前言Wireless Communication Networks and Systems目標(biāo)無(wú)線技術(shù)已成為電信和網(wǎng)絡(luò)中最令人興奮的領(lǐng)域。移動(dòng)電話使用的快速增長(zhǎng)，各種衛(wèi)星服務(wù)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，以及現(xiàn)在的無(wú)線智能手機(jī)、平板電腦、4G手機(jī)、應(yīng)用程序和物聯(lián)網(wǎng)等給電信和網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域帶來(lái)了巨大變化。夸張地說(shuō)，無(wú)線技術(shù)徹底改變了人們的工作方式，互相交流的方式，甚至影響了社會(huì)結(jié)構(gòu)的構(gòu)成和轉(zhuǎn)變。本書對(duì)整個(gè)無(wú)線通信領(lǐng)域進(jìn)行了概述。它全面涵蓋了從衛(wèi)星和蜂窩到局域網(wǎng)和個(gè)域網(wǎng)的所有類型的無(wú)線通信。
本書的內(nèi)容組織結(jié)構(gòu)嘗試將這個(gè)很大的主題劃分為更易理解的多個(gè)部分，并一部分一部分地調(diào)研最先進(jìn)的技術(shù)。本書重點(diǎn)討論無(wú)線系統(tǒng)的各個(gè)方面——無(wú)線通信技術(shù)、用于構(gòu)建無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議與介質(zhì)訪問(wèn)控制，并介紹無(wú)線系統(tǒng)的部署和管理，以協(xié)調(diào)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（基站、路由器、智能手機(jī)、傳感器）。完整的無(wú)線系統(tǒng)的范例是4G長(zhǎng)期演進(jìn)（Long Term Evolution，LTE）系統(tǒng)。
本書討論了無(wú)線通信新的研究領(lǐng)域中最重要的技術(shù)和體系結(jié)構(gòu)方面的基本原理和主題。之后，本書對(duì)一些前沿的主題進(jìn)行了詳細(xì)討論，包括千兆Wi-Fi、物聯(lián)網(wǎng)、ZigBee以及4G LTE-Advanced。
本書的主題如下。
●技術(shù)和體系結(jié)構(gòu)：一小部分技術(shù)可以用來(lái)表征和區(qū)分無(wú)線通信與組網(wǎng)方式，其中包括：頻段、信號(hào)編碼技術(shù)、糾錯(cuò)技術(shù)，以及網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。
●網(wǎng)絡(luò)類型：本書涵蓋了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)重要類型，包括無(wú)線局域網(wǎng)、無(wú)線個(gè)域網(wǎng)、蜂窩、衛(wèi)星和固定無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)。
●設(shè)計(jì)方法：本書探討了針對(duì)特定通信需求的替代原則和方法，可以加深讀者對(duì)無(wú)線系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵原則的理解。
●標(biāo)準(zhǔn)：本書提供了一個(gè)理解具體無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)的全面指南，如ITU、IEEE 802、3GPP頒布的標(biāo)準(zhǔn)以及其他組織制定的標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)著重反映了標(biāo)準(zhǔn)在定義一個(gè)領(lǐng)域的產(chǎn)品和未來(lái)研究方向方面的重要性。
●應(yīng)用：一些重要的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序（通常稱為“app”）已經(jīng)吸引了無(wú)線設(shè)備消費(fèi)者的注意。本書探討了這些app，它們使無(wú)線設(shè)備更加便于用戶訪問(wèn)，還詳細(xì)介紹了這些平臺(tái)和應(yīng)用程序的開發(fā)過(guò)程。
本書包括大量的在線詞匯表，并列出常用的縮略語(yǔ)，以及參考書目。每章都包括為進(jìn)一步閱讀提供的問(wèn)題和建議。每章還包括用于內(nèi)容回顧的關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)和一些復(fù)習(xí)題。
目標(biāo)讀者本書在內(nèi)容編排上主要面向?qū)o(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)感興趣的廣大讀者和學(xué)生。本書內(nèi)容能夠在以下幾個(gè)方面提供很好的靈活性。
●多個(gè)學(xué)科的讀者：本書提供一些基礎(chǔ)背景材料和更具深度的材料從而使多個(gè)學(xué)科的讀者也可以從中受益。
