物联网通信技术

一本书助您掌握物联网通信领域的四大传输技术:基带传输、频带传输、链路传输、网络传输。
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陈彦辉 (作者)

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(1)先讲原理,后给实例,有助于读者树立问题观;
(2)先讲技术,后讲系统,有助于读者构建系统观;
(3)先讲理论,后做仿真,有助于读者提升工程观。
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内容摘要

口口 本书共7章,第01章以物联网通信系统为主线,介绍了物联网的基本概念与网络体系架构;第02~05章详细介绍了通信系统的基带传输、频带传输、链路传输和网络传输的基本原理;第06章以ZigBee和NB-IoT系统为例,介绍了通信系统的构建方法与应用示例;第07章提供了使用仿真工具对关键技术进行仿真的实验教学案例。本书重视原理与应用、技术与系统的融合,阐明了物联网通信系统的基本原理与实用技术,是一本理论联系实际、能够帮助读者学以致用的物联网通信技术教程。
口口 本书可作为高等院校电子信息、通信工程以及物联网工程等专业的理论与实验教材,也可供相关专业的研究生和教师学习使用,还可作为其他专业学者以及工程技术人员学习物联网通信系统及具体技术实现的参考用书。

目录

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第1章 物联网通信概述
第2章 基带传输技术
第3章 频带传输技术
第4章 链路传输技术
第5章 网络传输技术
第6章 典型物联网通信系统
第7章 通信系统设计实践
附录:仿真代码
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第1章 物联网通信概述
1.1 物联网的起源与定义 2
1.2 物联网的特征与体系架构 3
1.3 物联网通信体系架构 4
1.3.1 通信问题算法 4
1.3.2 协议体系 6
1.4 物联网通信技术 9
1.4.1 有线通信 9
1.4.2 无线通信 10
1.5 本章小结 17
1.6 习题 17

第2章 基带传输技术
2.1 综述 19
2.2 数字基带信号波形 20
2.3 基带波形频谱 23
2.4 基带传输信道特性 24
2.4.1 有损传输 24
2.4.2 加性噪声 27
2.5 最佳收发设计 30
2.5.1 最佳接收 30
2.5.2 波形设计 33
2.6 信道均衡 35
2.7 信道编码 39
2.7.1 分组码 39
2.7.2 卷积码 44
2.7.3 Turbo码 46
2.8 同步 48
2.8.1 位同步 49
2.8.2 帧同步 50
2.9 本章小结 52
2.10 习题 53

第3章 频带传输技术
3.1 综述 55
3.2 数字调制 57
3.2.1 二进制振幅键控 57
3.2.2 二进制移频键控 59
3.2.3 二进制移相键控 60
3.2.4 四进制绝对移相键控 61
3.2.5 正交振幅调制 64
3.3 信道适应技术 66
3.3.1 差分相移键控 66
3.3.2 降低带外辐射 67
3.4 无线信道 73
3.4.1 无线电波概述 73
3.4.2 无线传输特性 74
3.5 抗多径技术 78
3.5.1 多载波调制 78
3.5.2 信道均衡 83
3.6 扩频技术 85
3.6.1 扩频原理 85
3.6.2 m序列与M序列 86
3.6.3 扩频通信系统 87
3.6.4 直接序列扩频 88
3.6.5 跳频 89
3.7 本章小结 91
3.8 习题 91

第4章 链路传输技术
4.1 综述 94
4.2 数据链路控制 94
4.2.1 分段 95
4.2.2 差错检测 96
4.2.3 组帧 98
4.2.4 差错控制 101
4.3 介质访问控制 104
4.3.1 静态接入技术 105
4.3.2 随机接入技术 111
4.3.3 防碰撞算法 120
4.4 总体架构 122
4.5 本章小结 125
4.6 习题 125

第5章 网络传输技术
5.1 综述 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 距离矢量路由算法 136
5.4.2 链路状态路由算法 141
5.5 自组织网络路由 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常用路由协议 153
5.7 本章小结 158
5.8 习题 158

第6章 典型物联网通信系统
6.1 ZigBee 161
6.1.1 网络体系架构 161
6.1.2 IEEE 802.15.4协议 162
6.1.3 ZigBee物理层协议规范 163
6.1.4 媒体访问控制层规范 169
6.1.5 网络层规范 175
6.2 NB-IoT 178
6.2.1 NB-IoT网络部署模式 178
6.2.2 NB-IoT网络架构 178
6.2.3 无线接入资源 180
6.2.4 下行链路物理传输机制 182
6.2.5 上行链路物理传输机制 188
6.2.6 空口协议 191
6.3 本章小结 194
6.4 习题 195

第7章 通信系统设计实践
7.1 综述 197
7.2 数字传输仿真实例 197
7.2.1 通信的信道与噪声仿真 197
7.2.2 DQPSK调制和脉冲成型仿真 202
7.2.3 卷积码编码和直接序列扩频通信仿真 208
7.3 网络链路层仿真实例 215
7.3.1 仿真工具介绍 215
7.3.2 一个简单的通信案例 216
7.3.3 物联网链路控制协议仿真 220
7.3.4 物联网多址接入协议仿真 224
7.3.5 网络路由协议仿真 225
7.4 本章小结 229
7.5 习题 229

附录:仿真代码
A 物联网链路控制协议仿真CRC实现代码 232
B 物联网链路控制协议停等式ARQ仿真代码 233
B.1 接收节点 233
B.2 发送节点 234
C 网络随机路由协议与表驱动路由仿真代码 236
C.1 网络随机路由协议 236
C.2 表驱动路由 238

参考文献 240

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作者介绍

陈彦辉:
西安电子科技大学工学博士,教授。电子信息与通信工程学科专业实验室中心(国家级实验教学示范中心)主任。长期从事数字系统、通信与信息系统等方面的课程教学工作,主要研究领域涉及移动自组织网络、通信信号处理、嵌入式片上通信系统等。

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