本書共7章,第01章以物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)為主線,介紹了物聯(lián)網(wǎng)的基本概念與網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu);第02~05章詳細(xì)介紹了通信系統(tǒng)的基帶傳輸、頻帶傳輸、鏈路傳輸和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)幕驹;?6章以ZigBee和NB-IoT系統(tǒng)為例,介紹了通信系統(tǒng)的構(gòu)建方法與應(yīng)用示例;第07章提供了使用仿真工具對(duì)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行仿真的實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例。本書重視原理與應(yīng)用、技術(shù)與系統(tǒng)的融合,闡明了物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)的基本原理與實(shí)用技術(shù),是一本理論聯(lián)系實(shí)際、能夠幫助讀者學(xué)以致用的物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)教程。
本書可作為高等院校電子信息、通信工程以及物聯(lián)網(wǎng)工程等專業(yè)的理論與實(shí)驗(yàn)教材,也可供相關(guān)專業(yè)的研究生和教師學(xué)習(xí)使用,還可作為其他專業(yè)學(xué)者以及工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)及具體技術(shù)實(shí)現(xiàn)的參考用書。
本書特色:
(1)先講原理,后給實(shí)例,有助于讀者樹立問題觀;
(2)先講技術(shù),后講系統(tǒng),有助于讀者構(gòu)建系統(tǒng)觀;
(3)先講理論,后做仿真,有助于讀者提升工程觀。
陳彥輝:
西安電子科技大學(xué)工學(xué)博士,教授。電子信息與通信工程學(xué)科專業(yè)實(shí)驗(yàn)室中心(國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心)主任。長期從事數(shù)字系統(tǒng)、通信與信息系統(tǒng)等方面的課程教學(xué)工作,主要研究領(lǐng)域涉及移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)、通信信號(hào)處理、嵌入式片上通信系統(tǒng)等。
第 1章 物聯(lián)網(wǎng)通信概述
第 2章 基帶傳輸技術(shù)
第3章 頻帶傳輸技術(shù)
第4章 鏈路傳輸技術(shù)
第5章 網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)
第6章 典型物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)
第7章 通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐
附錄:仿真代碼
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第 1章 物聯(lián)網(wǎng)通信概述
1.1 物聯(lián)網(wǎng)的起源與定義 2
1.2 物聯(lián)網(wǎng)的特征與體系架構(gòu) 3
1.3 物聯(lián)網(wǎng)通信體系架構(gòu) 4
1.3.1 通信問題算法 4
1.3.2 協(xié)議體系 6
1.4 物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù) 9
1.4.1 有線通信 9
1.4.2 無線通信 10
1.5 本章小結(jié) 17
1.6 習(xí)題 17
第 2章 基帶傳輸技術(shù)
2.1 綜述 19
2.2 數(shù)字基帶信號(hào)波形 20
2.3 基帶波形頻譜 23
2.4 基帶傳輸信道特性 24
2.4.1 有損傳輸 24
2.4.2 加性噪聲 27
2.5 最佳收發(fā)設(shè)計(jì) 30
2.5.1 最佳接收 30
2.5.2 波形設(shè)計(jì) 33
2.6 信道均衡 35
2.7 信道編碼 39
2.7.1 分組碼 39
2.7.2 卷積碼 44
2.7.3 Turbo碼 46
2.8 同步 48
2.8.1 位同步 49
2.8.2 幀同步 50
2.9 本章小結(jié) 52
2.10 習(xí)題 53
第3章 頻帶傳輸技術(shù)
3.1 綜述 55
3.2 數(shù)字調(diào)制 57
3.2.1 二進(jìn)制振幅鍵控 57
3.2.2 二進(jìn)制移頻鍵控 59
3.2.3 二進(jìn)制移相鍵控 60
