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第0章 概述 1

0.1物联网框架结构 1

0.2物联网通信系统 2

0.2.1物联网通信系统基本结构 2

0.2.2感知控制层与网络传输层通信系统 3

0.2.3物联网通信技术的发展 4

本章小结 6

习题与思考 7

第1篇 数据通信基础 10

第1章 通信的基本模型与概念 10

1.1通信系统模型 10

1.2模拟通信与数字通信系统模型 10

1.3通信系统的分类及通信方式 12

1.3.1通信系统分类 12

1.3.2通信方式 14

1.4信息及信息量 15

1.5数据通信系统中的主要性能指标 17

1.5.1传输速率 17

1.5.2差错率 18

1.5.3信噪比 18

本章小结 18

习题与思考 19

第2章 数据通信基础理论 20

2.1数据信号分析基础 20

2.1.1时域分析 20

2.1.2频域分析 21

2.1.3傅里叶分析 22

2.2数据率与频带的关系 23

2.3交换技术 23

2.3.1电路交换 24

2.3.2报文交换 24

2.3.3分组交换 24

本章小结 25

习题与思考 26

第3章 数据通信中的信道 27

3.1信道模型及其分类 27

3.1.1信道模型 27

3.1.2信道分类 27

3.2信道容量 29

3.2.1离散信道的信道容量 29

3.2.2连续信道的信道容量 30

3.3有线信道 30

3.3.1双绞线 31

3.3.2同轴电缆 31

3.3.3光纤 32

3.4无线信道 33

本章小结 34

习题与思考 35

第4章 信源编码 36

4.1抽样与量化 36

4.1.1抽样及抽样定理 36

4.1.2抽样定理 37

4.1.3量化 38

4.2脉冲编码调制（PCM） 42

4.2.1 PCM通信系统 42

4.2.2二进制PCM编码 43

4.3增量调制（AM） 45

本章小结 47

习题与思考 48

第5章 数字基带传输 49

5.1数字基带信号的波形与编码原则 49

5.1.1数字基带信号的波形 49

5.1.2数字基带信号的编码原则 51

5.2数字基带传输系统 51

5.2.1数字基带传输系统概述 51

5.2.2均衡技术 52

5.2.3眼图 54

本章小结 56

习题与思考 56

第6章 数字调制系统 58

6.1调制与数字基带信号的调制原理 58

6.1.1调制解调的基本原理 58

6.1.2数字调制系统的基本原理 59

6.2数字振幅调制 60

6.2.1 2ASK 60

6.2.2多进制振幅调制 62

6.3数字频率调制 63

6.3.1 2FSK移频键控的基本原理 63

6.3.2 2FSK调制的实现方法 64

6.3.3 2FSK的解调 65

6.3.4 2FSK的特点 67

6.4数字相位调制 68

6.4.1二进制绝对移相调制（2PSK） 68

6.4.2二相相对移相调制（2DPSK） 70

本章小结 72

习题与思考 73

第7章 差错控制技术 74

7.1差错控制技术概述 74

7.1.1差错控制的基本原理 74

7.1.2差错控制编码的特性与能力 75

7.2差错控制方法 76

7.2.1自动请求重发（ARQ）方式 77

7.2.2前向纠错（FEC）方式 78

7.2.3混合纠错（HEC）方式 78

7.2.4信息反馈（IRQ）方式 78

7.3常用检错码 78

7.3.1奇偶校验码 78

7.3.2恒比码 79

7.3.3矩阵校验码 80

7.3.4正反码 80

7.3.5线性分组码 81

7.4循环码 82

7.4.1循环码的基本概念 82

7.4.2循环码的编码和译码 84

7.5卷积码 86

7.5.1基本原理 86

7.5.2编码和译码 87

本章小结 88

习题与思考 89

第8章 数据链路传输控制规程 90

8.1数据链路层的功能及传输控制规程的功能与分类 90

8.1.1数据链路层的功能 90

8.1.2传输控制规程的主要功能与分类 91

8.2面向字符的传输控制规程 92

8.2.1 IBM的BSC规程简介 92

8.2.2控制字符 92

8.2.3帧格式 94

8.2.4数据的透明性与同步 96

8.2.5数据链路结构及建立 97

8.3面向比特的传输控制规程 99

8.3.1 HDLC数据链路控制规程 99

