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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1

1.1.2计算机网络的发展2

1.1.3计算机网络的定义5

1.1.4计算机网络的组成5

1.1.5计算机网络的分类6

1.2计算机网络的协议体系10

1.2.1网络协议和层次结构10

1.2.2计算机网络协议体系模型11

1.2.3无线网络的协议层次特点13

1.3无线通信和无线网络简史13

1.4无线网络分类14

1.4.1从覆盖范围分类14

1.4.2从应用目的分类15

1.5计算机网络和无线网络应用16

1.5.1计算机网络的常见应用16

1.5.2无线网络的应用17

1.6计算机网络技术进展18

1.6.1高速以太网18

1.6.2 IPv6和下一代因特网19

1.6.3 P2P技术19

1.6.4网络安全19

1.7相关标准化和权威组织20

1.7.1电信领域的标准化组织20

1.7.2网络和通信领域的权威组织20

1.8本书概要22

习题23

参考文献24

第2章 无线通信和网络仿真技术基础25

2.1无线电频谱25

2.2无线传输介质和方式27

2.2.1无线传输介质27

2.2.2微波通信27

2.2.3红外线通信29

2.3损耗和衰落29

2.3.1传输过程中的损耗29

2.3.2移动环境中的衰落31

2.4调制32

2.4.1常用调制方式33

2.4.2典型数字调制技术34

2.5扩频35

2.5.1跳频扩频35

2.5.2直接序列扩频36

2.6复用和多址37

2.7天线39

2.7.1天线的分类39

2.7.2天线的主要指标40

2.7.3天线的关键技术41

2.8 MIMO43

2.9认知无线电44

2.9.1认知无线电简介44

2.9.2认知无线电的功能和关键技术45

2.10可见光通信和激光通信46

2.11网络仿真技术简介47

2.11.1 OPNET仿真平台48

2.11.2 NS2仿真平台48

2.11.3 NS3仿真平台49

2.11.4 MATLAB仿真平台49

2.12 NS2基础知识50

2.12.1 NS2的获取和安装50

2.12.2 NS2的基本框架50

2.12.3 NS2的简单语法51

2.12.4 NS2主要类库介绍54

2.13用NS2进行无线网络仿真55

习题56

参考文献57

第3章 无线局域网58

3.1无线局域网概述58

3.1.1无线局域网的定义58

3.1.2无线局域网的特点59

3.1.3无线局域网的分类60

3.2无线局域网的组成与服务61

3.2.1无线局域网的组成61

3.2.2无线局域网的拓扑结构62

3.2.3无线局域网的服务64

3.3 IEEE 802.11协议体系结构65

3.3.1 IEEE 802.11协议标准65

3.3.2 IEEE 802.11物理层67

3.3.3 IEEE 802.11 MAC层68

3.3.4 IEEE 802.11 n标准69

3.3.5 IEEE 802.11优化技术70

3.4 IEEE 802.11信道分配73

3.4.1集中式管理环境的信道分配74

3.4.2无协调环境的信道分配75

3.4.3信道分配方案的挑战76

3.5 IEEE 802.11测量及工具76

3.5.1 IEEE 802.11测量的参数和步骤76

3.5.2 IEEE 802.11的典型测量工具77

3.6其他无线局域网技术标准79

3.7无线局域网的应用80

3.7.1无线局域网的应用领域80

3.7.2无线局域网应用于公众图书馆81

3.7.3无线局域网应用于矿山采掘82

3.8无线局域网的仿真实验83

3.8.1隐藏节点问题仿真实验84

3.8.2暴露节点问题仿真实验86

习题87

参考文献88

第4章 无线城域网和无线广域网89

4.1无线城域网和无线广域网概述89

4.1.1无线城域网概述89

4.1.2无线广域网概述89

4.2 IEEE 802.16（WiMax）标准91

4.2.1 IEEE 802.16简介91

4.2.2 IEEE 802.16的工作特性及关键技术92

4.2.3 IEEE 802.16协议体系结构93

4.3 IEEE 802.16 （WiMax）工作场景94

4.3.1 WiMax系统组成94

4.3.2 WiMax应用场景分类95

4.4移动WiMax网络切换95

4.4.1移动WiMax链路层切换95

4.4.2移动WiMax网络层切换98

4.4.3移动WiMax跨层切换100

