无线与移动通信系统

第1章　绪论　1
1.1　蜂窝系统的历史　1
1.2　蜂窝系统的特性　6
1.3　蜂窝系统的基本原理　9
1.4　蜂窝系统结构　12
1.5　卫星系统　14
1.6　网络协议　15
1.7　特设网络(Ad hoc)和感知网络　15
1.8　无线局域网(LAN)和个人域网(PAN)　17
1.9　本书梗概　17
习题　18
参考文献　18
第2章　概率、统计和流量理论　20
2.1　引言　20
2.2　概率和统计的基本理论　20
2.2.1　随机变量　20
2.2.2　概率分布函数　21
2.2.3　概率密度函数　21
2.2.4　期望值、n阶矩、n阶中心矩和方差　21
2.2.5　一些重要的分布　23
2.2.6　多元随机变量　24
2.3　泊松到达模型　27
2.3.1　泊松过程的性质　27
2.3.2　泊松过程的到达时间间隔　27
2.3.3　泊松过程的无记忆性　28
2.3.4　泊松过程的融合性　28
2.3.5　泊松过程的分解性　28
2.4　基本排队系统　28
2.4.1　什么是排队论　28
2.4.2　排队论基础　28
2.4.3　坎德尔(Kendall)符号表示法　28
2.4.4　列德尔(Little)定理　29
2.4.5　马尔可夫过程　29
2.4.6　生灭过程　29
2.4.7　M/M/1/∞排队系统　30
2.4.8　M/M/s/∞排队系统　32
2.4.9　M/G/1/∞排队系统　33
2.5　小结　37
习题　37
参考文献　39
第3章　移动无线传播　40
3.1　引言　40
3.2　无线电波的类型　40
3.3　传播机制　41
3.4　自由空间传播　41
3.5　陆地传播　42
3.6　路径损耗　43
3.7　慢衰落　45
3.8　快衰落　47
3.8.1　包络的统计特性　47
3.8.2　瞬时幅度特性　49
3.9　多普勒效应　49
3.10　时延扩展　50
3.11　码间干扰　51
3.12　相干带宽　52
3.13　信道间干扰　52
3.14　小结　53
习题　53
参考文献　54
第4章　信道编码　55
4.1　引言　55
4.2　线性分组码　55
4.3　循环码　58
4.4　卷积码　59
4.5　交织器　61
4.6　涡旋码(Turbo码)　62
4.7　自动重发请求(ARQ)技术　62
4.7.1　停止并等待的自动重发请求方案　63
4.7.2　返回多包的自动重发请求方案　64
4.7.3　选择性重发的自动重发请求方案　64
4.8　小结　65
习题　66
参考文献　67
第5章　蜂窝的概念　68
5.1　引言　68
5.2　小区　68
5.3　信号强度和小区参数　69
5.4　小区容量　71
5.5　频率复用　73
5.6　同频信道干扰　74
5.7　小区分裂　75
5.8　分扇区　76
5.9　小结　77
习题　77
参考文献　79
第6章　多址无线接入　81
6.1　引言　81
6.2　多址无线接入协议　82
6.3　竞争式协议　82
6.3.1　ALOHA　83
6.3.2　分时隙的ALOHA　84
6.3.3　载波监听多址接入(CSMA)　85
6.3.4　带碰撞检测的载波监听多址接入(CSMA/CD)　88
6.3.5　免碰撞的载波监听多址接入(CSMA/CA)　88
6.4　小结　90
习题　90
参考文献　91
第7章　分割复用技术　93
7.1　引言　93
7.2　FDMA、TDMA、CDMA的概念和模型　93
7.2.1　频分多址接入(FDMA)　94
7.2.2　时分多址接入(TDMA)　95
7.2.3　码分多址接入(CDMA)　96
7.3　调制技术　100
7.3.1　调幅(AM)　100
7.3.2　调频(FM)　101
7.3.3　移频键控(FSK)　102
7.3.4　移相键控(PSK)　102
7.3.5　正交移相键控(QPSK)　103
7.3.6　π/4 QPSK　104
7.3.7　正交幅度调制(QAM)　104
7.3.8　16状态的正交幅度调制(16QAM)　105
7.4　小结　105
习题　105
参考文献　106
第8章　信道分配　107
8.1　引言　107
8.2　静态与动态分配　107
8.3　固定信道分配方案　108
8.3.1　简单的信道借用方案　108
8.3.2　复杂的信道借用方案　108
8.4　动态信道分配方案　109
8.4.1　中央控制的动态信道分配方案　110
