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无线网络技术教程(第二版)——原理、应用与实验

浙江省重点建设教材。网络资源处为本书实验动画、安装包、源代码、PPT、习题答案、实验手册、镜像文件等,更新时间2016年4月25日

作者:金光、江先亮
定价:35
印次:2-7
ISBN:9787302355366
出版日期:2014.05.01
印刷日期:2017.02.08

本书围绕当前各种主流的无线网络技术,系统介绍无线网络技术的原理、应用和相关实验。全书共12章,内容包括无线局域网、无线城域网、无线广域网、卫星网络、无线自组织网、无线传感网、无线个域网、物联网、无线车载网和智能交通、无线体域网、无线室内定位、无线家居网、无线网络安全等。 本书内容新颖,覆盖全面,突出“理论+应用+实践”的特色,电子资源丰富。针对各种无线网络,本书先阐述原理,然后介绍应用实例,绝大部分实验仅需PC即可完成,便于读者学习。 本书可作为计算机、通信、电子、自动化、物联网、网络工程、信息安全等专业的本科生、硕士生、在职研究生和相关领域的工程技术人员的教学用书或“计算机网络”等课程的参考书。

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网络技术结合了计算机、通信和微电子等技术,是IT领域最重要的分支之一,对人类活动产生了深远影响。从1969年ARPANET诞生迄今,网络技术不断发展演进,逐渐呈现出两大发展趋势:高速和无线。高速指在光纤等技术支撑下,网络带宽和流量日益扩大。而无线网络则突出泛在性、移动性和灵活性。 多年来国内高校IT各专业的本专科生和研究生中普遍开设了“计算机网络”课程,一些高校还设立了网络工程、物联网工程等专业。许多经典优秀教材,如Tanenbaum等著《计算机网络》、Kurose等著《计算机网络:自顶向下方法》、谢希仁著《计算机网络》等,已被广泛认可,这些教材以全面讲解计算机网络技术为主,无线网络一般只占极少部分。这也影响了大多数高校的课程体系,即在“计算机网络”课程中只讲授少量无线网络知识,较少单独安排无线网络课程。 但随着技术发展,无线网络越来越贴近人们的生活和工作,越来越多的终端设备(笔记本电脑、手机、传感器等)通过无线网络连接。一旦突破了线缆束缚,无线网络本身的发展呈现了多元化特点,从最初的无线局域网扩展到无线城域网、无线广域网、无线体域网、无线个域网、无线自组织网络、无线传感网、物联网和无线车载网等。如果不经系统学习,学生们会对纷繁复杂的无线网络原理和技术特点等感到困惑。 所以,开设一门单独的“无线网络”课程,在进入21世纪的今天已很有必要。近几年全国已有一些本专科院校陆续开设了本课程,但在全国高校中所占的比例仍较低。我们希望能在广大同仁的共同努力下,使这门课程能在高校全面开设。而目前系统介绍无线网络技术的高校教材非常缺乏,希望本书能促进相关教学工作,能为IT专业课程改革提供帮助。我们深入分析了已有的少量教材,积极借鉴了其优点,在此过程中,也深刻体会到先行者的努力和不易。 由于无线网络类型多样,实验环节安排较困难。简单的思路是在机房中配置无线AP进行接入和组网,形式单一,效果一般。少数高校增加了传感器节点、移动通信等设备,效果较好,但经费投入大,对设备、场地(室外环境)的要求较高。 本书大部分实验采用网络仿真,即通过权威网络仿真软件,利用普通PC平台,进行各种无线网络实验,减少场地、设备等对实验的影响。更进一步,学生还可通过仿真动画演示功能,直观形象地了解各种无线网络协议的原理和功能,强化学习效果。 实际上,网络仿真是科研人员、研究生等从事网络协议研发的重要途径,以往较少用于本科教学。但随着技术发展,选择部分网络仿真内容用于本科教学,时机已成熟。本书充分利用网络仿真技术,对各种无线网络技术给出仿真示例,提供了实验手册、源码、运行说明、演示动画和结果分析等内容。读者能更深入了解和感受技术原理和特点,还可自行修改脚本和源码,改变无线拓扑,加深体会。 本书第一版于2011年出版以来,已进入全国数十所高校,得到了许多师生的认可。第二版对内容进行了较大扩展和完善,增加了物联网、无线车载网络和智能交通、无线体域网、无线室内定位和无线家居网等章节,对许多原有章节也结合技术发展予以更新,同时提供了更多的应用示例。 针对每种无线网络技术,本书内容编排循序渐进。先阐述基本概念和原理,接着介绍应用,然后提供实验示例供操作练习,并附有习题和参考文献。附录A列举了部分相关专业术语,附录B提供了配套实验指南,便于教学安排。 通过学习本书,读者能了解无线网络技术的全貌,接触各种主流无线网络技术,熟悉各种技术的基本原理和功能,初步掌握用网络仿真技术来验证和开发无线网络技术的手段,为从事网络管理、网络工程、网络技术研发及相关领域工作打下良好基础。 本书可作为本科生、硕士生、在职研究生等修读“无线网络”相关课程的教材,建议安排32个理论学时和16个实验学时。部分内容较为基础,而部分内容涉及前沿研究,可根据各校实际和学生层次节选讲授。本书也可作为“计算机网络”等课程的参考书,或用于毕业设计、学生科研、课程设计及技术参考用书。 本书配套电子课件、实验手册、仿真实例源码、演示动画和教学研究网站平台等均可从清华大学出版社网站(http://www.tup.com.cn)下载访问。 本书涉及内容广泛,我们在编写过程中,查阅了大量参考文献,得到了许多有益的启示和帮助,在此向相关文献的原作者们表示感谢。限于篇幅,仅列出主要代表性文献。读者可根据自己的实际需要,查阅这些源文献,进一步接触无线网络前沿进展和应用。 本书由宁波大学金光和浙江大学江先亮编著,马金金、王千、郑君等同学参与了部分文字和绘图工作。本书在编写过程中得到了金明、谢志军、王晓东等老师的帮助和建议。本书出版得到了浙江省移动网络应用技术重点实验室、浙江省科技创新团队、宁波市科技创新团队、宁波大学教材建设项目、宁波大学研究生教育改革与课程建设项目等的资助,谨致谢意。 由于我们学识有限,本书存在许多不足,敬请读者不吝赐教。我们的电子邮箱是jinguang@nbu.edu.cn和jiangxianliang@zju.edu.cn。也欢迎读者访问我们的“无线网络技术教学研究平台”(http://www.thinkmesh.net/wireless/)。 金光江先亮 2014年2月

