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前言

《无线通信网络与系统》本书涵盖了所有类型的无线通信,从卫星通信、蜂窝通信到局域网和个域网。内容分为四部分:技术背景、无线通信技术、无线局域网与个域网、无线移动网络与应用。本节为前言。

作者:朱磊/许魁 译来源:机械工业出版社|2017-11-15 18:04

前言

Wireless Communication Networks and Systems

目标

无线技术已成为电信和网络中最令人兴奋的领域。移动电话使用的快速增长,各种卫星服务、无线网络,以及现在的无线智能手机、平板电脑、4G手机、应用程序和物联网等给电信和网络领域带来了巨大变化。夸张地说,无线技术彻底改变了人们的工作方式,互相交流的方式,甚至影响了社会结构的构成和转变。本书对整个无线通信领域进行了概述。它全面涵盖了从卫星和蜂窝到局域网和个域网的所有类型的无线通信。

本书的内容组织结构尝试将这个很大的主题划分为更易理解的多个部分,并一部分一部分地调研最先进的技术。本书重点讨论无线系统的各个方面——无线通信技术、用于构建无线网络的协议与介质访问控制,并介绍无线系统的部署和管理,以协调整个网络设备(基站、路由器、智能手机、传感器)。完整的无线系统的范例是4G长期演进(Long Term Evolution,LTE)系统。

本书讨论了无线通信新的研究领域中最重要的技术和体系结构方面的基本原理和主题。之后,本书对一些前沿的主题进行了详细讨论,包括千兆Wi-Fi、物联网、ZigBee以及4G LTE-Advanced。

本书的主题如下。

●技术和体系结构:一小部分技术可以用来表征和区分无线通信与组网方式,其中包括:频段、信号编码技术、纠错技术,以及网络体系结构。

●网络类型:本书涵盖了无线网络的多个重要类型,包括无线局域网、无线个域网、蜂窝、卫星和固定无线接入网络。

●设计方法:本书探讨了针对特定通信需求的替代原则和方法,可以加深读者对无线系统设计的关键原则的理解。

●标准:本书提供了一个理解具体无线标准的全面指南,如ITU、IEEE 802、3GPP颁布的标准以及其他组织制定的标准。这些标准着重反映了标准在定义一个领域的产品和未来研究方向方面的重要性。

●应用:一些重要的操作系统和应用程序(通常称为“app”)已经吸引了无线设备消费者的注意。本书探讨了这些app,它们使无线设备更加便于用户访问,还详细介绍了这些平台和应用程序的开发过程。

本书包括大量的在线词汇表,并列出常用的缩略语,以及参考书目。每章都包括为进一步阅读提供的问题和建议。每章还包括用于内容回顾的关键术语和一些复习题。

目标读者

本书在内容编排上主要面向对无线通信网络和系统感兴趣的广大读者和学生。本书内容能够在以下几个方面提供很好的灵活性。

●多个学科的读者:本书提供一些基础背景材料和更具深度的材料从而使多个学科的读者也可以从中受益。

■对于具有计算机科学与信息技术背景知识的读者,本书提供了信号和系统方面易于接受和足够的背景知识。除了学习整个无线系统外,读者可以特别研究支持LTE和移动设备操作系统与程序设计的演进的分组系统。

■对于电气工程、计算机工程专业(甚至其他工程领域)的读者,网络和协议是必须掌握的内容,本书提供了这些高年级本科通信课程的详细内容,而没有必要去学习另一门通信课程。第6~10章深入介绍了无线传输、调制技术、OFDM、CDMA和差错控制编码。本书后续章节中的技术可以用来作为这些技术的例子。本书不仅提供了基本原理,还介绍了目前和未来将要使用的无线技术。

■不同基础的读者:对于那些在无线通信方面甚至在通信技术方面刚刚入门的读者,通过本书的学习,他们也可以对无线通信非常精通。对于那些已有一定基础知识的读者,通过阅读本书能够了解无线网络的最新进展。

■不同深度的内容:本书提供了不同深度的选项以覆盖不同的内容。最值得注意的是,第5章覆盖了所有的无线概念,这种教程级的概念有助于理解本书其他章节的内容。第6~10章涵盖了相同的主题,有助于部分读者对这部分内容进行更深入的了解。这种内容编排使得具有不同兴趣、不同知识水平和不同专业知识的读者都能够受益。

