無線與移動通信系統(tǒng)

第1章　緒論　1
1.1　蜂窩系統(tǒng)的歷史　1
1.2　蜂窩系統(tǒng)的特性　6
1.3　蜂窩系統(tǒng)的基本原理　9
1.4　蜂窩系統(tǒng)結(jié)構(gòu)　12
1.5　衛(wèi)星系統(tǒng)　14
1.6　網(wǎng)絡(luò)協(xié)議　15
1.7　特設(shè)網(wǎng)絡(luò)(Ad hoc)和感知網(wǎng)絡(luò)　15
1.8　無線局域網(wǎng)(LAN)和個人域網(wǎng)(PAN)　17
1.9　本書梗概　17
習(xí)題　18
參考文獻(xiàn)　18
第2章　概率、統(tǒng)計和流量理論　20
2.1　引言　20
2.2　概率和統(tǒng)計的基本理論　20
2.2.1　隨機變量　20
2.2.2　概率分布函數(shù)　21
2.2.3　概率密度函數(shù)　21
2.2.4　期望值、n階矩、n階中心矩和方差　21
2.2.5　一些重要的分布　23
2.2.6　多元隨機變量　24
2.3　泊松到達(dá)模型　27
2.3.1　泊松過程的性質(zhì)　27
2.3.2　泊松過程的到達(dá)時間間隔　27
2.3.3　泊松過程的無記憶性　28
2.3.4　泊松過程的融合性　28
2.3.5　泊松過程的分解性　28
2.4　基本排隊系統(tǒng)　28
2.4.1　什么是排隊論　28
2.4.2　排隊論基礎(chǔ)　28
2.4.3　坎德爾(Kendall)符號表示法　28
2.4.4　列德爾(Little)定理　29
2.4.5　馬爾可夫過程　29
2.4.6　生滅過程　29
2.4.7　M/M/1/∞排隊系統(tǒng)　30
2.4.8　M/M/s/∞排隊系統(tǒng)　32
2.4.9　M/G/1/∞排隊系統(tǒng)　33
2.5　小結(jié)　37
習(xí)題　37
參考文獻(xiàn)　39
第3章　移動無線傳播　40
3.1　引言　40
3.2　無線電波的類型　40
3.3　傳播機制　41
3.4　自由空間傳播　41
3.5　陸地傳播　42
3.6　路徑損耗　43
3.7　慢衰落　45
3.8　快衰落　47
3.8.1　包絡(luò)的統(tǒng)計特性　47
3.8.2　瞬時幅度特性　49
3.9　多普勒效應(yīng)　49
3.10　時延擴展　50
3.11　碼間干擾　51
3.12　相干帶寬　52
3.13　信道間干擾　52
3.14　小結(jié)　53
習(xí)題　53
參考文獻(xiàn)　54
第4章　信道編碼　55
4.1　引言　55
4.2　線性分組碼　55
4.3　循環(huán)碼　58
4.4　卷積碼　59
4.5　交織器　61
4.6　渦旋碼(Turbo碼)　62
4.7　自動重發(fā)請求(ARQ)技術(shù)　62
4.7.1　停止并等待的自動重發(fā)請求方案　63
4.7.2　返回多包的自動重發(fā)請求方案　64
4.7.3　選擇性重發(fā)的自動重發(fā)請求方案　64
4.8　小結(jié)　65
習(xí)題　66
參考文獻(xiàn)　67
第5章　蜂窩的概念　68
5.1　引言　68
5.2　小區(qū)　68
5.3　信號強度和小區(qū)參數(shù)　69
5.4　小區(qū)容量　71
5.5　頻率復(fù)用　73
5.6　同頻信道干擾　74
5.7　小區(qū)分裂　75
5.8　分扇區(qū)　76
5.9　小結(jié)　77
習(xí)題　77
參考文獻(xiàn)　79
第6章　多址無線接入　81
6.1　引言　81
6.2　多址無線接入?yún)f(xié)議　82
6.3　競爭式協(xié)議　82
6.3.1　ALOHA　83
6.3.2　分時隙的ALOHA　84
6.3.3　載波監(jiān)聽多址接入(CSMA)　85
6.3.4　帶碰撞檢測的載波監(jiān)聽多址接入(CSMA/CD)　88
6.3.5　免碰撞的載波監(jiān)聽多址接入(CSMA/CA)　88
6.4　小結(jié)　90
習(xí)題　90
參考文獻(xiàn)　91
第7章　分割復(fù)用技術(shù)　93
7.1　引言　93
7.2　FDMA、TDMA、CDMA的概念和模型　93
7.2.1　頻分多址接入(FDMA)　94
7.2.2　時分多址接入(TDMA)　95
7.2.3　碼分多址接入(CDMA)　96
