范75
3.3.4IEEE 802.11ax(WiFi 6)标准的技术特点80
3.3.5IEEE 802.11ad/ah/ay标准81
3.4IEEE 802.11测量及工具82
3.5其他无线局域网标准84
3.6无线局域网的应用85
3.6.1无线局域网的应用领域85
3.6.2无线局域网应用于公众图书馆86
3.6.3无线局域网应用于矿山采掘87
3.6.4WiFi雷达和信道状态信息感知88
3.7无线局域网的仿真实验89
3.7.1隐藏节点问题仿真实验90
3.7.2暴露节点问题仿真实验91
3.8无线局域网的实测实验93
习题93
扩展阅读94
参考文献94
第4章无线城域网和蜂窝移动通信96
4.1IEEE 802.16(WiMAX)标准96
4.1.1无线城域网和无线广域网概述96
4.1.2IEEE 802.16标准简介97
4.1.3IEEE 802.16标准技术特点98
4.1.4IEEE 802.16标准体系结构99
4.1.5IEEE 802.16系统组成100
4.1.6WiMAX应用场景分类100
4.2蜂窝通信网络技术概述101
4.32G和3G技术102
4.44G/LTE技术103
4.55G技术105
4.5.15G技术概述和标准背景105
4.5.25G的网络结构106
4.5.35G的接入网和承载网107
4.5.45G的数据帧结构109
4.5.55G的核心网111
4.5.65G的关键技术111
4.5.7WiFi 6和5G的性能对比113
4.5.85G的广泛应用113
4.66G技术展望115
4.6.1国外6G旗舰研究计划的观点115
4.6.2我国学者的观点116
4.6.36G的技术挑战117
4.6.46G的关键技术117
4.7无线城域网和蜂窝通信网络的应用119
4.8无线城域网和蜂窝移动通信的实验125
习题125
扩展阅读126
参考文献126
第5章卫星网络和空天信息网络127
5.1卫星网络概述127
5.2卫星网络原理134
5.3典型的卫星网络系统139
5.4移动卫星系统通信标准和网络设计142
5.5卫星网络系统的应用145
5.6北斗卫星导航系统146
5.7空天信息网络150
5.8卫星网络的发展前景155
5.9卫星网络实验156
习题158
扩展阅读158
参考文献158
第6章无线自组织网络159
6.1Ad Hoc网络概述159
6.2MANET体系结构161
6.3MANET路由协议162
6.3.1MANET路由概述162
6.3.2MANET路由协议分类163
6.3.3MANET的典型路由协议165
6.4MANET的其他技术172
6.5无线网状网172
6.6Ad Hoc网络的应用174
6.7MANET的仿真实验176
习题177
扩展阅读177
参考文献177
第7章无线传感器网络179
7.1传感器技术简介179
7.2无线传感器网络概述180
7.3无线传感器网络的体系结构182
7.4无线传感器网络的协议分析186
7.4.1无线传感器网络的协议栈186
7.4.2无线传感器网络的协议187
7.4.3定向扩散路由协议188
7.4.4Sensor MAC协议191
7.5无线传感器网络的应用194
7.5.1无线传感器网络的应用领域194
7.5.2无线传感器网络的应用实例197
7.6水声通信和水下无线声音传感器网络197
7.7无线传感器网络的研究进展202
7.8无线传感器网络的仿真实验207
习题208
扩展阅读208
参考文献208
第8章无线个域网209
8.1无线个域网概述209
8.2无线个域网的关键技术211
8.3IEEE 802.15标准213
8.3.1IEEE 802.15标准概览213
8.3.2IEEE 802.15.3标准和无线超宽带技术213
8.3.3IEEE 802.15.4标准215
8.4无线个域网的协议218
8.4.1蓝牙协议218
8.4.2低功耗蓝牙协议219
8.4.3ZigBee协议220
8.5ZigBee的协议体系结构222
8.6无线个域网的应用224
8.7无线个域网的仿真实验225
8.8无线个域网的实测实验226
习题227
扩展阅读227
参考文献228
第9章物联网229
9.1物联网概述229
9.2物联网的标准化、架构和中间件231
9.3物联网的支撑技术233
9.4物联网硬件平台236
9.5物联网的操作系统237
9.6物联网的技术协议241
9.6.1网络层的6LoWPAN协议242
9.6.2路由层的低功耗有损网络路由协议 246
9.6.3物联网的传输协议250
9.6.4应用层的受限应用协议250
9.6.5MQTT协议和服务发现协议254
9.7物联网的应用255
9.8低功耗广域物联网和窄带物联网258
9.8.1长距离低功耗传输258
9.8.2窄带物联网260
9.9物联网应用系统开发263
9.10物联网的实验264
习题266
扩展阅读266
参考文献267
第10章无线车载网络和智能交通268
10.1智能交通系统和无线车载网络概述268
10.2车内网络268
10.3无线车载网络的应用分类和要求272
10.4智能交通系统组成、架构标准和应用273
10.5IEEE 802.11p协议279
10.6自动驾驶汽车简介281
10.7面向车载网络的蜂窝通信和相关技术283
10.8无线车载网络的技术挑战和研究进展285
10.9无线车载网络实验290
习题291
扩展阅读291
参考文献291
第11章无线体域网、室内定位和家居网293
11.1无线体域网293
11.1.1无线体域网简介293
11.1.2无线体域网的技术要求294
11.1.3IEEE 802.15.6协议标准296
11.1.4WBAN的路由、QoS和安全性301
11.2无线室内定位303
11.2.1无线室内定位概述303
11.2.2无线室内定位技术和评价标准304
11.2.3基于无线射频的室内定位应用系统308
11.2.4使用其他技术的无线室内定位系统312
11.3无线家居网315
11.3.1无线家居网的组成和特点315
11.3.2无线家居网的典型技术316
11.3.3无线家居网协议的层次结构317
11.3.4无线家居网的应用示例319
11.4无线室内定位的仿真实验319
11.5无线体域网、室内定位和家居网实验320
习题321
扩展阅读322
参考文献322
第12章无线网络安全323
12.1网络安全概述323
12.1.1网络安全威胁323
12.1.2网络安全防御技术325
12.2无线网络安全简史326
12.3无线网络的安全威胁327
12.4无线网络攻击的防御方案330
12.5无线局域网的安全技术332
12.6物联网的安全334
12.7蜂窝通信网络的安全338
12.8量子保密通信简介340
12.9无线网络安全技术的发展趋势342
12.10无线网络安全的仿真实验343
习题343
扩展阅读344
参考文献344
附录A无线网络技术缩略语345
附录B配套实验指南349