第1章无线通信与移动通信概论1

1.1无线通信与移动通信的基本概念1

1.1.1通信系统模型1

1.1.2无线通信的概念2

1.1.3移动通信的概念3

1.1.4无线通信与移动通信的发展历史3

1.2无线通信与移动通信的主要特点5

1.2.1传播条件5

1.2.2噪声与干扰5

1.2.3网络结构5

1.2.4综合多种技术6

1.2.5频谱资源6

1.3无线通信与移动通信的基本技术7

1.3.1信道技术7

1.3.2扩频技术8

1.3.3调制技术9

1.3.4编码技术10

1.3.5控制技术11

1.3.6收发技术11

1.3.7组网技术13

1.4无线通信与移动通信系统的分类14

1.4.1移动通信系统的分类14

1.4.2移动通信系统的工作方式15

1.5常用的无线通信与移动通信系统16

1.5.1微波中继通信系统16

1.5.2卫星通信系统18

1.5.3散射通信系统20

1.5.4无线寻呼系统21

1.5.5无绳电话系统21

1.5.6小灵通系统21

1.5.7蜂窝移动通信系统22

1.5.8集群移动通信系统25

1.5.9自由空间量子通信系统26

1.5.10物联网无线通信系统28

1.6本章小结29

1.7为进一步深入学习推荐的参考书目30

1.8习题31

第2章无线通信基础32

2.1无线电基础32

2.1.1自由空间中的麦克斯韦方程组32

2.1.2波动方程33

2.1.3电磁波33

2.1.4电磁波频谱34

2.1.5边界条件35

2.1.6电磁波的极化35

2.1.7坡印廷定理36

2.2微波技术37

2.2.1常用微波频段37

2.2.2微波技术的特点38

2.2.3微波铁三角38

2.2.4微波传输线39

2.2.5传输线方程40

2.2.6波导40

2.3天线技术41

2.3.1天线在无线通信与移动通信系统中的作用42

2.3.2天线的分类42

2.3.3电基本振子43

2.3.4天线的主要参数45

2.3.5无线通信系统常用天线49

2.3.6天线阵53

2.4电波传播55

2.4.1各种介质中的波55

2.4.2视距传播57

2.4.3空间波传播58

2.4.4地面波传播59

2.5本章小结61

2.6为进一步深入学习推荐的参考书目61

2.7习题62

第3章信道技术63

3.1无线信道传播特性63

3.1.1信道模型63

3.1.2微波中继信道64

3.1.3卫星通信信道64

3.1.4移动通信信道64

3.1.5短波电离层反射信道65

3.2无线信道特征65

3.2.1信号传播方式66

3.2.2信号的衰落67

3.2.3衰落的分类68

3.2.4衰落的仿真分析69

3.3无线信道传输模型70

3.3.1自由空间模型70

3.3.2常用传播模型71

3.4无线信道传输损耗71

3.4.1视距传播的极限距离72

3.4.2障碍物的绕射72

3.4.3传播损耗的计算73

3.5信道编码技术78

3.5.1扩频码和地址码78

3.5.2信道编码81

3.6分集接收技术92

3.6.1分集接收的概念92

3.6.2分集的分类93

3.6.3合并的方式94

3.7本章小结95

3.8为进一步深入学习推荐的参考书目96

3.9习题96

第4章数字调制解调技术98

4.1数字调制概述98

4.1.1调制的基本概念98

4.1.2数字调制的特点99

4.1.3数字调制的分类99

4.1.4数字调制的性能指标100

4.1.5数字调制信号的星座图101

4.2线性调制102

4.2.1二进制相移调制103

4.2.2差分相移调制105

4.2.3正交相移键控107

4.2.4交错正交相移键控(OQPSK)110

4.2.5π/4DQPSK111

4.3恒包络调制115

4.3.1最小频移键控115

4.3.2高斯最小频移键控(GMSK)119

4.4正交振幅调制122

4.4.1QAM信号产生122

4.4.2QAM信号功率谱123

4.4.3QAM信号的解调123

4.4.4QAM误码性能124

4.5多载波调制125

4.5.1OFDM基本原理125

