目 錄
篇 認識電磁波
第1章 認識圍繞著我們的鄰居——電磁波 1
1.1 簡易電磁學 2
1.2 認識電磁波 4
1.2.1
電磁波的來源 4
1.2.2
電磁波的種類 5
1.2.3
電磁波的傳播 5
1.3 從電磁波的應用開始認識無線通信 8
1.3.1
電磁波的應用——衛星與太空通信 8
1.3.2
電磁波的應用——數字電視的原理 10
1.3.3
與個人計算機有關的無線通信小常識 11
1.4 電磁波的生物效應 12
1.4.1
電磁波對人體可能產生的危害 12
1.4.2
如何保護自己免受電磁波的危害 13
1.5 科技新發展——電磁波屏蔽材料 13
常見問題 14
課後習題 14
第2章 承載信號的傳輸介質 15
2.1 傳輸介質的種類 16
2.2 導向介質 17
2.2.1
雙絞線 17
2.2.2
同軸電纜 19
2.2.3
光纖 20
2.3 非導向介質 25
2.3.1
紅外線 25
2.3.2
無線電微波 25
2.3.3
無線電波 26
2.4 可靠的通信方式 26
常見問題 27
課後習題 27
第二篇 通信的原理與技術
第3章
信號與通信 30
3.1 認識信號 30
3.1.1
信號的特征 31
3.1.2
數據與信號之間的轉換 35
3.2 無線通信裡使用的信號 36
3.2.1
無線電頻譜 37
3.2.2
有線世界裡的無限資源與無線世界裡的有限資源 38
3.3 傳輸的減損 38
3.3.1
衰減 39
3.3.2
延遲失真 40
3.3.3
噪聲 40
3.3.4
信道容量與奈奎斯特帶寬 41
3.3.5
香農容量公式 41
3.4 無線電波傳輸的原理與特性
43
3.4.1
理論上預測的模型——大規模的傳播模型 43
3.4.2
理論上預測的模型——小規模的傳播模型 47
3.5 無線電信號強度的迷惑 56
3.5.1
電壓駐波比 56
3.5.2
EIRP的定義 57
3.5.3
測量的單位 57
常見問題 59
課後習題 60
第4章 隱藏在信號中的信息 61
4.1 通信信道的特征 62
4.1.1
頻域的特征 62
4.1.2
時域的特征 63
4.1.3
數字通信信道的基本限制 64
4.2 數據與信號的轉換 65
4.2.1
數字數據轉換成數字信號 65
4.2.2
數字數據轉換成模擬信號 66
4.2.3
模擬數據轉換成數字信號 67
4.2.4
模擬數據轉換成模擬信號 68
4.3 調制技術簡介 68
4.3.1
模擬調制技術 69
4.3.2
數字調制技術 70
4.3.3
數字調制技術的分類 75
常見問題 78
課後習題 79
第5章 通信工程：多路復用與交換
80
5.1 網絡的形成 80
5.1.1
交換的起源 81
5.1.2
交換與多路復用在網絡中扮演的角色 82
5.1.3
多路復用的起源 82
5.2 架構網絡的通信技術 83
5.2.1
多路復用技術 84
5.2.2
通信的協調 85
5.2.3
交換技術 85
5.3 多路復用與交換的設備 87
5.3.1
多路復用器 87
5.3.2
交換機 89
5.3.3
網絡接口 90
5.4 容量工程 91
5.5 移動交換中心 92
常見問題 93
課後習題 93
第6章 無線通信的多路訪問技術
94
6.1 共享傳輸介質的原理 95
6.2 有趣的隱藏節點問題 97
6.3 無線訪問技術簡介 98
6.3.1
無線多路訪問技術的簡單分類 98
6.3.2
介質訪問控制協議 99
6.4 各種多路訪問技術 99
6.4.1
頻分多址 100
6.4.2
時分多址 101
6.4.3
擴頻多址 102
6.4.4
空分多址 104
6.4.5
正交頻分多路復用 104
6.4.6
其他多路訪問技術 107
6.4.7
多樣性的概念 107
6.5 蜂窩繫統的容量 108
常見問題 108
課後習題 108
第三篇 從有線通信網絡到無線通信網絡
第7章 電信網絡 110
7.1 從我們自己家裡的電話談起
110
7.2 通信繫統的架構 111
7.2.1
通信網絡的由來 113
7.2.2
通信技術與計算機技術的結合 114
7.3 通信網絡與電信服務 115
7.3.1
電信網絡的服務與市場化 116
7.3.2
國際電信法規變革一覽 117
7.4 無線網絡與傳統電話網絡相連
118
7.4.1
互連的組成 119
7.4.2
互連的操作 119
7.4.3
互連的類型 119
7.5 通信運營商互連 120
7.6 展望電信網絡的未來 120
7.6.1
PSTN的發展 120
7.6.2
VoIP的原理 121
7.6.3
無線智能網絡 123
7.7 企業電話繫統的規劃 124
