上篇 基础理论 3
第1章 无线通信网络概述 3
1.1 无线通信网络的历史与发展 4
1.2 无线通信网络的主要特点 5
1.3 无线通信网络的基础技术 5
1.4 无线通信网络的新兴技术 7
1.5 移动互联网渗透 7
参考文献 7
第2章 无线电的传播 8
2.1 有线介质与无线介质 8
2.2 无线电的传播机制 11
2.3 天线与天线增益 12
2.4 路径损耗模型 15
2.5 多径效应与多普勒效应 20
参考文献 22
第3章 蜂窝系统原理 23
3.1 蜂窝系统 23
3.2 移动性管理 24
3.2.1 切换管理 25
3.2.2 位置管理 25
3.3 区群和频率复用 25
3.3.1 通过频率复用扩大系统容量 26
3.3.2 频率复用下的小区规划 26
3.3.3 六边形小区的几何结构 28
3.3.4 频率复用比 29
3.4 同信道与相邻信道干扰 30
3.4.1 同信道干扰 31
3.4.2 邻信道干扰 32
3.5 扩大系统容量的其他方法 33
3.5.1 小区分裂 33
3.5.2 定向天线（天线扇区化） 34
3.6 信道分配策略 35
参考文献 36
第4章 3G、4G和5G 37
4.1 3G概述 37
4.1.1 技术起源 37
4.1.2 标准参数 38
4.1.3 应用领域 41
4.2 4G 43
4.2.1 技术层面 43
4.2.2 概念 43
4.2.3 系统网络结构 44
4.2.4 关键技术 45
4.2.5 优势和缺陷 45
4.2.6 4G国际标准 48
4.2.7 性能 51
4.3 5G 52
参考文献 52
第5章 未来移动通信新技术 54
5.1 移动云计算 54
5.1.1 移动云计算的结构 54
5.1.2 移动云计算面临的挑战 55
5.2 移动网页 55
5.3 移动接入 56
5.4 普适计算 57
参考文献 58
人物介绍——美国工程院院士Scott Shenker教授 59
参考文献 59
第6章 移动管理 60
6.1 位置管理 60
6.1.1 位置更新 61
6.1.2 寻呼 61
6.1.3 位置管理方案 63
6.2 切换管理 65
6.2.1 基本过程 65
6.2.2 优先切换 66
6.2.3 实际切换中的技术问题 66
6.2.4 蜂窝网与WLAN间的切换管理 68
6.2.5 无线异构网络融合 69
参考文献 71
第7章 移动IP 72
7.1 概述 72
7.1.1 移动IP的出现背景 72
7.1.2 移动IP设计目标及设计要求 72
7.1.3 移动IP的发展历史 73
7.2 移动IP协议 73
7.2.1 基本术语 73
7.2.2 移动IP的基本操作原理 74
7.2.3 移动IP的工作过程 74
7.2.4 移动IP存在的问题 84
7.3 移动IPv6 85
7.3.1 移动IPv6操作 85
7.3.2 移动IPv6与移动IPv4协议的区别 88
参考文献 88
人物介绍——互联网之父Vinton G.Cerf 90
参考文献 90
第8章 无线局域网与IEEE 802.11标准 91
8.1 无线局域网的构成 91
8.2 无线局域网的拓扑结构 92
8.3 802.11标准家族 93
8.3.1 IEEE 802.11 93
8.3.2 IEEE 802.11b 93
8.3.3 IEEE 802.11a 94
8.3.4 IEEE 802.11g 95
8.3.5 IEEE 802.11n 95
8.3.6 IEEE 802.11ac 97
8.3.7 IEEE 802.11ad 98
参考文献 99
第9章 WiMAX 100
9.1 WiMAX与IEEE 802.16系列标准 100
9.2 WiMAX/IEEE 802.16协议栈 102
9.3 WiMAX的网络架构 108
9.4 WiMAX的网络流程 112
9.5 WiMAX的关键技术 114
9.6 总结 120
参考文献 120
第10章 Ad hoc网络 121
10.1 Ad hoc网络概述 121
10.1.1 Ad hoc网络产生背景 121
10.1.2 Ad hoc网络发展历史 121
10.1.3 Ad hoc网络定义 122
10.1.4 Ad hoc网络特点 122
10.1.5 Ad hoc网络的应用 124
10.1.6 Ad hoc网络面临的问题 124
10.2 Ad hoc网络的体系结构 125
10.2.1 Ad hoc网络的节点结构 125