4.5.2OFDM的实现127

4.5.3OFDM的特点130

4.5.4OFDM的应用132

4.6扩频调制技术134

4.6.1扩频调制基本原理134

4.6.2扩频调制的分类135

4.6.3扩频码序列138

4.6.4扩频调制的性能138

4.7本章小结141

4.8为进一步深入学习推荐的参考书目141

4.9习题141

第5章组网技术143

5.1移动通信网络概述143

5.1.1移动通信网的基本概念143

5.1.2移动通信组网的技术问题143

5.1.3移动通信网的组成143

5.2网络结构144

5.2.1基本网络结构144

5.2.2数字蜂窝移动通信网的网络结构145

5.2.3第三代移动通信网的网络结构147

5.3蜂窝技术148

5.3.1蜂窝小区的概念148

5.3.2频率复用149

5.3.3信道容量和同频干扰150

5.4多址技术152

5.4.1多路复用与多址接入152

5.4.2频分多址153

5.4.3时分多址155

5.4.4码分多址157

5.4.5不同多址接入系统的系统容量159

5.5越区切换技术161

5.5.1越区切换准则162

5.5.2越区切换的控制策略和信道分配163

5.5.3位置管理163

5.6网络安全技术164

5.6.1移动通信面临的攻击164

5.6.2保密通信系统简介165

5.6.3GSM系统的鉴权与加密167

5.6.43G系统的信息安全169

5.7本章小结171

5.8为进一步深入学习推荐的参考书目171

5.9习题172

第6章移动通信系统与标准173

6.1第一代移动通信173

6.2第二代移动通信——GSM和IS95173

6.2.1GSM174

6.2.2IS95176

6.3第三代移动通信——WCDMA、CDMA 2000、TDSCDMA和Wimax178

6.3.1IMT2000简介179

6.3.2第三代移动通信系统的标准和网络结构180

6.3.3CDMA 2000181

6.3.4WCDMA183

6.3.5TDSCDMA185

6.3.6Wimax187

6.3.7第三代移动通信的局限性190

6.4第四代移动通信190

6.4.1第四代移动通信的主要指标191

6.4.2第四代移动通信需研究和解决的技术问题 191

6.5宽带无线接入193

6.5.1无线个人域网193

6.5.2无线局域网194

6.5.3无线城域网194

6.5.4无线广域网195

6.6移动自组织网络195

6.6.1移动自组织网络的特点196

6.6.2Ad Hoc网络的体系结构196

6.6.3Ad Hoc网络中的关键技术198

6.6.4Ad Hoc网络信道接入协议198

6.6.5Ad Hoc网络的路由协议200

6.6.6自组织网络应用领域202

6.7本章小结203

6.8为进一步深入学习推荐的参考书目204

6.9习题204

第7章手机原理205

7.1手机原理概述205

7.1.1手机通信技术的发展过程205

7.1.2手机通信的步骤207

7.1.3手机原理框图207

7.2手机典型电路208

7.2.1射频部分208

7.2.2基带部分211

7.2.3外围部分212

7.3手机发展趋势213

7.3.1功能机到智能机的演变213

7.3.2智能手机的发展趋势214

7.4本章小结216

7.5为进一步深入学习推荐的参考书目216

7.6习题216

附录A英汉术语对照217参考文献221

第1章概述1

1.1计算机网络的形成与发展1

1.1.1面向终端的计算机网络1

1.1.2计算机—计算机网络2

1.1.3开放式标准化网络4

1.1.4网络计算的新时代4

1.2计算机网络概述5

1.2.1计算机网络的定义5

1.2.2计算机网络的特点7

1.2.3计算机网络的功能和应用7

1.2.4计算机网络的组成9

1.3计算机网络的分类10

1.3.1按传输技术划分10

1.3.2按分布距离划分10

1.3.3其他几种分类方法11

1.4计算机网络拓扑结构13

1.4.1计算机网络拓扑的定义13

1.4.2两类网络拓扑13