7.3　調(diào)制技術(shù)　100
7.3.1　調(diào)幅(AM)　100
7.3.2　調(diào)頻(FM)　101
7.3.3　移頻鍵控(FSK)　102
7.3.4　移相鍵控(PSK)　102
7.3.5　正交移相鍵控(QPSK)　103
7.3.6　π/4 QPSK　104
7.3.7　正交幅度調(diào)制(QAM)　104
7.3.8　16狀態(tài)的正交幅度調(diào)制(16QAM)　105
7.4　小結(jié)　105
習(xí)題　105
參考文獻(xiàn)　106
第8章　信道分配　107
8.1　引言　107
8.2　靜態(tài)與動態(tài)分配　107
8.3　固定信道分配方案　108
8.3.1　簡單的信道借用方案　108
8.3.2　復(fù)雜的信道借用方案　108
8.4　動態(tài)信道分配方案　109
8.4.1　中央控制的動態(tài)信道分配方案　110
8.4.2　分布式控制的動態(tài)信道分配方案　110
8.5　其他信道分配方案　111
8.5.1　混合信道分配方案　111
8.5.2　靈活信道分配方案　112
8.6　在特定的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)下的分配方案　112
8.6.1　一維系統(tǒng)的信道分配方案　112
8.6.2　基于重用分區(qū)的信道分配方案　113
8.6.3　基于重疊蜂窩小區(qū)的信道分配方案　113
8.7　信道建模　114
8.8　越區(qū)呼叫建?！?16
8.9　小結(jié)　117
習(xí)題　117
參考文獻(xiàn)　119
第9章　移動通信系統(tǒng)　120
9.1　引言　120
9.2　蜂窩系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)　120
9.3　登記　121
9.4　切換參數(shù)和底層支持　123
9.4.1　影響切換的參數(shù)　123
9.4.2　底層支持　124
9.5　骨干系統(tǒng)對漫游的支持　125
9.5.1　歸屬代理、外部代理以及移動互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議　127
9.5.2　骨干路由器間的重新路由　129
9.6　多播　129
9.7　安全與私密　132
9.7.1　加密技術(shù)　132
9.7.2　認(rèn)證　133
9.7.3　無線系統(tǒng)的安全　135
9.8　小結(jié)　136
習(xí)題　136
參考文獻(xiàn)　138
第 10 章　現(xiàn)有的無線通信系統(tǒng)　140
10.1　引言　140
10.2　先進(jìn)移動電話系統(tǒng)(AMPS)　140
10.2.1　AMPS的特性　141
10.2.2　AMPS的操作　141
10.2.3　AMPS的工作過程　143
10.3　IS-41移動電話系統(tǒng)　144
10.3.1　概述　144
10.3.2　支持的操作　145
10.4　全球移動通信系統(tǒng)(GSM)　146
10.4.1　頻段和信道　147
10.4.2　GSM的幀　148
10.4.3　GSM系統(tǒng)中的身份標(biāo)識號碼　149
10.4.4　GSM的分層、平面和接口　151
10.5　個人通信業(yè)務(wù)(PCS)　153
10.5.1　PCS發(fā)展編年表　154
10.5.2　Bellcore的PCS定義　155
10.6　IS-95移動電話系統(tǒng)　156
10.7　國際移動通信2000系統(tǒng)(IMT-2000)　160
10.7.1　國際頻譜分配　161
10.7.2　第三代蜂窩系統(tǒng)提供的業(yè)務(wù)　161
10.7.3　融合的第三代(3G)系統(tǒng)　161
10.7.4　通用移動通信系統(tǒng)(UMTS)　162
10.8　小結(jié)　166
習(xí)題　166
參考文獻(xiàn)　167
第11章　衛(wèi)星通信系統(tǒng)　168
11.1　引言　168
11.2　衛(wèi)星通信系統(tǒng)的分類　168
11.3　衛(wèi)星系統(tǒng)的特點　172
11.4　衛(wèi)星通信系統(tǒng)的建設(shè)　173
