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无线与移动通信系统
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基本信息
- 作者： （美）Dharma Prakash Agrawal,Qing-An Zeng
- 译者： 徐春秀[同译者作品] 武穆清 等
- 丛书名： 21世纪信息与通信技术教程
- 出版社：人民邮电出版社
- ISBN：7115135037
- 上架时间：2005-10-21
- 出版日期：2005 年10月
- 开本：16开
- 页码：292
- 版次：1-1
- 所属分类：
通信 > 无线通信 >
综合
内容简介回到顶部↑
本书简要介绍蜂窝的概念，分析了移动无线传播环境的特点，分析比较现有的无线通信系统和卫星通信系统，总结了移动通信系统的一些关键技术(如多址无线接人、信道编码、信道分配、复用技术等)，同时由开放系统互联(OSl)模型到TCP／IP协议再到IPv6由浅人深地介绍了网络协议，进而介绍了特设网络(Adhoc)、感知网络和无线局域网(WLAN)与无线个人域网(WPAN)的特征和路由协议，最后分析和展望了无线通信系统的最新进展和技术发展方向，如特宽带(UWB)技术、蓝牙网络等。为方便读者理解，简要介绍了概率、统计和流量理论等。各章均设有习题，这些习题也是尽量从开发各种技术的潜在应用的角度来编写的。附录还给出了一些可行的仿真项目。
本书内容丰富、编排合理，适合高等院校电气工程、计算机科学与工程、电子类通信等专业的学生们阅读，也可作为通信企业培训员工的教材。
本书内容丰富、编排合理，适合高等院校电气工程、计算机科学与工程、电子类通信等专业的学生们阅读，也可作为通信企业培训员工的教材。
目录回到顶部↑
第1章 绪论
1.1 蜂窝系统的历史
1.2 蜂窝系统的特性
1.3 蜂窝系统的基本原理
1.4 蜂窝系统结构
1.5 卫星系统
1.6 网络协议
1.7 特设网络(Ad hoc)和感知网络
1.8 无线局域网(LAN)和个人域网(PAN)
1.9 本书梗概
习题
参考文献
第2章 概率、统计和流量理论
2.1 引言
2.2 概率和统计的基本理论
2.3 泊松到达模型
2.4 基本排队系统
2.5 小结
习题
参考文献
1.1 蜂窝系统的历史
1.2 蜂窝系统的特性
1.3 蜂窝系统的基本原理
1.4 蜂窝系统结构
1.5 卫星系统
1.6 网络协议
1.7 特设网络(Ad hoc)和感知网络
1.8 无线局域网(LAN)和个人域网(PAN)
1.9 本书梗概
习题
参考文献
第2章 概率、统计和流量理论
2.1 引言
2.2 概率和统计的基本理论
2.3 泊松到达模型
2.4 基本排队系统
2.5 小结
习题
参考文献
译者序回到顶部↑
无线和移动通信系统从20世纪80年代初开始商用，至今20多年的时间，但已步人我们工 作和生活的各个方面，它们在商业、教育和国防领域的应用范围很广，可以用于家居、工业系 统、商业系统和军事环境，因而越来越被人们所关注，使之得到空前的发展，从过去的补充地 位，已毋庸置疑地跃居通信的主导地位。特别是近两年来，日本、欧盟已经开始第四代移动通信 技术的研究，我国有些高校也开始第四代移动通信的研究，由此可见无线和移动通信技术的发展 前景是十分广阔的。
为了发展和应用这项新技术，很多大学相继开设了这类新课程，使得学生们在研究生阶段可以继续深造。虽然已有很多关于无线移动通信的书籍，但其中一类主要是针对没有通信基础知识的读者，作为专题开设的，没有提供有关利用无线技术进行数据通信的任何有深度的知识；大多数的书籍都是针对有通信技术背景知识、射频通信和天线设计领域的，很少有针对计算机科学与工程专业以及其他相关学科专业的学生的，因此很多计算机科学与工程专业和电气工程(EE)专业的高年级学生都没有机会学习无线系统的知识。而无线通信技术与计算机技术的融合使通信领域发生了革命性的变化，这是一个不容忽视的问题。因此翻译出版一本系统性强、适应面广的有关无线和移动通信系统的书籍是非常必要的。