■對(duì)于具有計(jì)算機(jī)科學(xué)與信息技術(shù)背景知識(shí)的讀者，本書提供了信號(hào)和系統(tǒng)方面易于接受和足夠的背景知識(shí)。除了學(xué)習(xí)整個(gè)無(wú)線系統(tǒng)外，讀者可以特別研究支持LTE和移動(dòng)設(shè)備操作系統(tǒng)與程序設(shè)計(jì)的演進(jìn)的分組系統(tǒng)。
■對(duì)于電氣工程、計(jì)算機(jī)工程專業(yè)（甚至其他工程領(lǐng)域）的讀者，網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議是必須掌握的內(nèi)容，本書提供了這些高年級(jí)本科通信課程的詳細(xì)內(nèi)容，而沒(méi)有必要去學(xué)習(xí)另一門通信課程。第6～10章深入介紹了無(wú)線傳輸、調(diào)制技術(shù)、OFDM、CDMA和差錯(cuò)控制編碼。本書后續(xù)章節(jié)中的技術(shù)可以用來(lái)作為這些技術(shù)的例子。本書不僅提供了基本原理，還介紹了目前和未來(lái)將要使用的無(wú)線技術(shù)。
■不同基礎(chǔ)的讀者：對(duì)于那些在無(wú)線通信方面甚至在通信技術(shù)方面剛剛?cè)腴T的讀者，通過(guò)本書的學(xué)習(xí)，他們也可以對(duì)無(wú)線通信非常精通。對(duì)于那些已有一定基礎(chǔ)知識(shí)的讀者，通過(guò)閱讀本書能夠了解無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的最新進(jìn)展。
■不同深度的內(nèi)容：本書提供了不同深度的選項(xiàng)以覆蓋不同的內(nèi)容。最值得注意的是，第5章覆蓋了所有的無(wú)線概念，這種教程級(jí)的概念有助于理解本書其他章節(jié)的內(nèi)容。第6～10章涵蓋了相同的主題，有助于部分讀者對(duì)這部分內(nèi)容進(jìn)行更深入的了解。這種內(nèi)容編排使得具有不同興趣、不同知識(shí)水平和不同專業(yè)知識(shí)的讀者都能夠受益。
內(nèi)容安排本書的目的是在無(wú)線通信的基本原理、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線應(yīng)用等方面提供一個(gè)全面的技術(shù)研究。本書的主要內(nèi)容可以分為4個(gè)部分，如圖P-1所示。
圖P-1無(wú)線主題第一部分：介紹數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)包通信過(guò)程，以及協(xié)議層、TCP/IP和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。
第二部分：覆蓋關(guān)于發(fā)送無(wú)線信號(hào)的過(guò)程和對(duì)抗無(wú)線信道的影響的所有信息。第5章對(duì)這些內(nèi)容進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，并通過(guò)第6～10章進(jìn)行了詳細(xì)介紹。
第三部分：對(duì)IEEE 802.11、IEEE 802.15、藍(lán)牙、物聯(lián)網(wǎng)以及ZigBee等內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)介紹。
第四部分：包括蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)原理、LTE、智能手機(jī)和移動(dòng)應(yīng)用等內(nèi)容，還涵蓋了衛(wèi)星、固定無(wú)線和WiMAX等長(zhǎng)距離通信。
本書易于開展課程教學(xué)，書中包括大量的圖表。下面給出更多的細(xì)節(jié)。每一章還包括關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)、復(fù)習(xí)題、問(wèn)題，以及推薦閱讀。本書還包括常用的縮略語(yǔ)以及參考文獻(xiàn)清單。
學(xué)習(xí)的順序?qū)τ谶@樣廣泛的內(nèi)容，需要根據(jù)學(xué)生和課程情況對(duì)選學(xué)內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)規(guī)劃。本書提供了一些靈活性。例如，本書中的內(nèi)容不需要逐章學(xué)習(xí)。事實(shí)上，根據(jù)作者的經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生和教師能夠更快地投入其所需的技術(shù)本身中。其中的一個(gè)作者在他的課程中經(jīng)常只需要直接研究IEEE 802.11（第11章）而并不需要集中學(xué)習(xí)無(wú)線通信的全部細(xì)節(jié)。如果學(xué)生已經(jīng)研究了實(shí)際的技術(shù)，則也可能需要首先跳過(guò)一些物理層的細(xì)節(jié)（例如，暫時(shí)跳過(guò)11.5節(jié)和11.6節(jié)），使學(xué)生能夠更好地參與并開展實(shí)際項(xiàng)目研究。
以下是本書的學(xué)習(xí)建議：
●第5章與第6～10章介紹的主題相同，只是詳略程度不同，可以二選一。反過(guò)來(lái)，如果需要學(xué)習(xí)第6～10章，則可以跳過(guò)第5章。