1.4.3常见的几种网络拓扑特点14

1.5几种典型的计算机网络结构类型16

1.5.1集中处理的主机—终端机结构16

1.5.2对等网络结构17

1.5.3客户机／服务器网络结构17

1.5.4浏览器/服务器结构17

1.5.5无盘工作站网络结构18

1.6计算机网络的性能18

1.6.1计算机网络的性能指标18

1.6.2计算机网络的非性能特征 20

习题1 21

第2章计算机网络体系结构23

2.1网络体系结构23

2.1.1网络体系结构基本概念23

2.1.2计算机网络层次体系结构24

2.1.3计算机网络层次模型24

2.2开放系统互连参考模型26

2.2.1开放系统互连基本参考模型26

2.2.2层次模型中各层功能27

2.3TCP/IP参考模型31

2.3.1TCP/IP参考模型概述32

2.3.2TCP/IP协议简介 33

2.4OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较35

2.5实体、协议、服务和服务访问点37

2.5.1实体、协议、服务和服务访问点的概念37

2.5.2面向连接服务与无连接服务39

习题2 39

第3章物理层41

3.1物理层的基本特性41

3.2数据通信的理论基础42

3.2.1傅里叶分析42

3.2.2有限带宽信号42

3.2.3数字通信系统44

3.2.4数据编码46

3.2.5数字调制技术50

3.2.6脉冲编码调制52

3.3通信方式与交换方式54

3.3.1数据通信方式54

3.3.2异步传输和同步传输54

3.3.3交换方式58

3.4多路复用技术59

3.4.1多路复用的基本概念60

3.4.2频分多路复用60

3.4.3同步时分多路复用61

3.4.4统计时分多路复用62

3.4.5两种多路复用技术的比较63

3.4.6波分复用技术63

3.4.7码分复用65

3.5计算机网络的传输介质66

3.5.1有线传输介质66

3.5.2无线传输介质68

3.6同步光纤网SONET和同步数字系列SDH69

习题3 71第4章数据链路层74

4.1数据链路层的设计问题74

4.1.1几个主要概念74

4.1.2数据链路层的目的75

4.1.3数据链路层的主要功能 75

4.2差错控制技术77

4.2.1差错控制原理77

4.2.2差错控制编码78

4.2.3差错控制方式79

4.2.4几种纠错方式80

4.3流量控制技术80

4.3.1停等流量控制81

4.3.2滑动窗口流量控制81

4.3.3自动请求重发82

4.3.4停等ARQ83

4.3.5返回N帧ARQ84

4.3.6选择性重发ARQ85

4.4点对点协议85

4.4.1PPP协议的作用86

4.4.2PPP协议的组成部分86

4.4.3PPP帧结构87

4.4.4PPP协议的工作状态88

4.5HDLC协议89

习题4 90

第5章局域网技术92

5.1局域网的基本概念92

5.1.1局域网的主要特点及实现技术92

5.1.2局域网参考模型93

5.1.3LAN的IEEE 802标准94

5.1.4逻辑链路控制子层95

5.1.5介质访问控制子层97

5.2局域网的介质访问控制方法98

5.2.1CSMA/CD和IEEE 802.3标准99

5.2.2令牌总线访问控制和IEEE 802.4标准102

5.2.3令牌环访问控制IEEE 802.5标准103

5.3传统以太网技术105

5.3.1粗缆以太网105

5.3.2细缆以太网106

5.3.3双绞线以太网106

5.3.43种布线方案的比较107

5.4交换式以太网108

5.5虚拟局域网VLAN110

5.5.1为什么要划分VLAN110

5.5.2VLAN的主要类型111

5.5.3VLAN的主要标准113

5.5.4VLAN标签交换114

5.5.5配置VLAN115

5.5.6设计VLAN116

5.6高速局域网技术117

5.6.1快速以太网117

5.6.2吉比特以太网118

5.6.3十吉比特以太网119

5.7无线局域网WLAN121