本书介绍了无线系统是如何工作的，如何支持移动，这些系统是如何架构的以及不同的功能组件之间是如何交互的。、这本书并不是想要覆盖所有的无线技术以及它们的发展历史和当前正在做的工作，而是要让电气工程专业和计算机科学与工程专业的学生们理解当你走下飞机时一部移动电话是如何开始工作的。本书也用了一些章节来说明无线系统和性能参数之间的关系。对于像特设网络和感知网络这类在军事和商业领域的应用正不断扩大的新技术，书中也都有介绍。而蓝牙的标准将用无线设备代替有线连接，书中也将详细介绍。在本书的最后一章将介绍最新的技术发展，尤其是关于无线和移动计算领域正在进行的科研工作，但我们将不作更深入的探讨。每一章的习题也是尽量从开发各种技术的潜在应用的角度来编写的。学生们(尤其是本科生)可以根据自己的时间安排，用一种仿真器(OPNET或其他仿真器)来建立整个系统，以感受系统的复杂程度。附录B给出了一些可行的仿真项目。作者致力于这些仿真项目多年，发现这些仿真项目能够很有效地锻炼学生们的能力。选用本书作为教材的教师，可填写书末的《教辅材料申请表》，获得相关教学参考资料。
无线和移动通信技术正在蓬勃发展，系统介绍这样一个新兴领域及其相关技术的书籍将会加强对学生能力的培养，缩短企业培训员工的时间，鼓励学生在该领域深造，并且使整个国家在这个领域的发展取得进步。这本书也是为研究机构和职业工作者所写，可以作为一学期或半学期的课程教材。这本书也可以用于员工培训和新员工的岗前培训，还可作为短期培训的教材。章节组合提供了最大的灵活性，可以根据课程内容和讲师的兴趣及重点安排讲课内容。在这本书里，还给出了无线技术及相关基础设施的基本原理的全貌。我们希望能够帮助在该领域的学生和同仁获得这些技术的基本知识。与原版书作者的感受一样，只要对读者有一点帮助，我们的努力就没有白费，我们都会感到非常欣慰的。
为了尽快将这样一本书奉献给国内广大读者，所有参加编译的人员都付出了艰辛的工作，没 有大家的共同努力，是不可能完成这本书的编译工作的。其中，徐春秀负责本书第1章绪论及封底的翻译下作，武穆清负责第2章的翻译丁作、附录A、附录B、缩略词的翻译工作和对全书的审核、校对工作，金伟民完成了第3章的翻译工作，第4章由李燕负责翻译，第5章和前言由魏字欣完成，陈德芳负责第6章的翻译工作，第?章翻译工作由王娟完成，石小雨负责第8章的翻译，第9章由张莉翻译，朱新宁翻译了第10章，第11章由杨静负责，第12章由张春红翻译，程胜负责第13章的翻译工作，第14章由杨远红负责，第15章的第1节至第6节由高鸽翻译，第7节及以后由祁利涛完成。
由于水平有限，加之时间仓促，书中译文难免有不准确之处，诚挚地欢迎广大读者批评指正，提出宝贵的意见和建议，以便我们在今后的工作中进一步改正。我们的电了信箱是wumuqing@bupt．edu．cn。
译 者
为了发展和应用这项新技术，很多大学相继开设了这类新课程，使得学生们在研究生阶段可以继续深造。虽然已有很多关于无线移动通信的书籍，但其中一类主要是针对没有通信基础知识的读者，作为专题开设的，没有提供有关利用无线技术进行数据通信的任何有深度的知识；大多数的书籍都是针对有通信技术背景知识、射频通信和天线设计领域的，很少有针对计算机科学与工程专业以及其他相关学科专业的学生的，因此很多计算机科学与工程专业和电气工程(EE)专业的高年级学生都没有机会学习无线系统的知识。而无线通信技术与计算机技术的融合使通信领域发生了革命性的变化，这是一个不容忽视的问题。因此翻译出版一本系统性强、适应面广的有关无线和移动通信系统的书籍是非常必要的。
本书介绍了无线系统是如何工作的，如何支持移动，这些系统是如何架构的以及不同的功能组件之间是如何交互的。、这本书并不是想要覆盖所有的无线技术以及它们的发展历史和当前正在做的工作，而是要让电气工程专业和计算机科学与工程专业的学生们理解当你走下飞机时一部移动电话是如何开始工作的。本书也用了一些章节来说明无线系统和性能参数之间的关系。对于像特设网络和感知网络这类在军事和商业领域的应用正不断扩大的新技术，书中也都有介绍。而蓝牙的标准将用无线设备代替有线连接，书中也将详细介绍。在本书的最后一章将介绍最新的技术发展，尤其是关于无线和移动计算领域正在进行的科研工作，但我们将不作更深入的探讨。每一章的习题也是尽量从开发各种技术的潜在应用的角度来编写的。学生们(尤其是本科生)可以根据自己的时间安排，用一种仿真器(OPNET或其他仿真器)来建立整个系统，以感受系统的复杂程度。附录B给出了一些可行的仿真项目。作者致力于这些仿真项目多年，发现这些仿真项目能够很有效地锻炼学生们的能力。选用本书作为教材的教师，可填写书末的《教辅材料申请表》，获得相关教学参考资料。