●第三部分可以放在第二部分之前，以忽略一些關(guān)于物理層的細(xì)節(jié)，這些細(xì)節(jié)可以在后面再次詳細(xì)學(xué)習(xí)。然而，第二部分應(yīng)放在第四部分之前。
●第2～4章可以作為課外閱讀作業(yè)。
●在第三部分中，每章都或多或少是獨(dú)立的，可以按照任何順序來(lái)學(xué)習(xí)，主要取決于感興趣的程度。
●除了第13章和第14章中的蜂窩系統(tǒng)和LTE應(yīng)該歸為同一個(gè)單元來(lái)研究外，第四部分中的各章也可以按任何順序進(jìn)行研究。
●計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息技術(shù)課程可以更專注于第11章、第12章和第15章中的Wi-Fi、IEEE 802.15以及移動(dòng)應(yīng)用等內(nèi)容，然后學(xué)習(xí)MAC協(xié)議和移動(dòng)設(shè)備編程。
●電氣工程和工程技術(shù)專業(yè)的學(xué)生可以重點(diǎn)關(guān)注第6～10章中用于IEEE 802.11和LTE系統(tǒng)中的調(diào)制和差錯(cuò)控制編碼相關(guān)的內(nèi)容。
教輔資源本書的主要目標(biāo)是使它成為這一令人興奮和快速發(fā)展學(xué)科的一種有效的教學(xué)工具。這一目標(biāo)反映在本書的結(jié)構(gòu)和輔助材料中。本書提供了下列補(bǔ)充材料來(lái)幫助教師進(jìn)行教學(xué)關(guān)于本書教輔資源，只有使用本書作為教材的教師才可以申請(qǐng)，需要的教師請(qǐng)?zhí)顚懕緯詈笠豁?yè)“教學(xué)支持申請(qǐng)表”，并通過(guò)郵件同時(shí)發(fā)給培生與我方。——編輯注：
●答案手冊(cè)：給出了所有章后面的復(fù)習(xí)題和問(wèn)題的解答。
●補(bǔ)充問(wèn)題：提供了本書內(nèi)容以外的其他問(wèn)題。
●項(xiàng)目手冊(cè)：給出了下一節(jié)中列出的所有項(xiàng)目類別的建議項(xiàng)目任務(wù)。
●幻燈片：提供了覆蓋所有章節(jié)配套的教學(xué)幻燈片。
●PDF文件：本書中所有的圖和表的副本。
致謝本書得益于多名無(wú)私地奉獻(xiàn)他們的時(shí)間和專業(yè)知識(shí)的審稿專家。以下教授和老師對(duì)本書進(jìn)行了詳細(xì)的審稿：Alex WijesIinha(陶森大學(xué))、Ezzat Kirmani博士(州立圣克勞德大學(xué))、Feng Li博士(普渡大學(xué)印第安那波利斯分校)、Guillermo A.Francia III博士(杰克森維爾州立大學(xué))、Kamesh Namuduri博士(北德州大學(xué))、Melody Moh博士(圣何塞州立大學(xué))、Wuxu Peng博士(德克薩斯州立大學(xué))、Frank E.Green(馬里蘭大學(xué)，巴爾的摩縣)、Gustavo Vejarano(洛約拉馬利蒙特大學(xué))、Ilker Demirkol(羅切斯特理工學(xué)院)、Prashant Krishnamurthy(匹茲堡大學(xué))和Russell C.Pepe(新澤西理工學(xué)院)。
密蘇里大學(xué)堪薩斯分校的幾位學(xué)生為繪圖做出了非常有價(jià)值的貢獻(xiàn)。Pedro Tonhozi de Oliveira、Rahul Arun Paropkari和Naveen Narasimhaiah也致力于項(xiàng)目開發(fā)并提供了很大的幫助。
Kristopher Micinski提供了第15章中的大多數(shù)關(guān)于移動(dòng)應(yīng)用的材料。
最后，我們感謝許多負(fù)責(zé)本書出版的工作人員，他們一如既往地出色完成了整個(gè)工作。這包括Pearson的員工，特別是編輯Tracy Johnson、項(xiàng)目經(jīng)理Carole Snyder和產(chǎn)品經(jīng)理Bob Engelhardt。我們也感謝Mahalatchoumy Saravanan以及Jouve India生產(chǎn)人員優(yōu)秀、快速的工作。我們也感謝Pearson的營(yíng)銷和銷售人員，沒(méi)有他們的努力本書不會(huì)出現(xiàn)在你面前。
William Stallings，擁有美國(guó)麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)博士學(xué)位，現(xiàn)任教于澳大利亞新南威爾士大學(xué)國(guó)防學(xué)院（堪培拉）信息技術(shù)與電子工程系。他是世界知名的計(jì)算機(jī)學(xué)者和暢銷教材作者，已經(jīng)撰寫了17部著作，出版了40多本書籍，內(nèi)容涉及計(jì)算機(jī)安全、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)等方面，堪稱計(jì)算機(jī)界的全才。他曾九次榮獲美國(guó)“教材和學(xué)術(shù)專著作者協(xié)會(huì)”頒發(fā)的“年度佳計(jì)算機(jī)科學(xué)教材”獎(jiǎng)。
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