4.5 IEEE 802.20技术标准100

4.5.1 IEEE 802.20的发展历程100

4.5.2 IEEE 802.20的组成与模型100

4.5.3 IEEE 802.20的性能和协议栈102

4.5.4 IEEE 802.20与IEEE 802.16e、3G的比较104

4.6移动通信的2G/3G/4G/5G技术简介105

4.6.1 2G技术105

4.6.2 3G技术105

4.6.3 4G/LTE技术106

4.6.4未来5G技术107

4.7无线城域网和无线广域网的应用107

4.7.1无线城域网WiMax应用实例107

4.7.2无线广域网应用实例110

4.8无线城域网的仿真实验111

4.8.1无线城域网仿真实验拓扑111

4.8.2无线城域网仿真实验场景建立111

4.8.3无线城域网仿真实验结果分析112

习题113

参考文献114

第5章 卫星网络115

5.1卫星网络概述115

5.1.1卫星网络通信的基本概念115

5.1.2卫星网络的发展116

5.1.3卫星网络的特点118

5.1.4卫星网络的分类120

5.1.5卫星网络的拓扑与组网120

5.2卫星网络原理121

5.2.1卫星轨道121

5.2.2卫星网络的通信体制123

5.2.3卫星网络的关键技术124

5.2.4卫星网络的组成和工作过程125

5.2.5卫星链路126

5.3星际深空网络和时延容忍网络127

5.4典型的卫星网络系统128

5.5移动卫星系统通信标准和网络设计131

5.5.1移动卫星系统通信标准131

5.5.2移动卫星系统网络设计132

5.6卫星网络系统的应用133

5.6.1卫星网络应用概述133

5.6.2卫星定位系统134

5.6.3卫星网络应用系统实例135

5.7卫星网络的仿真实验136

5.7.1卫星网络仿真实验背景136

5.7.2卫星网络仿真实验场景建立137

5.7.3卫星网络仿真实验结果分析137

5.8卫星网络的发展前景141

习题142

参考文献142

第6章 无线自组织网络144

6.1 Ad Hoc网络概述144

6.1.1 Ad Hoc网络的背景144

6.1.2移动Ad Hoc网络的定义145

6.1.3 MANET的特点145

6.2 MANET体系结构146

6.2.1 MANET的拓扑结构146

6.2.2 MANET的协议层次147

6.3 MANET路由协议147

6.3.1 MANET路由概述147

6.3.2 MANET路由协议分类148

6.3.3 MANET的典型路由协议150

6.4 MANET的其他技术156

6.4.1 MANET的IP地址分配156

6.4.2 MANET的QoS156

6.5无线网状网157

6.6 Ad Hoc网络的应用158

6.6.1 Ad Hoc应用于智能交通159

6.6.2 MANET应用于军事通信159

6.7 MANET的仿真实验161

6.7.1 MANET仿真实验拓扑161

6.7.2 MANET仿真实验场景建立161

6.7.3 MANET仿真实验结果分析162

习题164

参考文献165

第7章 无线传感器网络166

7.1无线传感器网络概述166

7.1.1无线传感器网络的背景和特点166

7.1.2无线传感器网络的技术挑战167

7.2无线传感器网络的体系结构168

7.2.1无线传感器网络的应用系统架构168

7.2.2无线传感器网络的节点组成169

7.2.3无线传感器网络的节点体系结构170

7.2.4无线传感器网络的网络结构171

7.3无线传感器网络的协议分析172

7.3.1无线传感器网络的协议栈172

7.3.2无线传感器网络的协议研究173

7.3.3定向扩散路由协议174

7.3.4 Sensor MAC协议178

7.4无线传感器网络的应用181

7.4.1无线传感器网络的应用领域181

7.4.2无线传感器网络的应用实例184

7.5无线传感器网络的研究进展185

7.6无线传感器网络的仿真实验188

7.6.1无线传感器网络仿真实验拓扑188

7.6.2无线传感器网络仿真实验场景建立188

7.6.3无线传感器网络仿真实验结果分析189

习题191

参考文献191

第8章 无线个域网192

8.1无线个域网概述192

8.1.1从个域网到无线个域网192

8.1.2无线个域网的分类193

8.2无线个域网的关键技术194

8.3 IEEE 802.15技术标准195

8.3.1 IEEE 802.15标准概览195

8.3.2 IEEE 802.15.3标准和无线超宽带技术196