8.3.2 HDLC的帧结构 101

8.3.3 HDLC帧类型和功能 103

8.3.4 HDLC操作规程 106

本章小结 108

习题与思考 108

第2篇 短距离通信技术 110

第9章 短距离有线通信技术 110

9.1数据终端间的通信及接口特性 110

9.2 EIARS-232C 111

9.2.1特性功能 111

9.2.2 RS-232C的短距离通信技术 115

9.3 RS系列接口及各种串行接口性能比较 116

9.3.1 RS-422A、RS-423及RS-485 116

9.3.2各种串行接口性能比较 117

9.4 USB串行总线及其应用 118

9.4.1 USB串行总线的特点 118

9.4.2 USB总线体系结构 120

9.4.3 USB系统在物联网中的应用 121

9.4.4 IEEE - 1394接口 122

9.5 CAN总线 123

9.5.1 CAN总线的特点 123

9.5.2 CAN总线网络层次与通信协议 124

本章小结 129

习题与思考 129

第10章 短距离无线通信技术 131

10.1蓝牙技术 131

10.1.1蓝牙发展现状与技术特点 131

10.1.2蓝牙系统的构成及工作原理 133

10.1.3蓝牙协议体系 138

10.1.4蓝牙的物联网应用案例 141

10.2红外通信技术 142

10.2.1红外通信的基本原理 143

10.2.2红外通信标准与协议 144

10.2.3红外接口器件 148

10.2.4红外通信系统在智能电网中的应用 149

10.3超宽带无线通信技术 151

10.3.1超宽带无线通信的概念及特点 151

10.3.2超宽带无线通信的频谱规范及相关标准 154

10.3.3超宽带无线通信的基本原理 154

10.3.4 UWB典型信道模型 157

10.3.5 UWB的应用 159

本章小结 161

习题与思考 161

第3篇 无线传感器网络 164

第11章 概述 164

11.1无线传感器网络的概念与特点 164

11.2无线传感器网络的关键技术与应用难点 167

11.2.1 WSN的关键技术 167

11.2.2物联网中无线传感器网络应用的难点 168

本章小结 169

习题与思考 169

第12章 IEEE802.15.4及ZigBee协议规范 170

12.1 IEEE802.15.4标准 170

12.1.1 IEEE802.15.4主要性能 170

12.1.2 IEEE802.15.4物理层 171

12.1.3 MAC层 172

12.2 ZigBee协议规范 175

12.2.1数据链路层与物理层和MAC层 176

12.2.2网络层 177

12.2.3应用规范 179

本章小结 180

习题与思考 180

第13章 无线传感器网络的路由协议 182

13.1 WSN路由协议的特点和性能指标 182

13.1.1 WSN路由协议的特点 182

13.1.2 WSN路由协议的性能指标及分类 183

13.2能量感知路由 184

13.2.1能量路由 184

13.2.2能量多路径路由 185

13.3查询路由 187

13.3.1定向扩散路由 187

13.3.2谣传路由 188

13.4地理位置路由 190

13.5可靠路由协议 192

13.5.1不相交的多路径路由机制 192

13.5.2 ReInForM路由 193

13.5.3 SPEED协议 195

本章小结 197

习题与思考 198

第14章 WSN的MAC协议 199

14.1基于竞争的MAC协议 199

14.1.1 IEEE802.11 MAC协议 199

14.1.2 S-MAC协议 202

14.1.3 T-MAC协议 204

14.2基于时分复用的MAC协议 207

14.2.1基于分簇网络的MAC协议 207

14.2.2 DEANA协议 208

14.2.3 TRAMA协议 208

本章小结 212

习题与思考 212

第15章 WSN的拓扑控制 214

15.1功率控制 214

15.1.1基于节点度的算法 215

15.1.2基于邻近图的算法 216

15.2层次型拓扑结构控制 217

15.2.1 LEACH算法 217

15.2.2 GAF算法 219

15.3启发机制 221

15.3.1 STEM算法 221

15.3.2 ASCENT算法 222