10.2.2 Ad hoc网络的拓扑结构 126
10.2.3 Ad hoc网络协议栈简介 127
10.2.4 Ad hoc网络的跨层设计 128
10.3 Ad hoc网络的关键性技术 129
10.3.1 隐藏终端和暴露终端 130
10.3.2 Ad hoc网络路由协议 134
10.4 Ad hoc的服务质量和安全问题 144
10.4.1 服务质量（QoS）概念 144
10.4.2 跨层模型 144
10.4.3 Ad hoc网络中的安全问题 145
参考文献 148
人物介绍——无线网络专家Dina Katabi教授 149
参考文献 149
第11章 无线局域网安全 150
11.1 无线局域网的安全威胁 150
11.2 无线局域网的安全机制 151
11.2.1 WEP加密机制 151
11.2.2 WEP认证机制 153
11.2.3 IEEE 802.IX认证机制 154
11.2.4 WAPI协议 157
11.2.5 IEEE 802.11i TKIP和CCMP协议 159
参考文献 162
第12章 Bluetooth和RFID 163
12.1 蓝牙技术（Bluetooth） 163
12.2 蓝牙技术原理 165
12.2.1 设备结构 165
12.2.2 基带层协议体系 166
12.3 蓝牙应用 170
12.4 无线射频识别技术（RFID） 171
12.4.1 RFID概述 171
12.4.2 RFID系统组成 173
12.4.3 RFID分类 176
12.4.4 RFID标准化 177
12.4.5 RFID关键技术 181
12.4.6 RFID的应用前景 185
参考文献 187
第13章 传感器网络 188
13.1 概述 188
13.2 无线传感器网络 189
13.2.1 IEEE 1451与智能传感器 189
13.2.2 无线传感器网络体系结构 191
13.3 无线传感器网络的应用 193
13.3.1 军事应用 193
13.3.2 医疗卫生应用 194
13.3.3 环境及农业应用 195
13.3.4 智能家居应用 196
13.3.5 其他应用 196
13.4 无线传感器网络系统 197
参考文献 198
人物介绍——图灵奖得主Edmund M.Clarke教授 199
参考文献 199
第14章 物联网 200
14.1 物联网综述 200
14.1.1 物联网的历史 200
14.1.2 物联网的发展近况 200
14.1.3 物联网的应用 202
14.2 超宽带无线通信技术 205
14.2.1 超宽带无线传输技术的历史 206
14.2.2 超宽带无线传输技术的特点 207
14.2.3 超宽带无线传输技术的应用 208
14.3 软件无线电 210
14.3.1 软件无线电的历史 210
14.3.2 软件无线电的特点 211
14.3.3 软件无线电的应用 212
14.3.4 软件无线电的发展前景 213
14.4 射频识别 213
14.4.1 射频识别的历史 213
14.4.2 射频识别的特点 214
14.4.3 射频识别的应用 215
14.5 低功耗蓝牙无线技术 216
14.5.1 低功耗蓝牙无线技术的历史 216
14.5.2 低功耗蓝牙无线技术的特点 217
14.5.3 低功耗蓝牙无线技术的应用 218
14.6 人体局域网 218
14.6.1 人体局域网的历史 219
14.6.2 人体局域网的应用 219
14.7 认知无线电 220
14.7.1 认知无线电的历史 220
14.7.2 认知无线电的特点 221
14.7.3 认知无线电的应用 221
参考文献 224
人物介绍——IEEE Fellow刘云浩教授 226
参考文献 226
第15章 软件定义网络 227
15.1 网络发展概述 227
15.1.1 计算机网络发展现状 227
15.1.2 计算机网络发展面临的问题 228
15.1.3 云计算网络 229
15.2 软件定义网络 230
15.2.1 软件定义网络的发展 230
15.2.2 软件定义网络定义 231
15.2.3 软件定义网络的优势 232
15.3 软件定义网络关键技术 233
15.3.1 OpenFlow概述 234
15.3.2 VXLAN概述 236
15.3.3 其他关键技术 239
15.4 软件定义网络标准现状 241
15.4.1 标准化组织 241
15.4.2 开源项目 242