内容安排

本书的目的是在无线通信的基本原理、无线网络和无线应用等方面提供一个全面的技术研究。本书的主要内容可以分为4个部分,如图P-1所示。

第一部分:介绍数据与数据包通信过程,以及协议层、TCP/IP和数据网络。

第二部分:覆盖关于发送无线信号的过程和对抗无线信道的影响的所有信息。第5章对这些内容进行了简要介绍,并通过第6~10章进行了详细介绍。

第三部分:对IEEE 802.11、IEEE 802.15、蓝牙、物联网以及ZigBee等内容进行了详细介绍。

第四部分:包括蜂窝移动通信系统原理、LTE、智能手机和移动应用等内容,还涵盖了卫星、固定无线和WiMAX等长距离通信。

本书易于开展课程教学,书中包括大量的图表。下面给出更多的细节。每一章还包括关键术语、复习题、问题,以及推荐阅读。本书还包括常用的缩略语以及参考文献清单。

学习的顺序

对于这样广泛的内容,需要根据学生和课程情况对选学内容进行仔细规划。本书提供了一些灵活性。例如,本书中的内容不需要逐章学习。事实上,根据作者的经验,学生和教师能够更快地投入其所需的技术本身中。其中的一个作者在他的课程中经常只需要直接研究IEEE 802.11(第11章)而并不需要集中学习无线通信的全部细节。如果学生已经研究了实际的技术,则也可能需要首先跳过一些物理层的细节(例如,暂时跳过11.5节和11.6节),使学生能够更好地参与并开展实际项目研究。

以下是本书的学习建议:

●第5章与第6~10章介绍的主题相同,只是详略程度不同,可以二选一。反过来,如果需要学习第6~10章,则可以跳过第5章。

●第三部分可以放在第二部分之前,以忽略一些关于物理层的细节,这些细节可以在后面再次详细学习。然而,第二部分应放在第四部分之前。

●第2~4章可以作为课外阅读作业。

●在第三部分中,每章都或多或少是独立的,可以按照任何顺序来学习,主要取决于感兴趣的程度。

●除了第13章和第14章中的蜂窝系统和LTE应该归为同一个单元来研究外,第四部分中的各章也可以按任何顺序进行研究。

●计算机科学和信息技术课程可以更专注于第11章、第12章和第15章中的Wi-Fi、IEEE 802.15以及移动应用等内容,然后学习MAC协议和移动设备编程。

●电气工程和工程技术专业的学生可以重点关注第6~10章中用于IEEE 802.11和LTE系统中的调制和差错控制编码相关的内容。

教辅资源

本书的主要目标是使它成为这一令人兴奋和快速发展学科的一种有效的教学工具。这一目标反映在本书的结构和辅助材料中。本书提供了下列补充材料来帮助教师进行教学 关于本书教辅资源,只有使用本书作为教材的教师才可以申请,需要的教师请填写本书最后一页“教学支持申请表”,并通过邮件同时发给培生与我方。——编辑注:

●答案手册:给出了所有章后面的复习题和问题的解答。

●补充问题:提供了本书内容以外的其他问题。

●项目手册:给出了下一节中列出的所有项目类别的建议项目任务。

●幻灯片:提供了覆盖所有章节配套的教学幻灯片。

●PDF文件:本书中所有的图和表的副本。

致谢

本书得益于多名无私地奉献他们的时间和专业知识的审稿专家。以下教授和老师对本书进行了详细的审稿:Alex WijesIinha(陶森大学)、Ezzat Kirmani博士(州立圣克劳德大学)、Feng Li博士(普渡大学印第安那波利斯分校)、Guillermo A. Francia III博士(杰克森维尔州立大学)、Kamesh Namuduri博士(北德州大学)、Melody Moh博士(圣何塞州立大学)、Wuxu Peng博士(德克萨斯州立大学)、Frank E.Green (马里兰大学,巴尔的摩县)、Gustavo Vejarano(洛约拉马利蒙特大学)、Ilker Demirkol(罗切斯特理工学院)、Prashant Krishnamurthy(匹兹堡大学)和Russell C.Pepe(新泽西理工学院)。

密苏里大学堪萨斯分校的几位学生为绘图做出了非常有价值的贡献。Pedro Tonhozi de Oliveira、Rahul Arun Paropkari和Naveen Narasimhaiah也致力于项目开发并提供了很大的帮助。

Kristopher Micinski提供了第15章中的大多数关于移动应用的材料。

最后,我们感谢许多负责本书出版的工作人员,他们一如既往地出色完成了整个工作。这包括Pearson的员工,特别是编辑Tracy Johnson、项目经理Carole Snyder和产品经理Bob Engelhardt。我们也感谢Mahalatchoumy Saravanan以及Jouve India生产人员优秀、快速的工作。我们也感谢Pearson的营销和销售人员,没有他们的努力本书不会出现在你面前。


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【责任编辑:book TEL:(010)68476606】

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