经典译丛·信息与通信技术 无线接入与定位 原理与技术 作者:(美)卡韦赫·巴列维安,普拉沙特·克里希纳穆尔蒂 著出版时间: 2017年版丛编项: 经典译丛-信息与通信技术内容简介 本书以无线,网络为研究背景,对目前主要的无线网络和定位技术做了系统而全面的阐述。本书展示了广域网、局域网和个域网中用来提供无线接入和定位的基础设施设计和部署原则。第一部分(第2章至第4章)介绍了传输和接入基础,讲解了无线媒体的特点,详细论述了无线网络物理层特性和媒体接入方法。第二部分(第5章至第7章)详细介绍了网络底层设计的原理,深入阐述了无线网络的应用、操作及安全问题。第三部分(第8章至第10章)概括了无线局域网络接入技术,其中详细介绍了无线局域网、低功率传感器网络及无线以太网接入技术。第四部分(第11章至第13章)论述了无线广域网接入技术,内容涵盖TDMA蜂窝网、CDMA蜂窝网、OFDM和MIMO蜂窝网。第五部分(第14章至第16章)详细介绍了无线定位技术,在引入地理位置信息系统的基础上,详细介绍了射频定位的基本原理,最后阐述了实际应用中的定位技术。本书通过实际案例和图表对原理、标准与核心技术进行了辅助说明,并设计了具有针对性的习题、思考题以供读者参考学习,学生可以利用MATLAB进行仿真来解决这些问题。目录第1章 概要1.1 概要1.2 信息网络的要素1.2.1 应用、设备和网络的发展1.2.2 信息网络基础结构和无线接入1.2.3 无线接入与定位之间的关系1.2.4 信息网络的标准化组织1.2.5 无线组网标准发展的四个市场1.2.6 无线数据应用的发展趋势1.3 无线接入到PSTN的发展1.3.1 无绳电话系统1.3.2 蜂窝电话网络1.4 无线接入到因特网的发展1.4.1 局域无线数据网络1.4.2 广域无线数据网络1.5 无线定位技术的发展1.5.1 基于TOA的无线定位1.5.2 基于RSS的定位1.6 本书的结构1.6.1 第一部分: 空中接口设计的基本原则1.6.2 第二部分: 网络基础设施设计的基本原则1.6.3 第三部分: 无线局域接入1.6.4 第四部分: 广域无线接入1.6.5 第五部分: 无线定位思考题项目第一部分 空中干扰设计第2章 无线媒体特性2.1 引言2.1.1 多径传播的产生2.1.2 多径传播的影响2.1.3 无线通信应用的应用信道模型2.2 大规模RSS 模型、路径损耗模型和阴影衰落模型2.2.1 大规模RSS的一般特征2.2.2 Friis 等式和自由空间的路径损耗模型2.2.3 路径损耗梯度的经验确定法2.2.4 阴影衰落和衰落余量2.2.5 常用的路径损耗和阴影衰落模型2.3 RSS波动模型和多普勒谱2.3.1 Friis等式和几何射线追踪2.3.2 小尺度衰落建模2.3.3 多普勒谱2.4 多路径特点的宽带模型2.4.1 冲激响应和多径强度以及带宽2.4.2 多径扩散和符号间串扰以及带宽2.4.3 标准化组织的宽带信道模型2.4.4 仿真信道行为2.5 新兴信道模型2.5.1 地理定位宽带信道模型2.5.2 单输入多输出(SIMO)和多输入多输出(MIMO)信道模型附录A2: 什么是分贝思考题习题项目第3章 无线网络物理层的可选方案3.1 引言3.2 物理层基础: 数据传输速率、带宽和功率3.2.1 数据率和带宽3.2.2 功率和差错率3.2.3 可提高数据率的香农哈特利约束3.3 多径无线信道的性能3.3.1 平坦衰落的影响3.3.2 基于多径的ISI影响3.4 无线传输技术3.4.1 功率高效的短距离基带传输3.4.2 高效带宽的载波调制传输技术3.5 抗多径技术3.5.1 平坦衰落、天线分集和MIMO3.5.2 跳频扩频传输3.5.3 FH-CDMA和OFDM3.5.4 直接序列扩频传输3.5.5 DSCDMA和M进制正交编码3.5.6 DSSS、FHSS和OFDM的比较3.6 无线通信的编码技术3.6.1 块编码3.6.2 卷积码3.6.3 Turbo码和其他的先进编码3.6.4 空时编码3.6.5 自动重传请求方案3.6.6 块交织3.6.7 扰码3.6.8 语音编码3.7 认知无线电和动态频谱接入附录A3思考题习题项目第4章 媒体接入方法4.1 