第16章 智能机器人网络 243
16.1 智能机器人平台 243
16.1.1 NAO人型机器人 243
16.1.2 H20系列人型机器人 247
16.1.3 国内机器人现状 248
16.2 网络模块 250
16.2.1 Wi-Fi 250
16.2.2 ZigBee 252
16.3 相关拓展 256
16.3.1 分布式系统与算法 256
16.3.2 人工智能 257
16.3.3 机器学习 259
参考文献 261
人物介绍——图灵奖得主Les Valiant教授 263
参考文献 263
第17章 移动智能小车网络 264
17.1 智能车的平台 264
17.2 学术界移动小车机器人的研究应用 269
17.2.1 Leap-Frog Path Design 269
17.2.2 Real-Time Indoor Mapping 269
17.2.3 Fully Distributed Scalable Smoothing and Mapping 270
17.2.4 Cooperative Multi-Robot Estimation and Control 271
17.2.5 Local vs.Global 272
17.3 移动智能小车网络在产业界的应用 273
17.3.1 无人驾驶汽车 276
17.3.2 无线传感网络 277
17.4 总结 279
参考文献 279
人物介绍——人工智能专家Judea Pearl教授 281
参考文献 281
第18章 四旋翼在无线网络中的应用 282
18.1 在物联运输方面的应用 282
18.2 在自主导航方面的应用 283
18.3 在遥感测绘方面的应用 283
18.4 在其他方面的应用 283
参考文献 284
人物介绍——机器人专家Vijay Kumar教授 285
参考文献 285
第19章 MIMO无线通信系统 286
19.1 简介 286
19.1.1 MIMO技术基本概述 286
19.1.2 MIMO技术在Wi-Fi系统中的应用 287
19.2 系统模型 288
19.2.1 系统结构 288
19.2.2 信道模型 289
19.3 信道容量分析 291
19.3.1 信道模型分析 291
19.3.2 SISO系统中的香农定理 292
19.3.3 MIMO系统的信道容量分析 293
19.4 空时编码技术 294
19.4.1 分集与复用 294
19.4.2 空时编码方法 295
19.5 MIMO技术的几种应用场景 298
19.5.1 分布式MIMO 298
19.5.2 虚拟MIMO 299
参考文献 301
第20章 安卓编程与智能手机 302
20.1 安卓系统的架构 302
20.1.1 应用程序层（Applications） 303
20.1.2 应用程序框架层（Application Framework） 303
20.1.3 系统运行库（Libraries+Runtime） 304
20.1.4 Linux内核 305
20.2 编程环境的搭建 305
20.3 安卓工程 307
20.3.1 安卓程序里的基本概念 308
20.3.2 安卓应用程序的生存周期 311
20.3.3 典型例程 315
20.3.4 网上的资源 319
20.4 安卓手机功能介绍 320
20.5 安卓手机在研究领域的应用 320
20.5.1 应用1 320
20.5.2 应用2 321
20.5.3 应用3 321
20.5.4 应用4 322
20.5.5 应用5 322
20.5.6 应用6 324
20.5.7 应用7 324
20.5.8 应用8 325
20.5.9 应用9 326
20.5.10 应用10 327
20.5.11 应用11 327
20.5.12 应用12 327
20.5.13 应用13 328
20.5.14 应用14 329
20.5.15 应用15 330
20.5.16 应用16 330
20.5.17 应用17 331
20.5.18 应用18 332
20.5.19 应用19 332
20.5.20 应用20 333
20.6 总结 335
参考文献 335
人物介绍——小米公司创始人雷军 337
参考文献 337
第21章 比特币 338
21.1 比特币的诞生 338
21.2 比特币的交易 339
21.3 比特币的安全性 341
参考文献 343
第22章 图形码 345
22.1 一维条形码 345