7.8 無線交換機 125
7.9 無線本地回路 126
7.9.1
無線本地回路的繫統與架構 128
7.9.2
WLL所采用的各種技術 129
7.9.3
市場上WLL的設備與繫統 130
常見問題 130
課後習題 131
第8章 計算機網絡 132
8.1 數據通信與網絡模型 132
8.1.1
通信網絡模型 133
8.1.2
標準化 138
8.2 常見的分類法 138
8.3 局域網 139
8.3.1
局域網協議與標準化 139
8.3.2
共享傳輸介質的原理 140
8.3.3
局域網的未來發展 141
8.4 廣域網 141
8.5 網絡軟件繫統 143
8.6 鳥瞰計算機網絡世界 144
8.7 網絡的規劃 145
8.7.1
需求分析與環境評估 147
8.7.2
規劃方法 149
常見問題 150
課後習題 151
第9章 無線通信網絡 152
9.1 無線通信的定義與簡單的分類
152
9.1.1
無線通信網絡簡介 153
9.1.2
從覆蓋範圍來看無線通信網絡 154
9.1.3
無線網絡的架構 155
9.1.4
無線網絡的主要介質 156
9.2 無線通信網絡的歷史 157
9.3 無線通信的產品 159
9.4 無線通信的網絡模型 159
9.5 無線通信的服務與覆蓋的範圍
164
9.6 與無線通信相關的標準
165
9.7 無線通信應用的分類 167
9.8 無線網絡中的隱私與安全問題
167
9.8.1
隱私與安全問題 168
9.8.2
無線病毒的作用 168
9.8.3
蜂窩手機的危機 168
9.8.4
與網絡安全相關的協議 168
9.9 建立無線通信的背景知識
170
常見問題 170
課後習題 170
第10章 無線通信繫統的工程實踐
172
10.1
件設計的層次 172
10.1.1 <件 173
10.1.2
電路 174
10.2
無線通信繫統的設計 174
10.3
無線通信網絡的工程 175
10.3.1
無線通信繫統的塔臺 175
10.3.2
基站 177
10.3.3
天線的作用與種類 179
10.3.4
天線與基站的外觀 184
10.3.5
無線通信工程的設計工具 186
10.4
客戶端設備的演進 187
10.4.1
手機 187
10.4.2
個人數字助理 189
10.4.3
智能手機與平板電腦 189
10.5
無線通信網絡的設計實例 189
10.5.1
網絡設計與構建的實例 190
10.5.2
無線網橋
191
10.5.3
無線通信改造工程的實例 193
常見問題 195
課後習題 195
第四篇 無線通信的代次發展
第11章 無線通信的代次 198
11.1
移動通信繫統的發展 198
11.2
代 199
11.3
第二代 199
11.4
第2.5代 201
11.5
第三代 202
11.5.1
各種已經發展出來的3G標準 203
11.5.2
開發3G標準的組織 205
11.6
3.5G 206
11.7
3.75G 207
11.8
什麼是 4G 208
11.9
各代次特征的整理 209
11.10
無線生活的起源 210
11.10.1
3G/4G網卡上網 210
11.10.2
如何申請移動寬帶的服務 211
11.10.3
移動網卡的外觀與安裝 211
11.11
建立無線通信繫統的常識 212
11.11.1
無線電廣播的原理 212
11.11.2
電視廣播的原理 213
11.11.3
家庭無線電服務是什麼 213
11.12
網絡規劃的實例 214
11.13
網絡的設計 216
11.13.1
計算機網絡的設計 216
11.13.2
網絡設計的方法 217
11.14
計算機網絡的構建 221
11.14.1
計算機網絡構建工程 221
11.14.2
網絡部署以後的工作 222
常見問題 222
課後習題 223
第12章 無線廣域網 224
12.1
個人通信服務 224
12.1.1
個人通信服務簡介 225
12.1.2
常見的PCS 226
12.2
尋呼網 228
12.3
GSM 229
12.3.1
GSM的架構 229
12.3.2
GSM網絡的基本特性 231
12.3.3
GSM提供的服務 232
12.3.4
GSM的網絡信令機制 233
12.3.5
GSM的移動性管理 234
12.3.6
GSM的漫遊機制 235
12.3.7
GSM網絡的管理與應用 236
12.3.8
GSM構建的實踐 237
12.4
CDMA2000 239
12.5
UMTS網絡 240
12.6
無線數據通信簡介 243
12.6.1