本章小结 223

习题与思考 224

第16章 WSN的节点定位 225

16.1节点定位的概念及基本原理 225

16.1.1定位的几个相关概念 225

16.1.2节点定位的基本原理 226

16.1.3定位算法的分类 228

16.2距离定位 228

16.2.1 TOA定位 229

16.2.2 TDOA定位 229

16.2.3 AOA定位 230

16.2.4 RSSI定位 231

16.3距离无关的定位算法 233

16.3.1质心算法 233

16.3.2 DV-Hop算法 234

16.3.3其他距离无关的定位算法 235

本章小结 236

习题与思考 236

第4篇 通信网及其交换技术 238

第17章 通信网概念及其发展 238

17.1通信网概述 238

17.1.1通信网的基本概念 238

17.1.2通信网的分层结构 241

17.1.3通信网的分类及通信网的质量要求 244

17.2通信技术的发展趋势 244

本章小结 246

习题与思考 247

第18章 电话网与SDH传输网 248

18.1电话网的组成结构 248

18.2 PDH数字传输系统 249

18.2.1时分复用技术与同步 249

18.2.2数字复接技术 251

18.2.3同步复接与异步复接 254

18.3 SDH数字传输系统 255

18.3.1 SDH的基本概念及其特点 255

18.3.2 SDH的节点接口、速率和帧结构 257

18.3.3 SDH的基本复用映射结构 259

本章小结 261

习题与思考 262

第19章 程控交换与ISDN 263

19.1数字程控交换技术 263

19.1.1程控交换的基本概念 263

19.1.2数字交换网络的基本结构和工作原理 264

19.1.3数字程控交换机的组成 269

19.1.4呼叫处理过程 274

19.2信令系统及No.7信令 277

19.2.1信令系统 278

19.2.2信令方式 279

19.2.3 No.7信令系统 282

19.3综合业务数字网 285

19.3.1综合业务数字网的演化及其概念与特点 285

19.3.2 ISDN网络功能体系结构 286

19.3.3 ISDN用户—网络接口 287

19.3.4 ISDN的信道类型与接口结构 289

本章小结 290

习题与思考 290

第20章 数据通信网与数据通信交换技术 292

20.1数据通信网与计算机通信网 292

20.2数据交换 293

20.2.1数据交换方式 293

20.2.2报文交换 294

20.2.3分组交换 295

20.2.4分组传输方式 298

20.2.5帧方式交换 300

20.3数据通信网 300

20.3.1数据通信网的分类 300

20.3.2分组交换网 301

20.3.3分组交换网的路由选择 303

20.3.4数据报与虚电路方式的路由选择 306

20.3.5分组交换流量控制 307

20.4帧中继网 310

20.4.1帧中继的基本概念与特点 310

20.4.2帧中继网络结构和协议及应用 311

20.5数字数据网（DDN） 313

20.6 ATM通信网 314

20.6.1 ATM的基本原理 315

20.6.2 ATM协议参考模型 317

20.6.3 ATM交换技术 319

本章小结 322

习题与思考 322

第21章 IP通信及IP通信网 324

21.1 TCP/IP协议 324

21.1.1 TCP/IP模型及各层功能 324

21.1.2 IP及辅助协议 325

21.1.3 TCP和UDP协议 332

21.2 IPv6简介 339

21.2.1 IPv4存在的问题及IPv6的特点 339

21.2.2 IPv6数据报格式 340

21.2.3 IPv6地址体系结构 341

21.3路由器与IP通信的路由选择协议 343

21.3.1路由器 343

21.3.2 IP通信的路由选择协议 345

本章小结 346

习题与思考 347

第5篇 无线移动通信技术 350

第22章 传播特性及多址技术 350

22.1无线电波传播的方式及其特点 350

22.1.1无线电波的边界效应 350

22.1.2无线电波传播的方式 350

22.1.3无线电波传播的特点 351

22.2无线电波的传播损耗及效应 352

22.2.1路径衰耗与慢衰落 352

22.2.2传输效应 353