无线和移动通信技术正在蓬勃发展，系统介绍这样一个新兴领域及其相关技术的书籍将会加强对学生能力的培养，缩短企业培训员工的时间，鼓励学生在该领域深造，并且使整个国家在这个领域的发展取得进步。这本书也是为研究机构和职业工作者所写，可以作为一学期或半学期的课程教材。这本书也可以用于员工培训和新员工的岗前培训，还可作为短期培训的教材。章节组合提供了最大的灵活性，可以根据课程内容和讲师的兴趣及重点安排讲课内容。在这本书里，还给出了无线技术及相关基础设施的基本原理的全貌。我们希望能够帮助在该领域的学生和同仁获得这些技术的基本知识。与原版书作者的感受一样，只要对读者有一点帮助，我们的努力就没有白费，我们都会感到非常欣慰的。
为了尽快将这样一本书奉献给国内广大读者，所有参加编译的人员都付出了艰辛的工作，没 有大家的共同努力，是不可能完成这本书的编译工作的。其中，徐春秀负责本书第1章绪论及封底的翻译下作，武穆清负责第2章的翻译丁作、附录A、附录B、缩略词的翻译工作和对全书的审核、校对工作，金伟民完成了第3章的翻译工作，第4章由李燕负责翻译，第5章和前言由魏字欣完成，陈德芳负责第6章的翻译工作，第?章翻译工作由王娟完成，石小雨负责第8章的翻译，第9章由张莉翻译，朱新宁翻译了第10章，第11章由杨静负责，第12章由张春红翻译，程胜负责第13章的翻译工作，第14章由杨远红负责，第15章的第1节至第6节由高鸽翻译，第7节及以后由祁利涛完成。
由于水平有限，加之时间仓促，书中译文难免有不准确之处，诚挚地欢迎广大读者批评指正，提出宝贵的意见和建议，以便我们在今后的工作中进一步改正。我们的电了信箱是wumuqing@bupt．edu．cn。
译 者
前言回到顶部↑
无线通信系统的发展已经有一段时间了，然而它们在无绳电话中的应用却是不久前才被关注的.当用户从一个位置移动到另一个位置时还能用同一个号码保持通信联系的能力使无线通信系统变得热门起来。无线电话不仅方便，而且具有灵活性和通用性。适中的价格使手机对于普通大众极具诱惑力。因此手机用户和服务提供商都在不断增长。
无线和移动通信在商业、教育和国防领域的应用范围很广，它们可以用于家居、工业系统、墒业系统和军事环境。在家居系统中，中心接人点和所有的用户点联系，并通过一个固定的无线节点控制它们。这种系统可以协调家中(或工业领域)的所有用户点，并且可以通过语音或短信达到控制的目的。为了实现以上功能，一些公司联盟正在进行蓝牙工程。蓝牙还有很多奇妙的应用，例如，用户佩戴的一个手镯可以不断地监视用户身体的参数，并且在必要的时候采取行动(如有健康问题时可以通知家人)。但是设计这样的一个系统会带来一些相关的问题，比如互联网接人的标准和架构的设计、视频／声音的编辑以及决策软件的实现等。
在一个商用系统中，通常所遇到的问题是系统的覆盖范围、接入点的个数、每个接人点的用户数应该如何设计。比如我们需要在一个工厂的每一层楼均匀部署几个接人点才能使用户连续接人系统。接人点之间的信道的协调工作和信道带宽分配也是需要考虑的问题。在无线系统中任何信息损失都是不能接受的。因此我们必须保证信息的可靠传输和接收。
传统架构的无线系统如卫星系统和最近新出现的由移动用户构成的自组织网络，在国防应用中有巨大潜力。在自组织网络中的各节点间的信息传输采用点对点模式，但是我们必须克服在一个大覆盖范围内的功率损耗问题。另外还包括基于地址、业务类型、移动性的信道分配以及路由等技术问题。