早期的發展 245
12.6.2
分組無線網絡 245
12.7
蜂窩數字分組數據 246
12.8
GSM 通用分組無線業務 247
12.8.1
GPRS網絡的架構 248
12.8.2
GPRS手機 250
12.8.3
連上網絡 251
12.8.4
GPRS的面面觀 252
12.9
從CDMA來看無線數據通信 253
12.10
其他無線數據通信繫統 254
12.11
與應用繫統相關的協議 255
12.12
移動性管理 256
12.12.1
轉接 257
12.12.2
漫遊管理 260
常見問題 261
課後習題 262
第13章 無線局域網 263
13.1
認識各種與我們切身相關的無線網絡 264
13.2
IEEE 802網絡技術概觀 266
13.3
802.11網絡的架構 268
13.3.1
802.11 網絡的基本結構 269
13.3.2
802.11網絡的類型 270
13.4
802.11網絡的工作方式 275
13.4.1
802.11的網絡服務 275
13.4.2
移動性的支持 277
13.5
無線局域網的應用 278
13.5.1
應用的分類 278
13.5.2
Wi-Fi是什麼 279
13.6
802.11 WLAN標準的比較 280
13.7
組成部件 281
13.7.1
PoE設備 281
13.7.2
其他常見的附件 282
13.8
基礎設施設備 287
13.8.1
無線接入點 287
13.8.2
無線網橋 289
13.8.3
無線工作組網橋 290
13.8.3
無線家庭網關 291
13.8.5
企業無線網關 292
13.9
客戶端設備 293
13.9.1
薄形卡片 293
13.9.2
無線網絡的轉換器 294
13.9.3
支持USB接口的客戶端 294
13.9.4
傳統的PCI與ISA擴展卡 295
13.9.5
安裝與設置 295
13.10
認識Wi-Fi 296
13.10.1
讓Wi-Fi成為簡易的上網方式 297
13.10.2
讓Wi-Fi成為安全的網絡通道 299
13.10.3
移動性的支持 300
13.10.4
網絡的管理問題 301
13.10.5
Wi-Fi的商業模式 301
13.10.6
認識 WISP 302
13.10.7
企業對於Wi-Fi的運用 302
13.11
下一代無線局域網 303
13.11.1
無線局域網與Wi-Fi的普及 303
13.11.2
IEEE 802.11的發展經過：回顧與整理 303
13.11.3
進入下一代無線局域網的關鍵技術 304
13.11.4
延伸學習 306
常見問題 306
課後習題 306
第14章 短距離無線通信 307
14.1
自組網絡 308
14.2
紅外線 309
14.3
藍牙的起源 311
14.3.1
藍牙協議棧 313
14.3.2
藍牙技術的使用與管理 318
14.3.3
藍牙的市場與未來發展 320
14.4
認識ZigBee 322
14.5
專屬短距離通信 323
常見問題 323
課後習題 324
第15章 無線寬帶技術 325
15.1 從固網的概念談起 326
15.2
固定式的無線通信技術 327
15.2.1
本地多點分配業務 327
15.2.2
多路多點分配業務 330
15.3
無線城域網 332
15.4
無線寬帶技術簡介 333
15.4.1
無線寬帶技術的發展 334
15.4.2
無線寬帶技術的歷史 335
15.4.3
無線寬帶的市場與應用 336
15.5
WiMAX與其他無線寬帶技術的比較 337
15.5.1
蜂窩繫統 337
15.5.2
Wi-Fi繫統 337
15.5.3
其他相關的技術 338
15.6
無線寬帶繫統與WiMAX面臨的挑戰 338
15.6.1
商業發展上的挑戰 338
15.6.2
技術發展上的挑戰 338
15.7
長期演進 338
15.7.1
4G發展的關鍵角色 340
15.7.2
從UMTS到LTE 340
15.7.3
從LTE到LTE-Advanced 341
15.7.4
技術的特征 341
15.8
協同通信與中繼技術 343
15.8.1
協同通信 343
15.8.2
中繼技術 343
常見問題 347
課後習題 347
第五篇 移動與無線通信的應用
第16章 移動因特網和移動IP
350
16.1
因特網的由來與簡介 350
16.1.1
從網絡到因特網 351
16.1.2
IP地址與域名 352
16.1.3
TCP/IP網絡協議 353
16.1.4
因特網的架構 355
16.2
因特網的重要協議與原理 356
16.2.1