简介4.2 集中分配接入方法4.2.1 频分多址4.2.2 时分多址4.2.3 码分多址(CDMA)4.2.4 码分多址、时分多址和频分多址的比较4.2.5 分配接入方法的性能4.3 面向数据网络的分布式随机接入方法4.3.1 数据服务随机接入方法4.3.2 局域网接入方法4.3.3 随机接入方法性能4.4 话音和数据业务集成4.4.1 集成服务的接入方法4.4.2 面向话音网络的数据集成4.4.3 面向数据网络的话音集成思考题习题第二部分 网络基础设施设计原则第5章 无线网络的部署5.1 引言5.2 无线网络架构5.2.1 基于拓扑的无线网络的分类5.2.2 基于覆盖范围的无线网络的分类5.3 无线网络中的干扰5.3.1 干扰范围5.3.2 干扰概率5.3.3 实验结果5.4 无线局域网的部署5.5 蜂窝拓扑结构、蜂窝基础和频率复用5.5.1 蜂窝概念5.5.2 蜂窝层次5.5.3 蜂窝基础和频率复用5.5.4 信干比计算5.6 容量扩展技术5.6.1 扩展容量的建设方案5.6.2 信道分配技术和容量扩展5.6.3 迁移到数字系统5.7 CDMA系统的网络规划5.7.1 CDMA网络规划中的问题5.7.2 传统系统的迁移5.8 毫微微蜂窝思考题习题第6章 无线网络的运行6.1 概要6.1.1 蜂窝电话网络的运行6.1.2 无线局域网的运行6.1.3 无线个域网的运行6.2 小区搜索与注册6.3 移动性管理6.3.1 位置管理6.3.2 转交管理6.3.3 移动IP与IMS6.4 无线电资源与功率管理6.4.1 调整链路质量6.4.2 功率控制6.4.3 无线网络中的功率节省机制6.4.4 能量高效的设计6.4.5 能量高效的软件方法思考题习题项目: 阴影衰落与转交的仿真第7章 无线网络安全7.1 简介7.1.1 一般的安全威胁7.1.2 安全加密协议7.2 无线局域网的安全7.2.1 安全威胁7.2.2 安全协议7.3 无线个人网络安全7.3.1 安全威胁7.3.2 安全协议7.4 广域无线网络安全7.4.1 安全威胁7.4.2 安全协议7.5 其他问题附录A7 加密和加密协议概述加密原语思考题习题项目第三部分 无线本地接入第8章 无线局域网8.1 简介8.1.1 早期经验8.1.2 免授权频段的出现8.1.3 产品、频段及标准8.1.4 市场策略的转变8.2 无线局域网及标准8.2.1 WLAN标准与802.11标准的活动8.2.2 以太网和IEEE 802.118.2.3 IEEE 802.11概述8.3 IEEE 802.11 WLAN操作8.3.1 拓扑与结构8.3.2 IEEE 802.11 MAC层8.3.3 物理层8.3.4 基本结构WLAN的容量8.3.5 IEEE 802.11的安全问题及实现思考题习题项目第9章 低功耗传感器网络9.1 简介9.2 蓝牙9.2.1 整体结构9.2.2 协议栈9.2.3 物理层9.2.4 MAC机制9.2.5 帧格式9.2.6 连接管理9.2.7 安全性9.3 IEEE 802.15.4和ZigBee9.3.1 整体结构9.3.2 协议栈及操作9.3.3 物理层9.3.4 MAC层9.3.5 帧结构9.3.6 ZigBee与蓝牙和WiFi的比较9.4 IEEE 802.15.6体域网9.4.1 什么是BAN9.4.2 整体结构及应用9.4.3 信道测量及建模9.4.4 物理层和MAC层思考题习题第10章 千兆无线技术10.1 简介10.1.1 3.1~10.6 GHz的超宽带(UWB)组网10.1.2 60 GHz的千兆无线技术10.2 3.1~10.6 GHz的UWB通信技术10.2.1 脉冲无线电和跳时接入10.2.2 直接序列UWB10.2.3 多频带正交频分复用10.2.4 UWB通信的信道模型10.3 60 GHz的千兆无线技术10.3.1 体系架构和应用场景10.3.2 传输和媒体接入10.3.3 60 GHz毫米波网络的信道模型思考题习题第四部分 广域无线接入第11章 TDMA蜂窝系统11.1 简介11.2 什么是TDMA蜂窝11.2.1 传统业务和不足11.2.2 蜂窝网络参考体系结构11.3 