5.7.1WLAN组网方式121

5.7.2WLAN硬件125

5.7.3IEEE 802.11 MAC层127

5.7.4IEEE 802.11物理层129

5.7.5IEEE WLAN的安全技术130

习题5 130

第6章广域网技术133

6.1广域网的基本概念133

6.1.1广域网的构成133

6.1.2广域网的分组转发机制134

6.2x.25分组交换网136

6.3帧中继FR137

6.3.1帧中继的帧格式138

6.3.2帧中继的应用139

6.3.3两种可能的广域连接方法139

6.3.4帧中继用户接入设备139

6.3.5帧中继交换机140

6.4综合业务数字网ISDN140

6.4.1ISDN概述141

6.4.2宽带ISDN142

6.5异步传输模式ATM143

6.5.1ATM概述143

6.5.2ATM协议参考模型144

6.5.3ATM的信元格式146

6.5.4ATM交换机147

6.5.5ATM网络技术的应用148

习题6150

第7章网络层151

7.1网络层概述151

7.1.1网络层的设计问题151

7.1.2虚电路与数据报152

7.2网际协议IP155

7.2.1IP协议提供的服务155

7.2.2IPv4与 IPv6155

7.2.3IP地址158

7.2.4子网及子网掩码159

7.2.5无分类编址CIDR161

7.3因特网路由选择协议162

7.3.1内部网关协议163

7.3.2外部网关协议170

7.4因特网控制报文协议ICMP174

7.5网络互连设备176

7.5.1中继器176

7.5.2网桥178

7.5.3路由器181

7.6因特网中的多播184

7.6.1IP多播的基本概念184

7.6.2因特网组管理协议IGMP186

7.6.3多播路由选择187

习题7188

第8章传输层191

8.1传输层概述191

8.1.1传输层的设计问题191

8.1.2端口192

8.2用户数据报协议UDP193

8.2.1UDP概述193

8.2.2UDP用户数据报194

8.2.3UDP协议的几个特性195

8.2.4使用UDP195

8.3传输控制协议TCP196

8.3.1TCP概述196

8.3.2TCP报文段197

8.3.3TCP的可靠性198

8.3.4TCP连接管理200

8.3.5滑动窗口与流量控制201

8.4TCP的拥塞控制202

8.4.1慢开始和拥塞避免203

8.4.2快重传和快恢复205

8.5TCP的重传机制206

习题8208

第9章应用层211

9.1应用层概述211

9.1.1概念211

9.1.2应用层的主要协议211

9.2域名解析协议DNS212

9.2.1域名系统212

9.2.2域名解析214

9.3文件传输协议214

9.3.1文件传输协议FTP214

9.3.2简单文件传送协议TFTP215

9.4远程终端协议Telnet216

9.5电子邮件218

9.5.1电子邮件系统构成218

9.5.2邮件地址与基本格式220

9.5.3通用Internet邮件扩展协议MIME221

9.5.4因特网报文存取协议IMAP221

9.6万维网222

9.7动态主机配置协议DHCP226

9.8应用进程跨越网络的通信228

9.8.1系统调用和应用编程接口228

9.8.2服务器的两种工作方式230

9.8.3进程通过系统调用接口进行通信的过程231

习题9233

第10章接入网技术236

10.1铜线接入网技术236

10.1.1xDSL技术236

10.1.2CATV241

10.2Cable Modem接入技术243

10.2.1Cable Modem243

10.2.2Cable Modem分类243

10.2.3Cable Modem技术原理244

10.2.4Cable Modem标准和规范245

10.2.5Cable Modem接入实现245

10.2.6现行HFC网改造246

10.2.7Cable Modem的应用前景247

10.3光纤接入网技术247

10.4无线接入网技术248

