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第1章 從電腦網路到無線網路1 1.1電腦網路技術概述1 1.1.1電腦網路的功能、發展、定義和組成1 1.1.2電腦網路的分類6 1.2電腦網路的協定體系10 1.3無線通訊和無線網路簡史12 1.4無線網路分類13 1.5電腦網路和無線網路應用15 1.6電腦網路技術進展17 1.7相關標準化和權威組織19 1.8本書概要21 習題22 擴展閱讀22 參考文獻22 第2章 無線通訊和網路模擬技術基礎24 2.1無線電頻譜24 2.2無線傳輸介質和方式25 2.3損耗和衰落28 2.4調製30 2.5擴頻32 2.6複用和多址35 2.7天線37 2.8MIMO40 2.9認知無線電41 2.10可見光通信和鐳射通信43 2.11無線充電44 2.12智能反射表面46 2.13網路模擬技術47 2.14NS2和NS3基礎知識和示例49 2.14.1NS2基礎知識和示例49 2.14.2NS3基礎知識和示例52 2.15用NS2和NS3進行無線網路模擬54 2.16構建無線網路模擬實驗環境和無線網路信號測量實驗55 習題55 擴展閱讀56 參考文獻56 第3章 無線局域網58 3.1無線局域網概述58 3.2無線局域網的組成、拓撲結構與服務61 3.2.1無線局域網的組成61 3.2.2無線局域網的拓撲結構62 3.2.3無線局域網的服務63 3.3IEEE 802.11協定技術標準64 3.3.1IEEE 802.11協定標準簡介64 3.3.2IEEE 802.11ac標準的實體層規範67 3.3.3IEEE 802.11ac 標準的MAC子層規範69 3.3.4IEEE 802.11ax(WiFi 6)標準的技術特點74 3.3.5IEEE 802.11be(WiFi 7)標準的技術特點75 3.3.6IEEE 802.11ad/ah/ay標準76 3.4IEEE 802.11測量及工具77 3.5其他無線局域網標準79 3.6無線局域網的應用80 3.6.1無線局域網的應用領域80 3.6.2無線局域網應用於公眾圖書館81 3.6.3無線局域網應用於礦山採掘81 3.6.4WiFi雷達和通道狀態資訊感知82 3.7無線局域網的模擬實驗83 3.7.1隱藏節點問題模擬實驗84 3.7.2暴露節點問題模擬實驗85 3.8無線局域網的實測實驗86 習題87 擴展閱讀88 參考文獻88 第4章 無線都會區網路和蜂窩移動通信89 4.1IEEE 802.16(WiMAX)標準89 4.1.1無線都會區網路和無線廣域網路概述89 4.1.2IEEE 802.16標準簡介90 4.1.3IEEE 802.16標準技術特點90 4.1.4IEEE 802.16標準體系結構92 4.1.5IEEE 802.16系統組成92 4.1.6WiMAX應用場景分類93 4.2蜂窩通信網路技術概述93 4.32G和3G技術94 4.44G/LTE技術95 4.55G技術97 4.5.15G技術概述和標準背景97 4.5.25G的網路結構98 4.5.35G的接入網和承載網99 4.5.45G的資料幀結構101 4.5.55G的核心網102 4.5.65G的關鍵技術103 4.5.7WiFi 6和5G的性能對比104 4.5.85G的廣泛應用105 4.66G技術展望107 4.6.1國外6G旗艦研究計畫的觀點107 4.6.2中國學者的觀點108 4.6.36G的技術挑戰109 4.6.46G的關鍵技術110 4.7無線都會區網路和蜂窩通信網路的應用111 4.8無線都會區網路和蜂窩移動通信的實驗115 習題116 擴展閱讀116 參考文獻117 第5章 衛星網路和空天資訊網路118 5.1衛星網路概述118 5.2衛星網路原理124 5.3典型的衛星網路系統129 5.4移動衛星系統通信標準和網路設計131 5.5衛星網路系統的應用133 5.6北斗衛星導航系統134 5.7空天資訊網路139 5.8無人機通信網路144 5.9衛星網路實驗146 習題147 擴展閱讀148 參考文獻148 第6章 無線自組織網路149 6.1Ad Hoc網路概述149 6.2MANET體系結構150 6.3MANET路由式通訊協定152 6.3.1MANET路由概述152 6.3.2MANET路由式通訊協定分類152 6.3.3MANET的典型路由式通訊協定154 6.4MANET的其他技術161 6.5無線網狀網161 6.6MANET的模擬實驗163 習題163 擴展閱讀164 參考文獻164 