11.5　呼叫建立　175
11.6　全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)　177
11.6.1　GPS的局限　179
11.6.2　GPS的優(yōu)點　181
11.7　小結(jié)　182
習(xí)題　182
參考文獻(xiàn)　183
第12章　網(wǎng)絡(luò)協(xié)議　184
12.1　引言　184
12.2　開放式系統(tǒng)互聯(lián)(OSI)模型　184
12.2.1　第一層：物理層　185
12.2.2　第二層：數(shù)據(jù)鏈路層　185
12.2.3　第三層：網(wǎng)絡(luò)層　185
12.2.4　第四層：傳輸層　185
12.2.5　第五層：會話層　186
12.2.6　第六層：表示層　186
12.2.7　第七層：應(yīng)用層　186
12.3　TCP/IP　186
12.3.1　物理和數(shù)據(jù)鏈路層　186
12.3.2　網(wǎng)絡(luò)層　187
12.3.3　傳輸控制協(xié)議(TCP)　188
12.3.4　應(yīng)用層　189
12.4　無線通信系統(tǒng)中的TCP　189
12.4.1　無線通信系統(tǒng)對TCP的需求　189
12.4.2　TCP有線版本的局限性　189
12.4.3　無線環(huán)境的解決方法　189
12.5　互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版(IPv6)　191
12.5.1　從IPv4到IPv6的過渡　191
12.5.2　IPv6頭格式　192
12.5.3　IPv6特征　193
12.5.4　IPv6和IPv4的差異　193
12.6　小結(jié)　193
習(xí)題　194
參考文獻(xiàn)　194
第13章　特設(shè)網(wǎng)絡(luò)和感知網(wǎng)絡(luò)　196
13.1　引言　196
13.2　特設(shè)網(wǎng)絡(luò)的特征　197
13.3　應(yīng)用　197
13.4　路由　198
13.4.1　選路要求　199
13.4.2　選路分類　199
13.5　表驅(qū)動路由協(xié)議　200
13.5.1　排序的目的地距離矢量路由協(xié)議(DSDV)　200
13.5.2　簇頭網(wǎng)關(guān)交換路由協(xié)議(CGSR)　200
13.5.3　無線路由協(xié)議(WRP)　201
13.6　按需源驅(qū)動路由　202
13.6.1　特設(shè)網(wǎng)絡(luò)按需距離矢量路由(AODV)　202
13.6.2　動態(tài)源路由(DSR)　203
13.6.3　時間順序路由算法(TORA)　204
13.6.4　基于關(guān)聯(lián)性的路由(ABR)　206
13.6.5　基于信號穩(wěn)定性的自適應(yīng)路由(SSR)　207
13.7　混合協(xié)議　208
13.7.1　區(qū)域路由協(xié)議(ZRP)　208
13.7.2　魚眼狀態(tài)路由(FSR)　209
13.7.3　具有組移動性的陸標(biāo)路由(LANMAR)　209
13.7.4　定位輔助路由(LAR)　210
13.7.5　移動性距離路由效應(yīng)算法(DREAM)　211
13.7.6　相對距離微發(fā)現(xiàn)特設(shè)網(wǎng)絡(luò)路由(RDMAR)　211
13.7.7　功率相關(guān)路由　212
13.7.8　無線感知網(wǎng)絡(luò)　213
13.7.9　國防高級研究計劃局(DARPA)致力于無線感知網(wǎng)絡(luò)　215
13.7.10　感知網(wǎng)絡(luò)的分類　216
13.7.11　無線感知網(wǎng)絡(luò)的媒體接入控制(MAC)協(xié)議基礎(chǔ)　216
13.8　感知網(wǎng)絡(luò)中的平面路由　217
13.8.1　定向擴散　217
13.8.2　信息協(xié)商的感知協(xié)議(SPIN)　218
13.8.3　COUGAR　218
13.8.4　感知網(wǎng)絡(luò)中的分層路由　218
13.8.5　基于簇的路由協(xié)議　220
13.8.6　靈活的配合　220