8.3.3 IEEE 802.15.4标准197

8.4无线个域网的协议199

8.4.1蓝牙协议199

8.4.2 ZigBee协议199

8.5 ZigBee的协议体系结构202

8.5.1 ZigBee的分层协议栈202

8.5.2 ZigBee的网络层和应用层203

8.5.3 ZigBee的组网过程204

8.6无线个域网的应用205

8.6.1 UWB技术的应用205

8.6.2应用ZigBee的超市电子秤系统205

8.6.3应用WPAN的无线医疗监护系统207

8.7无线个域网的仿真实验210

8.7.1无线个域网仿真实验拓扑210

8.7.2无线个域网仿真实验场景建立211

8.7.3无线个域网仿真实验结果分析212

习题214

参考文献215

第9章 物联网216

9.1物联网概述216

9.2物联网架构、中间件和支撑技术218

9.2.1物联网架构218

9.2.2物联网中间件218

9.2.3标识、感知和通信220

9.3物联网的应用222

9.3.1交通和物流222

9.3.2近场应用和手机支付223

9.3.3医疗保健224

9.3.4智能环境225

9.3.5个人和社会应用225

9.4物联网的发展和技术挑战226

9.4.1标准化226

9.4.2寻址和网络227

9.4.3安全和隐私228

习题231

参考文献231

第10章 无线车载网络和智能交通232

10.1智能交通系统和无线车载网络概述232

10.2无线车载网络的应用分类和要求232

10.2.1无线车载网络的应用分类232

10.2.2无线车载网络的要求233

10.3智能交通系统组成、架构标准和应用234

10.3.1车载网络和车内网络234

10.3.2美国的智能交通系统架构和标准234

10.3.3日本的智能交通系统架构和标准236

10.3.4欧洲的智能交通系统架构和标准236

10.3.5智能交通系统应用示例239

10.4无线车载网络的技术挑战239

10.5无线车载网络的研究进展240

10.5.1寻址和地理寻址240

10.5.2匿名隐私与安全管理241

10.5.3路由转发241

10.5.4时延限制243

10.5.5数据包优先处理245

10.5.6可靠的跨层设计245

10.6无线车载网络的仿真实验246

10.6.1无线车载网络仿真实验拓扑246

10.6.2无线车载网络仿真实验场景建立246

10.6.3无线车载网络仿真实验结果分析247

习题250

参考文献250

第11章 无线体域网、室内定位和家居网251

11.1无线体域网251

11.1.1无线体域网简介251

11.1.2无线体域网的技术要求252

11.1.3无线体域网的关键技术254

11.1.4无线体域网的应用示例258

11.2无线室内定位259

11.2.1无线室内定位概述259

11.2.2无线室内定位技术和评价标准260

11.2.3基于无线射频的室内定位应用系统263

11.2.4使用其他技术的无线室内定位系统266

11.3无线家居网268

11.3.1无线家居网的组成和特点269

11.3.2无线家居网的典型技术270

11.3.3无线家居网协议的层次结构272

11.3.4无线家居网的应用示例273

11.4无线室内定位的仿真实验274

11.4.1无线室内定位仿真实验拓扑274

11.4.2无线室内定位仿真实验场景建立274

11.4.3无线室内定位仿真实验结果分析275

习题276

参考文献276

第12章 无线网络安全278

12.1网络安全概述278

12.1.1网络安全威胁278

12.1.2网络安全防御技术280

12.2无线网络安全的简史281

12.3无线网络的安全威胁282

12.4无线网络攻击的防御方案285

12.5无线局域网的安全技术286

12.5.1常见的无线局域网安全技术286

12.5.2无线局域网安全技术应用场景288

12.6移动自组织网络的安全技术289

12.6.1 MANET密钥管理289

12.6.2 MANET节点身份验证和行为监测289

12.6.3 MANET节点定位和隐私290

12.6.4 MANET的信任计算与管理291

12.6.5 MANET安全路由292

12.7无线网络安全的仿真实验293

12.7.1无线网络安全仿真实验拓扑293

12.7.2无线网络安全仿真实验场景建立293

12.7.3无线网络安全仿真实验结果分析294

12.8无线网络安全技术的发展趋势295

习题296

参考文献296

附录A 相关术语缩略语298

附录B 配套实验指南302