3.2.4 四進(jìn)制絕對(duì)移相鍵控 61
3.2.5 正交振幅調(diào)制 64
3.3 信道適應(yīng)技術(shù) 66
3.3.1 差分相移鍵控 66
3.3.2 降低帶外輻射 67
3.4 無線信道 73
3.4.1 無線電波概述 73
3.4.2 無線傳輸特性 74
3.5 抗多徑技術(shù) 78
3.5.1 多載波調(diào)制 78
3.5.2 信道均衡 83
3.6 擴(kuò)頻技術(shù) 85
3.6.1 擴(kuò)頻原理 85
3.6.2 m序列與M序列 86
3.6.3 擴(kuò)頻通信系統(tǒng) 87
3.6.4 直接序列擴(kuò)頻 88
3.6.5 跳頻 89
3.7 本章小結(jié) 91
3.8 習(xí)題 91
第4章 鏈路傳輸技術(shù)
4.1 綜述 94
4.2 數(shù)據(jù)鏈路控制 94
4.2.1 分段 95
4.2.2 差錯(cuò)檢測(cè) 96
4.2.3 組幀 98
4.2.4 差錯(cuò)控制 101
4.3 介質(zhì)訪問控制 104
4.3.1 靜態(tài)接入技術(shù) 105
4.3.2 隨機(jī)接入技術(shù) 111
4.3.3 防碰撞算法 120
4.4 總體架構(gòu) 122
4.5 本章小結(jié) 125
4.6 習(xí)題 125
第5章 網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)
5.1 綜述 128
5.2 算法概述 128
5.3 集中式路由算法 131
5.3.1 Bellman-Ford算法 132
5.3.2 Dijkstra算法 135
5.4 分布式路由算法 136
5.4.1 距離矢量路由算法 136
5.4.2 鏈路狀態(tài)路由算法 141
5.5 自組織網(wǎng)絡(luò)路由 144
5.5.1 DSDV 144
5.5.2 AODV 147
5.6 WSN路由 151
5.6.1 WSN概述 151
5.6.2 WSN常用路由協(xié)議 153
5.7 本章小結(jié) 158
5.8 習(xí)題 158
第6章 典型物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)
6.1 ZigBee 161
6.1.1 網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu) 161
6.1.2 IEEE 802.15.4協(xié)議 162
6.1.3 ZigBee物理層協(xié)議規(guī)范 163
6.1.4 媒體訪問控制層規(guī)范 169
6.1.5 網(wǎng)絡(luò)層規(guī)范 175
6.2 NB-IoT 178
6.2.1 NB-IoT網(wǎng)絡(luò)部署模式 178
6.2.2 NB-IoT網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 178
6.2.3 無線接入資源 180
6.2.4 下行鏈路物理傳輸機(jī)制 182
6.2.5 上行鏈路物理傳輸機(jī)制 188
6.2.6 空口協(xié)議 191
6.3 本章小結(jié) 194
6.4 習(xí)題 195
第7章 通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐
7.1 綜述 197
7.2 數(shù)字傳輸仿真實(shí)例 197
7.2.1 通信的信道與噪聲仿真 197
7.2.2 DQPSK調(diào)制和脈沖成型仿真 202
7.2.3 卷積碼編碼和直接序列擴(kuò)頻通信仿真 208
7.3 網(wǎng)絡(luò)鏈路層仿真實(shí)例 215
7.3.1 仿真工具介紹 215
7.3.2 一個(gè)簡單的通信案例 216
7.3.3 物聯(lián)網(wǎng)鏈路控制協(xié)議仿真 220
7.3.4 物聯(lián)網(wǎng)多址接入?yún)f(xié)議仿真 224
7.3.5 網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議仿真 225
7.4 本章小結(jié) 229
7.5 習(xí)題 229
附錄:仿真代碼
A 物聯(lián)網(wǎng)鏈路控制協(xié)議仿真CRC實(shí)現(xiàn)代碼 232
B 物聯(lián)網(wǎng)鏈路控制協(xié)議停等式ARQ仿真代碼 233
B.1 接收節(jié)點(diǎn) 233
B.2 發(fā)送節(jié)點(diǎn) 234
C 網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)路由協(xié)議與表驅(qū)動(dòng)路由仿真代碼 236
C.1 網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)路由協(xié)議 236
C.2 表驅(qū)動(dòng)路由 238
參考文獻(xiàn) 240