第7章 無線感測器網路165 7.1感測器技術簡介165 7.2無線感測器網路概述166 7.3無線感測器網路的體系結構167 7.4無線感測器網路的協定分析171 7.4.1無線感測器網路的協定棧171 7.4.2無線感測器網路的協定172 7.4.3定向擴散路由式通訊協定173 7.4.4Sensor MAC協議175 7.5無線感測器網路的應用178 7.5.1無線感測器網路的應用領域178 7.5.2無線感測器網路的應用實例181 7.6水下通信和水下無線聲音感測器網路181 7.7無線感測器網路的研究進展186 7.8無線感測器網路的模擬實驗190 習題191 擴展閱讀191 參考文獻191 第8章 無線個域網193 8.1無線個域網概述193 8.2無線個域網的典型技術194 8.3IEEE 802.15標準196 8.3.1IEEE 802.15標準概覽196 8.3.2IEEE 802.15.3標準和無線超寬頻技術196 8.3.3IEEE 802.15.4標準198 8.4無線個域網的協議200 8.4.1藍牙協議200 8.4.2低功耗藍牙協議201 8.4.3ZigBee協議202 8.5ZigBee的協定體系結構204 8.6無線個域網的應用206 8.7無線個域網的模擬實驗207 8.8無線個域網的實測實驗207 習題208 擴展閱讀209 參考文獻209 第9章 物聯網210 9.1物聯網概述210 9.2物聯網的標準化、架構和中介軟體212 9.3物聯網的支撐技術214 9.4物聯網硬體平臺216 9.5物聯網的作業系統217 9.6物聯網的技術協議221 9.6.1網路層的6LoWPAN協定221 9.6.2路由層的低功耗有損網路路由式通訊協定225 9.6.3物聯網的傳輸協定229 9.6.4應用層的受限應用協定229 9.6.5MQTT協定和服務發現協定233 9.7物聯網的應用234 9.8低功耗廣域物聯網和窄帶物聯網235 9.8.1長距離低功耗傳輸236 9.8.2窄帶物聯網237 9.9物聯網應用系統開發240 9.10物聯網的實驗240 習題243 擴展閱讀243 參考文獻243 第10章 車聯網244 10.1車聯網的概念和應用需求244 10.1.1車聯網的概念244 10.1.2車聯網應用需求245 10.2車內網路247 10.3自動駕駛汽車簡介250 10.4車聯網和智慧交通系統架構252 10.4.1中國的車聯網系統架構252 10.4.2美國的智慧交通系統架構253 10.5IEEE 802.11p技術標準254 10.6蜂窩車聯網技術標準256 10.6.1蜂窩車聯網標準的演進和關鍵技術257 10.6.2蜂窩車聯網的技術特點和優勢258 10.7中國車聯網產業應用與發展趨勢260 10.8車聯網實驗261 習題262 擴展閱讀262 參考文獻263 第11章 無線體域網、室內定位和智能家居網264 11.1無線體域網264 11.1.1無線體域網簡介264 11.1.2無線體域網的技術要求265 11.1.3IEEE 802.15.6協定標準266 11.1.4WBAN中的路由和安全性272 11.2無線室內定位273 11.2.1無線室內定位概述273 11.2.2無線室內定位技術和評價標準274 11.2.3基於無線射頻的室內定位應用系統277 11.2.4使用其他技術的無線室內定位系統281 11.3無線智能家居網283 11.3.1無線智慧家居網的組成和特點283 11.3.2無線智慧家居網的典型技術285 11.3.3無線智慧家居網協定的層次結構287 11.3.4無線智慧家居網的應用示例288 11.4無線室內定位的模擬實驗289 11.5無線體域網、室內定位和智能家居網實驗289 習題290 擴展閱讀291 參考文獻291 第12章 無線網路安全292 12.1網路安全概述292 12.1.1網路安全威脅292 12.1.2網路安全防禦技術293 12.2無線網路安全簡史295 12.3無線網路的安全威脅295 12.4無線網路攻擊的防禦方案298 12.5無線局域網的安全技術300 12.6物聯網的安全303 12.7蜂窩通信網路的安全307 12.8車聯網的安全309 12.9量子保密通信簡介312 12.10無線網路安全技術的發展趨勢314 12.11無線網路安全的模擬實驗315 習題315 擴展閱讀315 參考文獻316 附錄A 無線網路技術縮略語317 附錄B 配套實驗指南321
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