支持移动环境的机制11.3.1 注册11.3.2 呼叫建立11.3.3 切换11.3.4 安全11.4 通信协议11.4.1 第一层: 物理层11.4.2 第二层: 数据链路层11.4.3 第三层: 网络层11.5 蜂窝网络的信道模型11.5.1 蜂窝网络路径损耗模型11.5.2 蜂窝网络散射函数模型11.6 TDMA蜂窝网络的传输技术11.7 用于因特网接入的TDMA演进11.7.1 体系结构和MAC层的改变11.7.2 TDMA分组交换网络的数据率思考题习题第12章 CDMA蜂窝系统12.1 简介12.2 为什么需要CDMA12.3 基于CDMA的蜂窝系统12.4 直接序列扩频12.4.1 直接序列扩频的接收处理12.4.2 使用正交序列实现信道分离12.4.3 多径分集与PN序列12.5 范例CDMA系统中的通信信道和协议12.5.1 2G CDMA系统12.5.2 3G UMTS系统12.6 CDMA里的小区搜索、移动性和无线电资源管理12.6.1 小区搜索12.6.2 软切换12.6.3 功率控制12.7 高速分组接入思考题习题第13章 OFDM和MIMO蜂窝系统13.1 引言13.2 为什么要用OFDM13.2.1 多径色散下的鲁棒性13.2.2 资源的灵活配置13.2.3 OFDM的挑战13.3 多输入多输出13.3.1 分集13.3.2 空间复用13.3.3 波束赋形13.4 WiMax13.4.1 WiMAX的总体结构13.4.2 WiMAX的MAC层13.4.3 WiMAX的物理层13.5 长期演进13.5.1 结构和协议栈13.5.2 LTE系统的下行链路13.5.3 LTE系统的上行链路13.5.4 LTE系统操作问题13.5.5 杂项13.6 LTE Advanced思考题习题项目第五部分 无 线 定 位第14章 地理定位系统14.1 引言14.2 无线定位是什么14.2.1 无线紧急服务14.2.2 地理定位系统的性能指标14.3 射频位置检测和定位方法14.3.1 通用结构14.3.2 定位算法14.3.3 蜂窝电话系统的定位标准14.4 蜂窝系统的定位服务架构14.4.1 蜂窝网络架构14.4.2 定位服务体系结构14.4.3 定位服务的空中(接入网络)通信14.4.4 在固定基础设备(核心网络)提供定位服务的信令14.4.5 移动定位协议(MLP)14.5 ad hoc和传感网络定位思考题习题课题第15章 射频定位基础15.1 介绍15.2 射频传感器表征模型15.2.1 RSS传感器表征模型15.2.2 到达时间传感器表征模型15.2.3 DOA表征模型15.3 距离测量的性能界15.3.1 估计理论和CRLB基本原理15.3.2 基于RSS定位15.3.3 基于TOA的定位系统15.3.4 基于DOA的定位系统15.4 无线定位算法15.4.1 测距和定位间的关系15.4.2 基于RSS模式识别算法15.4.3 基于TOA的最小二乘法思考题习题第16章 无线定位实践16.1 引言16.2 无线定位技术的出现16.2.1 Wi-Fi定位的发展16.2.2 Wi-Fi定位: TOA和RSS16.2.3 基于RSS的Wi-Fi定位是怎样工作的16.3 Wi-Fi定位系统的对比16.3.1 RTLS: RFID应用的Wi-Fi定位16.3.2 WPS: 软件GPS16.4 实际的TOA测量16.4.1 使用窄带载波相位测量TOA16.4.2 宽带TOA测量和超分辨率算法16.4.3 UWB TOA测量16.5 没有DP情况下的定位16.5.1 没有DP时的测距误差16.5.2 带宽的影响16.5.3 利用多径分集定位16.5.4 使用空间分集的协同定位16.6 人体内部定位的挑战16.6.1 在人体内部基于RSS定位的性能界限16.6.2 在人体内基于TOA射频定位的挑战16.6.3 人体内传播的宽带射频建模思考题习题项目参考文献 上一篇: 经典译丛·信息与通信技术 卡尔曼滤波理论与实践 MATLAB版 第四版 [美] Mohinder S. Grewal( 下一篇: 经典译丛·信息与通信技术 无线收发机设计 精通现代无线设备与系统设计 [以] 阿里埃勒.卢扎