22.1.1 一维条形码的分类 346
22.1.2 一维条形码的应用 347
22.2 QR码 348
22.2.1 二维码的诞生 348
22.2.2 QR码的公开及其普及 349
22.2.3 QR码标准及其进化 349
22.2.4 QR码的优点 350
22.2.5 QR码的符号结构 350
22.2.6 QR码特征 350
22.2.7 版本和规格 351
22.2.8 QR码的应用 352
22.3 其他二维码 354
22.3.1 Data Matrix 354
22.3.2 PDF417 355
22.3.3 Aztec码 355
22.3.4 MaxiCode 356
22.3.5 EZcode 357
22.4 高维码 357
22.4.1 HCCB（高容量彩色条码） 357
22.4.2 COBRA 357
第23章 移动互联网的工业设计 360
23.1 移动互联网的产品 360
23.1.1 产品分类 360
23.1.2 产品特点 362
23.2 移动互联网的设计和研发 363
23.2.1 移动互联网产品用户的特点［12］ 364
23.2.2 移动互联网产品设计原则 364
23.2.3 移动互联网产品设计要素 365
23.2.4 与传统的产品设计的不同点 365
参考文献 366
人物介绍——Apple公司创始人乔布斯 367
参考文献 368
第24章 虚拟化技术 369
24.1 虚拟化技术的发展历程 369
24.2 虚拟化技术的分类 370
24.2.1 根据抽象层次分类 370
24.2.2 根据应用类型分类 371
24.3 虚拟化技术的优势及应用 373
24.3.1 虚拟化技术的优势 373
24.3.2 虚拟化技术的应用 374
24.4 虚拟化资源的管理 374
24.5 虚拟化技术的发展趋势 375
24.6 虚拟化技术与移动互联网 376
24.6.1 虚拟化技术在移动终端上的应用 376
24.6.2 应用案例 377
参考文献 379
第25章 移动互联网游戏 380
25.1 移动物联网游戏产业链 380
25.2 移动物联网游戏类型 382
25.3 移动物联网游戏发展史与经典游戏 382
25.4 移动物联网游戏发展前景 384
25.5 移动物联网游戏公司miHoYo 386
参考文献 387
人物介绍 388
第26章 移动互联网智能化和算法 389
26.1 智能移动互联网 390
26.1.1 移动社交网络 390
26.1.2 基于大规模视频流的实时分析与处理 391
26.1.3 智慧城市 391
26.1.4 医疗图像分析系统 392
26.1.5 互联网金融大数据 392
26.2 众筹网络 392
26.2.1 众筹网络资源调度方案 393
26.2.2 众筹网络的节点激励机制 393
26.2.3 众筹网络安全机制 393
26.3 移动互联网的计算 393
26.3.1 大数据分析——强大的工具 393
26.3.2 分布式计算 395
26.4 两个实例 396
26.4.1 朋友关系预测 396
26.4.2 车载互联网路由优化 397
参考文献 397
第27章 互联网的未来及影响 398
27.1 互联网带来的行业变革 398
27.2 互联网金融：数字化时代的金融变革 407
27.2.1 互联网金融与金融互联网 407
27.2.2 互联网金融的新模式 408
27.2.3 互联网金融的未来 410
27.3 互联网对传统教育的挑战 411
27.3.1 互联网对传统教育的影响 411
27.3.2 因特网对教育观念转变的意义 412
27.3.3 互联网时代现代教育的几个特点 413
27.3.4 因特网进入现代教育需注意的问题 414
27.4 互联网所引起的信息安全问题 415
参考文献 416
人物介绍——阿里巴巴公司创始人马云 417
参考文献 418
下篇 实验 421
第28章 实验1 NS基础 421
第29章 实验2 NS仿真：Ad hoc网络中的TCP性能 426
第30章 实验3 Ad hoc路由协议 430
第31章 实验4 移动IP 433
第32章 实验5 无线安全 438
第33章 实验6 Android开发基础 441
第34章 实验7 Android开发提高 444
第35章 实验8 SDN实验 445
第36章 实验9 Android测量Wi-Fi信号强度 451
第37章 实验10 Android计步器 458
致谢 464