10.4.1GSM/GPRS249

10.4.2WAP251

10.5虚拟专用网VPN253

10.6网络地址转换NAT258

习题10260

第11章网络安全技术262

11.1网络安全问题概述262

11.1.1网络安全的概念和安全控制模型262

11.1.2安全威胁263

11.2加密与认证技术266

11.2.1密码学的基本概念267

11.2.2常规密钥密码体制271

11.2.3公开密钥加密技术272

11.2.4数字签名274

11.2.5身份认证技术274

11.3防火墙技术275

11.3.1防火墙概述275

11.3.2防火墙系统结构276

11.3.3防火墙分类277

11.3.4防火墙的作用277

11.3.5防火墙的设计策略278

11.4病毒与病毒的防治279

11.4.1病毒的种类及特点279

11.4.2病毒的传播途径与防治280

11.5因特网商务中的加密281

11.5.1安全插口层SSL282

11.5.2安全电子交易283

11.6因特网的网络层安全协议族284

11.6.1IPSec因特网的网络层安全协议族与安全关联284

11.6.2鉴别首部AH284

11.6.3封装安全有效载荷285

习题11285

第12章网络管理技术287

12.1网络管理技术概述287

12.1.1网络管理概述287

12.1.2ISO网络管理模式288

12.1.3公共管理信息协议289

12.1.4简单网络管理协议290

12.2网络维护工具291

12.3局域网常见的故障排除295

12.3.1网络常见故障295

12.3.2网络故障的排除296

12.4网络安全管理301

12.4.1网络基础设施管理301

12.4.2操作系统及网络应用系统的管理301

12.4.3网络的安全管理301

习题12303

第13章网络系统规划与设计304

13.1确定网络设计目标304

13.1.1需求分析304

13.1.2工程论证305

13.1.3网络设计原则306

13.2确定网络设计方案307

13.2.1网络标准的选择307

13.2.2网络拓扑结构选择307

13.2.3建立分级三层设计模型307

13.2.4IP地址规划311

13.2.5网络布线设计312

13.2.6安全设计313

13.3网络产品选型315

13.3.1网络硬件设备选型315

13.3.2网络软件选择317

习题13318

第14章网络技术综合应用319

14.1交换三级网319

14.1.1网络拓扑320

14.1.2IP地址分配321

14.1.3VLAN划分322

14.1.4安全设计323

14.1.5网络管理323

14.2路由三级网323

14.3无线局域网325

14.3.1室内无线网络325

14.3.2室外无线网络327

14.4网络构建与配置案例328

14.4.1项目背景介绍328

14.4.2项目要求329

14.4.3项目实施过程及配置330

习题14338

第15章因特网的音视频技术340

15.1音视频播放技术介绍340

15.1.1流媒体技术340

15.1.2视频编解码技术341

15.1.3数据存储技术341

15.1.4P2P技术341

15.1.5CDN与PCDN343

15.1.6宽带接入技术344

15.2音视频播放技术的应用方案——IPTV345

15.2.1概念及特点345

15.2.2典型体系架构345

15.3流媒体技术应用346

15.3.1流媒体技术基础347

15.3.2流媒体技术原理347

15.3.3流媒体技术应用348

15.3.4流媒体技术的发展349

习题15350

附录A实验与上机指导351

实验1认识局域网351

实验2常用网络测试工具的应用352

实验3虚拟局域网VLAN的设置354

实验4IP地址分配与子网划分355

实验5路由器连接局域网实验357

实验6静态路由实验358

实验7动态路由协议配置359

实验8网络协议分析361

实验9Internet的应用364

实验10NAT网络地址转换实验364

参考文献368