13.8.7　低能量自適應(yīng)簇分層結(jié)構(gòu)(LEACH)　220
13.8.8　門限敏感的能量高效感知網(wǎng)絡(luò)(TEEN)　220
13.8.9　自適應(yīng)周期型門限敏感的能量高效感知網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(APTEEN)　221
13.8.10　適應(yīng)無線感知網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)在動態(tài)本性　223
13.9　固定無線感知網(wǎng)絡(luò)　223
13.10　小結(jié)　224
習(xí)題　224
參考文獻(xiàn)　226
第14章　無線局域網(wǎng)與無線個人域網(wǎng)　230
14.1　引言　230
14.2　IEEE 802.11　230
14.3　跳飛(Ricochet)　232
14.3.1　跳飛(Ricochet)無線調(diào)制解調(diào)器　233
14.3.2　跳飛(Ricochet)提供的服務(wù)　234
14.4　家庭射頻(HomeRF)　234
14.4.1　概述　234
14.4.2　家庭射頻(HomeRF)技術(shù)　235
14.5　高性能局域網(wǎng)(HiperLAN)　237
14.6　藍(lán)牙　239
14.7　小結(jié)　244
習(xí)題　244
參考文獻(xiàn)　246
第15章　最新的發(fā)展　247
15.1　引言　247
15.2　特寬帶(UWB)技術(shù)　248
15.2.1　UWB系統(tǒng)的特點　248
15.2.2　UWB信號傳播　249
15.2.3　UWB技術(shù)的現(xiàn)今狀態(tài)和應(yīng)用　249
15.2.4　UWB技術(shù)的優(yōu)點　250
15.2.5　UWB技術(shù)的缺點　250
15.2.6　UWB技術(shù)的挑戰(zhàn)　250
15.2.7　未來方向　250
15.3　多媒體業(yè)務(wù)的需求　251
15.3.1　媒體編碼　251
15.3.2　文件格式　252
15.3.3　高級文本傳輸協(xié)議(HTTP)　252
15.3.4　媒體控制協(xié)議　252
15.3.5　對話啟動協(xié)議(SIP)　252
15.4　綜合系統(tǒng)的移動性管理　252
15.5　無線網(wǎng)絡(luò)中的組播　254
15.5.1　移動互聯(lián)網(wǎng)上組播的新進(jìn)展　254
15.5.2　可靠的無線組播協(xié)議　255
15.5.3　未來方向　256
15.6　移動特設(shè)網(wǎng)絡(luò)(MANET)路由保持/恢復(fù)　257
15.7　感知網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計方法　258
15.7.1　感知數(shù)據(jù)庫　259
15.7.2　協(xié)作式信息處理　259
15.7.3　操作系統(tǒng)的設(shè)計　260
15.8　藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)　260
15.8.1　藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)的接口　260
15.8.2　分布式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)　261
15.9　低功耗設(shè)計　262
15.10　擴展標(biāo)記語言(XML)　263
15.10.1　HTML與標(biāo)記語言　263
15.10.2　無線標(biāo)記語言(WML)　264
15.11　威脅和安全問題　264
15.11.1　無線網(wǎng)絡(luò)中的安全威脅　264
15.11.2　現(xiàn)存的有線網(wǎng)絡(luò)的方法不能用于無線網(wǎng)絡(luò)的原因　265
15.11.3　目前的方法　265
15.12　小結(jié)　266
習(xí)題　266
參考文獻(xiàn)　268
附錄A　愛爾朗B公式表　273
附錄B　仿真題目　277
縮略語　279