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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

    1.6.2IPv6和下一代因特网19

    1.6.3P2P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

    ◆无线网络技术教程(第二版)——原理、应用与实验目录第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 ...

  •  

    近几年来,无线网络技术发展迅猛。在互联接入方面,宽带网接入正呈现出传统以太网、无线局域网、移动通信网三者并重的局面。而在物联传感方面,无线网络新技术研发和应用更为迅速,具体涉及无线传感网、无线个域网、无线体域网、无线自组织网、无线定位导航、无线智能家居等。许多相关产业也升级到无线网络时代,这对高校IT专业人才培养提出了新的需求。

    反观目前国内高校IT大类的课程设置,计算机网络课程体系基本定型,主要以有线网络和Internet为主,核心内容围绕TCP/IP、以太网等。而开设无线网络课程的国内高校占比较少,多数教师的计算机网络教学安排并不涉及无线网络,一部分教师在计算机网络课程教学中适当补充讲授几个学时的无线网络知识,少数高校开设无线网络课程也多以理论介绍为主。

    对此,我们积极推进《无线网络》课程建设,结合高校IT类本科生的特点,编著出版了专业教材。着力体现技术的多样性和先进性,理论和应用并重,适合32学时的理论教学。同时设计了较完整的无线网络实验体系,提供20余项实验,适合16学时的实验教学需求。近几年在我校和国内几十所高校逐步开展教学实践,得到了广大师生的较好评价。

    金光,毕业于浙江大学,获计算机科学与技术博士学位。现为宁波大学教授,研究生导师。长期从事计算机网络等领域的教学科研工作,近几年针对《无线网络》课程开展了一系列教学研究活动。

       

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