无线技术也同样影响着很多研究机构的教学基础设施。卡内基梅隆(Carnegie Mellon)大学率先架构了校园无线网。辛辛那提(Cincinnati)大学也采取步骤安装了无线接人点，并规定所有进校的工科本科生都要具备膝上型计算机的无线接人能力。在不同研究机构都可以看到无线技术的应用。在工程、计算机、信息科学领域中，目前，通信技术正以不同的速度在发展。特别是无线通信技术与计算机技术的融合使通信领域发生了革命性的变化。为了发展和应用这项新技术，各个大学应该开设这类新课程，使得学生们在研究生阶段可以继续深造。但是计算机科学与工程(CSE)专业和电气工程(EE)专业的学生们最多也只是学习了数据通信，却没有接触过无线通信系统的知识。而没有通信技术的背景知识，学习无线通信是很困难的。另一方面，电气工程的学生只学过射频通信，而关于数据通信、计算系统方法及其相关知识、无缝计算等都没有学习。
虽然有很多关于无线移动通信的书籍，这些书籍可以被划分为两类。第一类的读者主要是射濒通信领域的，而第二类只是介绍数据通信的基本知识，是针对销售代理和经理的。第—类书要求读者掌握射频通信和信号处理的详细知识，因此不适合计算机科学与工程专业的学生。最近的文章都在研究微波雷达和传感系统。但是第二类书没有提供有关利用无线技术进行数据通信的任何有深度的知识。很多研究所，确实针对研究生都开设了无线移动网络领域的课程，但都是作为专题开设的。这些课程大多数是电气工程学院开设的，并且要求先修电气工程的课程。因此很多计算机科学与工程专业的高年级学生都没有机会学习无线系统的知识。此外大多数的书都是针对射频通信和天线设计领域的，很少有针对计算机科学与工程专业的学生。
Dharma Agrawal在AT&T实验室的时候就认识到这类书的需求。在1998年秋加入辛辛那提大学后，他为高年级本科生和新人学的研究生开设了关于无线通信系统入门级的课程。他主要使用的是老的教程，但加入了自己的解释和一些近期发表的文章。Qing-An Zeng于1999年加入辛辛那提大学，并帮助开设了这门课。他注意到需要将讲义进行整理，以方便只有少量通信知识背景的计算机科学与工程专业的学生理解和掌握相关知识。这样就诞生了这本书。这本书同样为电气工程的学生补充了射频通信的背景知识。
开设这门课程需要很多努力，考虑到要满足不同背景知识的人，写这本书同样是困难的。现存的课本和所开设的课程的局限性影响了美国的无线产业发展。公司必须花很长时间培训刚毕业的学生。据我们所知，像这样的课程在美国甚至全世界都没有开设。要根据论文开设介绍性的课程对于教授来说是很困难的，这同样导致了学生学习的效率很低。而一本系统介绍这样一门新兴领域的书将会加强对学生能力的培养，缩短企业培训员工的时间，鼓励学生在该领域深造，并且使整个国家在这个领域的发展取得进步。
这本书介绍了无线系统是如何工作的，如何支持移动，这些系统是如何架构的以及不同的功能组件之间是如何交互的。我们并不是想要覆盖所有的无线技术以及它们的发展历史和当前正在做的工作，而是要让电气工程专业和计算机科学与工程专业的学生们理解当你走下飞机时一部移动电话是如何开始工作的。我们也会用一些章节来说明无线系统和性能参数之间的关系。
本书各章安排如下。
第1章：绪论
第2章：概率、统计和流量理论
第3章：移动无线传播
第4章：信道编码
第5章：通信小区概念
第6章：无线电多址接人
第7章：分割复用技术
第8章：信道分配
第9章：移动通信系统
第10章：现有无线系统
无线和移动通信在商业、教育和国防领域的应用范围很广，它们可以用于家居、工业系统、墒业系统和军事环境。在家居系统中，中心接人点和所有的用户点联系，并通过一个固定的无线节点控制它们。这种系统可以协调家中(或工业领域)的所有用户点，并且可以通过语音或短信达到控制的目的。为了实现以上功能，一些公司联盟正在进行蓝牙工程。蓝牙还有很多奇妙的应用，例如，用户佩戴的一个手镯可以不断地监视用户身体的参数，并且在必要的时候采取行动(如有健康问题时可以通知家人)。但是设计这样的一个系统会带来一些相关的问题，比如互联网接人的标准和架构的设计、视频／声音的编辑以及决策软件的实现等。
