首页 > 图书中心 > 无线网络技术教程(第二版)——原理、应用与实验

前言

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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