MAC層上的尋址
357
16.2.2
較高層上的尋址 359
16.3
因特網中IP地址的概念 361
16.3.1
IP地址的分級 361
16.3.2
IP地址與網絡結構的關繫 362
16.4
因特網ARP協議簡介 363
16.4.1
為什麼要有ARP 363
16.4.2
衝突域與廣播域的概念 366
16.4.3
揭開網絡通信的奧秘 366
16.5
認識路由機制 368
16.5.1
路由器的種類 368
16.5.2
路由器作用的原理 368
16.5.3
路由機制的穩定性 369
16.6
移動因特網 370
16.7
移動IP與IPv6 373
16.7.1
移動IP工作的原理 373
16.7.2
IPv6對於移動計算的支持 375
16.8
移動IP的研究發展 376
常見問題 376
課後習題 376
第17章 基於位置的服務與移動商務
377
17.1
“移動定位”的定義 377
17.2
位置識別技術 379
17.2.1
定位技術的種類 380
17.2.2
移動定位繫統的類型 383
17.2.3
移動定位的標準化 386
17.2.4
定位技術的應用 387
17.3
LBS應用的實例 388
17.4
移動商務 388
17.4.1
電子商務簡介 389
17.4.2
移動商務的定義 391
17.4.3
促成移動商務的技術 393
17.4.4
無店鋪商戶的概念 393
17.4.5
支持移動商務應用的網絡架構 396
常見問題 396
課後習題 397
第18章 射頻識別技術 398
18.1
射頻識別技術簡介 398
18.1.1
RFID的概念 399
18.1.2
RFID標簽 401
18.1.3
RFID普及面臨的挑戰 403
18.1.4
思考RFID的應用方向 406
18.1.5
增廣見聞 407
18.2
RFID的應用案例 409
18.2.1
天津海關引入RFID技術 409
18.2.2
中國物聯網RFID優秀應用案例 410
18.3
近距離無線通信 411
18.3.1
技術特征 411
18.3.2
技術的應用 413
常見問題 413
課後習題 413
第19章 無線通信平臺的軟件開發技術與安全問題 414
19.1
無線通信的技術與應用 415
19.2
無限可能的無線通信 416
19.2.1
移動和無線計算網絡 417
19.2.2
無線通信服務 418
19.3
JINI與無線世界 418
19.3.1
網絡精靈JINI 419
19.3.2
無線世界 422
19.4
無線通信的開發工具 423
19.4.1
手機上執行的程序要如何開發 424
19.4.2
J2ME 424
19.4.3
WAP與WML 425
19.4.4
i-mode 428
19.4.5
其他語言與工具 428
19.5
以WEP為例介紹無線網絡安全 429
19.5.1
WEP的基本原理 430
19.5.2
WEP的運行 431
19.5.3
WEP的問題 435
19.6
WPA 437
19.6.1
加密的作用 437
19.6.2
無線局域通信加密安全的演進 437
19.6.3
家用的無線路由器 438
19.6.4
通信安全後操作繫統纔會安全 440
19.7
WTLS 440
19.8
建立安全的網絡商務環境 440
常見問題 441
課後習題 441
第20章 無線通信未來的發展（4G及以上） 443
20.1
從應用的趨勢談起 444
20.1.1
從短信服務到多媒體短信服務 444
20.1.2
公共無線局域網 444
20.1.3
移動虛擬專用網絡 445
20.1.4
移動家庭與移動生活 447
20.2
政府對於無線與移動通信的推動 447
20.3
無線傳感器網絡 451
20.3.1
傳感器網絡的基本概念 451
20.3.2
傳感器網絡的架構 451
20.3.3
傳感器網絡的設計 452
20.3.4
傳感器網絡的協議 453
20.4
無線通信的未來 456
20.4.1
移動通信的代次交替 457
20.4.2
什麼是MMS 459
20.4.3
無線版權管理 460
20.4.4
移動學習 460
20.5
二維碼 461
20.6
雲計算 462
20.6.1
雲計算的層次化架構 464
20.6.2
雲計算的特性 465
20.6.3
雲生活的想像 465
20.7
認識物聯網 466
20.7.1
物聯網的定義 466
20.7.2
物聯網的應用 468
20.7.3
與物聯網一起生活的一天 469
20.8
軟件定義無線電 470
常見問題 471
課後習題 471
參考文獻 472