在一个商用系统中，通常所遇到的问题是系统的覆盖范围、接入点的个数、每个接人点的用户数应该如何设计。比如我们需要在一个工厂的每一层楼均匀部署几个接人点才能使用户连续接人系统。接人点之间的信道的协调工作和信道带宽分配也是需要考虑的问题。在无线系统中任何信息损失都是不能接受的。因此我们必须保证信息的可靠传输和接收。
传统架构的无线系统如卫星系统和最近新出现的由移动用户构成的自组织网络，在国防应用中有巨大潜力。在自组织网络中的各节点间的信息传输采用点对点模式，但是我们必须克服在一个大覆盖范围内的功率损耗问题。另外还包括基于地址、业务类型、移动性的信道分配以及路由等技术问题。
无线技术也同样影响着很多研究机构的教学基础设施。卡内基梅隆(Carnegie Mellon)大学率先架构了校园无线网。辛辛那提(Cincinnati)大学也采取步骤安装了无线接人点，并规定所有进校的工科本科生都要具备膝上型计算机的无线接人能力。在不同研究机构都可以看到无线技术的应用。在工程、计算机、信息科学领域中，目前，通信技术正以不同的速度在发展。特别是无线通信技术与计算机技术的融合使通信领域发生了革命性的变化。为了发展和应用这项新技术，各个大学应该开设这类新课程，使得学生们在研究生阶段可以继续深造。但是计算机科学与工程(CSE)专业和电气工程(EE)专业的学生们最多也只是学习了数据通信，却没有接触过无线通信系统的知识。而没有通信技术的背景知识，学习无线通信是很困难的。另一方面，电气工程的学生只学过射频通信，而关于数据通信、计算系统方法及其相关知识、无缝计算等都没有学习。
虽然有很多关于无线移动通信的书籍，这些书籍可以被划分为两类。第一类的读者主要是射濒通信领域的，而第二类只是介绍数据通信的基本知识，是针对销售代理和经理的。第—类书要求读者掌握射频通信和信号处理的详细知识，因此不适合计算机科学与工程专业的学生。最近的文章都在研究微波雷达和传感系统。但是第二类书没有提供有关利用无线技术进行数据通信的任何有深度的知识。很多研究所，确实针对研究生都开设了无线移动网络领域的课程，但都是作为专题开设的。这些课程大多数是电气工程学院开设的，并且要求先修电气工程的课程。因此很多计算机科学与工程专业的高年级学生都没有机会学习无线系统的知识。此外大多数的书都是针对射频通信和天线设计领域的，很少有针对计算机科学与工程专业的学生。
Dharma Agrawal在AT&T实验室的时候就认识到这类书的需求。在1998年秋加入辛辛那提大学后，他为高年级本科生和新人学的研究生开设了关于无线通信系统入门级的课程。他主要使用的是老的教程，但加入了自己的解释和一些近期发表的文章。Qing-An Zeng于1999年加入辛辛那提大学，并帮助开设了这门课。他注意到需要将讲义进行整理，以方便只有少量通信知识背景的计算机科学与工程专业的学生理解和掌握相关知识。这样就诞生了这本书。这本书同样为电气工程的学生补充了射频通信的背景知识。
开设这门课程需要很多努力，考虑到要满足不同背景知识的人，写这本书同样是困难的。现存的课本和所开设的课程的局限性影响了美国的无线产业发展。公司必须花很长时间培训刚毕业的学生。据我们所知，像这样的课程在美国甚至全世界都没有开设。要根据论文开设介绍性的课程对于教授来说是很困难的，这同样导致了学生学习的效率很低。而一本系统介绍这样一门新兴领域的书将会加强对学生能力的培养，缩短企业培训员工的时间，鼓励学生在该领域深造，并且使整个国家在这个领域的发展取得进步。
这本书介绍了无线系统是如何工作的，如何支持移动，这些系统是如何架构的以及不同的功能组件之间是如何交互的。我们并不是想要覆盖所有的无线技术以及它们的发展历史和当前正在做的工作，而是要让电气工程专业和计算机科学与工程专业的学生们理解当你走下飞机时一部移动电话是如何开始工作的。我们也会用一些章节来说明无线系统和性能参数之间的关系。
本书各章安排如下。
第1章：绪论
第2章：概率、统计和流量理论
第3章：移动无线传播
第4章：信道编码
第5章：通信小区概念
第6章：无线电多址接人
第7章：分割复用技术
第8章：信道分配
第9章：移动通信系统
第10章：现有无线系统
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