22.3传播路径损耗模型 354

22.3.1自由空间传播模型 354

22.3.2室外传播模型 355

22.3.3室内传播模型 356

22.4无线通信中的多址技术 356

22.4.1频分多址与时分多址技术 357

22.4.2码分多址技术 357

22.4.3空分多址技术及随机接入多址技术 358

22.5无线抗衰落及抗干扰技术 359

22.5.1分集技术 359

22.5.2多用户检测技术 360

22.5.3多载波传输技术 360

本章小结 362

习题与思考 362

第23章 移动通信总体结构及相关概念 363

23.1移动通信的概念和发展过程 363

23.1.1移动通信的概念及其特点 363

23.1.2移动通信的发展过程 364

23.2移动通信的组网技术 365

23.2.1移动通信网的体制 365

23.2.2移动通信网的覆盖方式 367

23.2.3蜂窝网无线区群的组成 368

本章小结 368

习题与思考 369

第24章 GSM数字蜂窝移动通信系统 370

24.1 GSM数字蜂窝移动通信系统结构及其接口 370

24.1.1系统结构及其组成 370

24.1.2 GSM网络接口 374

24.1.3 GSM移动通信的信道结构 378

24.1.4频率资源管理与频率有效利用 379

24.1.5多址接入的容量 381

24.2 GSM移动通信的交换技术及业务 383

24.2.1通信呼叫建立过程 383

24.2.2越区切换 384

24.2.3 GSM移动通信系统的业务 385

24.3 GSM移动通信系统的无线传输 388

24.3.1 TDMA/FDMA接入方式 388

24.3.2信道及其组合 389

24.4 GSM移动通信的接续 394

24.4.1移动台开机、小区选择、位置登记及更新 394

24.4.2通信链路的建立、初始信息发送、鉴权及加密 396

24.4.3位置更新过程及通信链路的释放 397

24.4.4移动台的主叫、被叫流程 398

24.4.5切换进程 400

本章小结 402

习题与思考 403

第25章 CDMA数字蜂窝移动通信 404

25.1扩频通信原理 404

25.1.1扩频理论基础 404

25.1.2直接序列扩频 405

25.2 CDMA数字蜂窝移动通信结构 406

25.2.1 CDMA数字蜂窝移动通信系统的构成 406

25.2.2 CDMA系统的接口、信令及相关参数 407

25.2.3 CDMA系统的逻辑信道 409

25.3 CDMA正向信道 411

25.3.1正向信道的组成 411

25.3.2正向控制信道 416

25.3.3正向CDMA业务信道 418

25.4 CDMA反向信道 422

25.4.1反向信道的组成 422

25.4.2接入信道 425

25.4.3反向业务信道 427

25.5 CDMA系统功率控制 428

25.5.1正向链路的功率控制 428

25.5.2反向链路的功率控制 429

25.6 CDMA系统的切换 430

25.7 CDMA位置登记及呼叫处理 432

25.7.1登记注册 432

25.7.2呼叫处理 434

本章小结 436

习题与思考 436

第26章 第三代移动通信系统 437

26.1第三代移动通信系统简介 437

26.1.1概述 437

26.1.2第三代移动通信系统的特点 437

26.1.3 3G参数 438

26.2 WCDMA 439

26.2.1 UMTS与WCDMA 439

26.2.2 WCDMA系统的组成 440

26.2.3接口 442

26.3 CDMA2000 442

26.3.1 CDMA2000的特点 442

26.3.2 CDMA2000系统的结构 445

26.3.3 CDMA2000的主要接口 445

26.3.4空中接口的分层结构 446

26.3.5 CDMA2000的信道分配 447

26.4 TD-SCDMA 449

26.4.1 TD-SCDMA的特点及其空中接口参数 449

26.4.2 TD-SCDMA网络结构 450

26.4.3系统信道 451

26.5 WiMAX 453

26.5.1 WiMAX标准 453

26.5.2 WiMAX技术特点 454

26.5.3 WiMAX网络架构 454

26.5.4网络接口 456

本章小结 457

习题与思考 458

参考文献 459