8.4.2　分布式控制的动态信道分配方案　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　灵活信道分配方案　112
8.6　在特定的系统结构下的分配方案　112
8.6.1　一维系统的信道分配方案　112
8.6.2　基于重用分区的信道分配方案　113
8.6.3　基于重叠蜂窝小区的信道分配方案　113
8.7　信道建模　114
8.8　越区呼叫建模　116
8.9　小结　117
习题　117
参考文献　119
第9章　移动通信系统　120
9.1　引言　120
9.2　蜂窝系统的主要结构　120
9.3　登记　121
9.4　切换参数和底层支持　123
9.4.1　影响切换的参数　123
9.4.2　底层支持　124
9.5　骨干系统对漫游的支持　125
9.5.1　归属代理、外部代理以及移动互联网协议　127
9.5.2　骨干路由器间的重新路由　129
9.6　多播　129
9.7　安全与私密　132
9.7.1　加密技术　132
9.7.2　认证　133
9.7.3　无线系统的安全　135
9.8　小结　136
习题　136
参考文献　138
第 10 章　现有的无线通信系统　140
10.1　引言　140
10.2　先进移动电话系统(AMPS)　140
10.2.1　AMPS的特性　141
10.2.2　AMPS的操作　141
10.2.3　AMPS的工作过程　143
10.3　IS-41移动电话系统　144
10.3.1　概述　144
10.3.2　支持的操作　145
10.4　全球移动通信系统(GSM)　146
10.4.1　频段和信道　147
10.4.2　GSM的帧　148
10.4.3　GSM系统中的身份标识号码　149
10.4.4　GSM的分层、平面和接口　151
10.5　个人通信业务(PCS)　153
10.5.1　PCS发展编年表　154
10.5.2　Bellcore的PCS定义　155
10.6　IS-95移动电话系统　156
10.7　国际移动通信2000系统(IMT-2000)　160
10.7.1　国际频谱分配　161
10.7.2　第三代蜂窝系统提供的业务　161
10.7.3　融合的第三代(3G)系统　161
10.7.4　通用移动通信系统(UMTS)　162
10.8　小结　166
习题　166
参考文献　167
第11章　卫星通信系统　168
11.1　引言　168
11.2　卫星通信系统的分类　168
11.3　卫星系统的特点　172
11.4　卫星通信系统的建设　173
11.5　呼叫建立　175
11.6　全球卫星定位系统(GPS)　177
11.6.1　GPS的局限　179
11.6.2　GPS的优点　181
11.7　小结　182
习题　182
参考文献　183
第12章　网络协议　184
12.1　引言　184
12.2　开放式系统互联(OSI)模型　184
12.2.1　第一层：物理层　185
12.2.2　第二层：数据链路层　185
12.2.3　第三层：网络层　185
12.2.4　第四层：传输层　185
12.2.5　第五层：会话层　186
12.2.6　第六层：表示层　186
12.2.7　第七层：应用层　186
12.3　TCP/IP　186
12.3.1　物理和数据链路层　186
12.3.2　网络层　187
12.3.3　传输控制协议(TCP)　188
12.3.4　应用层　189
12.4　无线通信系统中的TCP　189
12.4.1　无线通信系统对TCP的需求　189
12.4.2　TCP有线版本的局限性　189
12.4.3　无线环境的解决方法　189
12.5　互联网协议第六版(IPv6)　191
12.5.1　从IPv4到IPv6的过渡　191
12.5.2　IPv6头格式　192
12.5.3　IPv6特征　193
12.5.4　IPv6和IPv4的差异　193
12.6　小结　193
习题　194
参考文献　194
第13章　特设网络和感知网络　196
13.1　引言　196
13.2　特设网络的特征　197
13.3　应用　197
13.4　路由　198
13.4.1　选路要求　199
13.4.2　选路分类　199
13.5　表驱动路由协议　200
13.5.1　排序的目的地距离矢量路由协议(DSDV)　200
13.5.2　簇头网关交换路由协议(CGSR)　200
13.5.3　无线路由协议(WRP)　201
13.6　按需源驱动路由　202
13.6.1　特设网络按需距离矢量路由(AODV)　202
13.6.2　动态源路由(DSR)　203
13.6.3　时间顺序路由算法(TORA)　204
13.6.4　基于关联性的路由(ABR)　206
13.6.5　基于信号稳定性的自适应路由(SSR)　207
13.7　混合协议　208
13.7.1　区域路由协议(ZRP)　208
13.7.2　鱼眼状态路由(FSR)　209
13.7.3　具有组移动性的陆标路由(LANMAR)　209
13.7.4　定位辅助路由(LAR)　210
13.7.5　移动性距离路由效应算法(DREAM)　211
13.7.6　相对距离微发现特设网络路由(RDMAR)　211
13.7.7　功率相关路由　212
13.7.8　无线感知网络　213
13.7.9　国防高级研究计划局(DARPA)致力于无线感知网络　215
13.7.10　感知网络的分类　216
13.7.11　无线感知网络的媒体接入控制(MAC)协议基础　216
13.8　感知网络中的平面路由　217
13.8.1　定向扩散　217
13.8.2　信息协商的感知协议(SPIN)　218
13.8.3　COUGAR　218
13.8.4　感知网络中的分层路由　218
13.8.5　基于簇的路由协议　220
13.8.6　灵活的配合　220
13.8.7　低能量自适应簇分层结构(LEACH)　220
13.8.8　门限敏感的能量高效感知网络(TEEN)　220
13.8.9　自适应周期型门限敏感的能量高效感知网络协议(APTEEN)　221
13.8.10　适应无线感知网络的内在动态本性　223
13.9　固定无线感知网络　223
13.10　小结　224
习题　224
参考文献　226
第14章　无线局域网与无线个人域网　230
14.1　引言　230
14.2　IEEE 802.11　230
14.3　跳飞(Ricochet)　232
14.3.1　跳飞(Ricochet)无线调制解调器　233
14.3.2　跳飞(Ricochet)提供的服务　234
14.4　家庭射频(HomeRF)　234
14.4.1　概述　234
14.4.2　家庭射频(HomeRF)技术　235
14.5　高性能局域网(HiperLAN)　237
14.6　蓝牙　239
14.7　小结　244
习题　244
参考文献　246
第15章　最新的发展　247
15.1　引言　247
15.2　特宽带(UWB)技术　248
15.2.1　UWB系统的特点　248
15.2.2　UWB信号传播　249
15.2.3　UWB技术的现今状态和应用　249
15.2.4　UWB技术的优点　250
15.2.5　UWB技术的缺点　250
15.2.6　UWB技术的挑战　250
15.2.7　未来方向　250
15.3　多媒体业务的需求　251
15.3.1　媒体编码　251
15.3.2　文件格式　252
15.3.3　高级文本传输协议(HTTP)　252
15.3.4　媒体控制协议　252
15.3.5　对话启动协议(SIP)　252
15.4　综合系统的移动性管理　252
15.5　无线网络中的组播　254
15.5.1　移动互联网上组播的新进展　254
15.5.2　可靠的无线组播协议　255
15.5.3　未来方向　256
15.6　移动特设网络(MANET)路由保持/恢复　257
15.7　感知网络的设计方法　258
15.7.1　感知数据库　259
15.7.2　协作式信息处理　259
15.7.3　操作系统的设计　260
15.8　蓝牙网络　260
15.8.1　蓝牙网络的接口　260
15.8.2　分布式拓扑结构　261
15.9　低功耗设计　262
15.10　扩展标记语言(XML)　263
15.10.1　HTML与标记语言　263
15.10.2　无线标记语言(WML)　264
15.11　威胁和安全问题　264
15.11.1　无线网络中的安全威胁　264
15.11.2　现存的有线网络的方法不能用于无线网络的原因　265
15.11.3　目前的方法　265
15.12　小结　266
习题　266
参考文献　268
附录A　爱尔朗B公式表　273
附录B　仿真题目　277
缩略语　279