具体描述
基本信息
书名：无线网络架构与演进趋势
定价：29.00元
作者：吕召彪
出版社：机械工业出版社
出版日期：2012-11-01
ISBN：9787111397465
字数：
页码：
版次：1
装帧：平装
开本：大16开
商品重量：0.300kg
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内容提要
本书以无线网络架构及演进为主线，着重介绍包括第三代移动通信系统、宽带无线接入系统、LTE系统等应用广泛且具有较大潜力的无线通信网络的体系架构、关键技术及应用情况等；在此基础上，针对未来网络演进的趋势，展现了多网络融合的架构、基带池组化无线网络架构及面向未来移动互联网业务的新型通信网络架构。
本书适合通信、计算机以及电子工程专业的高年级本科生和研究生作为无线通信系统架构相关专业课程的教材，同时也适合相关领域的从业人员作为技术参考书。
目录
前言
章绪论
1．1无线通信网络发展概述
1．1．1蜂窝移动通信系统发展历程
1．1．2宽带无线接入系统发展历程
1．2无线通信网络演进的驱动力
1．3本书内容安排
参考文献
第2章第三代移动通信网络及其演进
2．1 3G系统演进背景
2．2 WCDMA系统及演进
2．2．1 WCDMA系统架构
2．2．2 WCDMA空中接口信道
2．2．3 HSPA系统概念及演进
2．2．4 HSPA对无线网络架构的影响
2．3 TD-SCDMA系统
2．3．1 TD-SCDMA网络架构
2．3．2 TD-SCDMA空中接口
2．4 cdma2000系统及演进
2．4．1 cdma2000网络架构
2．4．2 cdma2000 Ev-DO及Ev-DV演进
2．5 3G在中国
2．5．13G在中国的发展
2．5．2中国联通WCDMA网络现状
2．5．3中国联通3络演进规划
2．6本章小结
参考文献
第3章宽带无线接入网络及其演进
3．1宽带无线接入网络发展需求
3．2 IEEE对宽带无线接入网络的标准化发展
3．2．1 IEEE 标准组织及其工作
3．2．2 IEEE 802系列标准
3．3 IEEE 802．11系列网络
3．3．1 IEEE 802．11系列网络演进过程
3．3．2 IEEE 802．11系列网络系统架构
3．3．3 IEEE 802．11 MAC层协议简介
3．4 IEEE 802．16系列网络
3．4．1 IEEE 802．16系列网络演进过程
3．4．2 IEEE 802．16系列网络系统架构
3．5运营商WLAN网络
3．5．1运营商WLAN网络
3．5．2中国联通的WLAN测试情况
3．6本章小结
参考文献
第4章3GPP长期演进系统
4．1 LTE演进历程
4．1．1 LTE标准化历程
4．1．2 LTE系统需求
4．2 LTE系统架构
4．2．1 LTE系统整体网络架构
4．2．2无线接入网架构
4．2．3核心网架构
4．2．4 LTE系统接口
4．2．5 3G与LTE的系统架构差异分析
4．3 LTE系统架构的未来演进——LTE-Advanced
4．3．1 LTE-Advanced系统指标及关键技术
4．3．2 LTE-Advanced系统中的异构网络
4．3．3 LTE-Advanced系统中的多点协作传输架构
4．4 LTE国际商用/试验情况简述
4．5本章小结
参考文献
第5章基带池组化RAN架构
5．1引言
5．2基带池组化RAN架构技术介绍
5．2．1传统无线网络的存在问题
5．2．2基带池组化RAN架构技术框架
5．2．3基带池组化RAN架构优势
5．2．4基带池组化RAN架构关键技术
5．2．5小结
5．3基带池组化RAN架构可行性分析
5．3．1基带池组化RAN架构的成本可行性分析
5．3．2基带池组化RAN架构的技术可行性分析
5．3．3小结
5．4未来RAN架构分析
5．4．1未来RAN架构发展趋势分析
5．4．2未来RAN架构性能分析
5．4．3未来RAN架构成本分析
5．4．4小结
5．5本章小结
参考文献
第6章无线异构网络融合架构
6．1无线异构网络概述
6．1．1无线异构网络概念及其演进趋势
6．1．2无线异构网络融合的研究现状
6．2无线异构网络融合的网络架构与关键技术
6．2．1异构网络融合的网络架构
6．2．2无线异构网络融合的关键技术
6．3中国联通对异构网络融合的思考
6．3．1 2G/3G与LTE网络的融合
6．3．2 WLAN与蜂窝网络的融合
6．4本章小结
参考文献
第7章新型通信网络架构I-Net
7．1引言
7．1．1背景
7．1．2 I-Net愿景
7．2移动通信网络架构的发展现状与挑战
7．2．1移动业务促发网络演进
7．2．2移动网络架构的发展现状与演进趋势
7．3 I-Net架构
7．3．1 I-Net架构功能
7．3．2 I-Net架构意义
7．4 I-Net关键技术框架
7．4．1业务本地化决策
7．4．2支持业务本地化的资源控制
7．4．3本地化网络管理
7．4．4移动性管理
7．4．5多基站协作资源管理
7．5本章小结
参考文献
第8章无线通信网络中的频率规划
8．1 2G频率现状
8．2 3G频率
8．3 LTE频率
8．3．1 450～470 MHz
8．3．2 698～806MHz
8．3．3 2300～2400MHz
8．3．4 2500～2690MHz
8．3．5 3400～3600MHz
参考文献
第9章未来无线通信网络的发展
9．1本书内容回顾
9．2无线网络架构发展趋势分析
作者介绍
文摘
序言
《网络通信原理与实践》 第一部分：网络通信基础理论 第一章：通信系统模型与基本概念 本章旨在为读者构建一个清晰的通信系统全景图，深入剖析信息传递的核心要素。我们将从最基本的通信模型出发，介绍发送端、接收端、信道、调制解调等关键组件的功能和作用。在此基础上，我们将详细阐述信息论中的 fundamental concepts，如比特、字节、信道容量、信噪比等，理解它们如何制约通信系统的性能。通过对这些基础概念的透彻理解，读者将能够为后续学习更复杂的网络协议和技术奠定坚实的理论基础。 1.1 通信系统的组成与功能 1.1.1 发送端： 信号源、信息编码、调制 1.1.2 传输信道： 有线（同轴电缆、光纤）、无线（电磁波）、介质特性与损耗 1.1.3 接收端： 解调、解码、信息恢复 1.1.4 干扰与噪声： 信号失真、衰减、串扰等影响 1.2 信息论基础 1.2.1 信息量与熵： 衡量信息不确定性的度量 1.2.2 信道容量： 最大可可靠传输速率的理论极限（香农定理） 1.2.3 信噪比 (SNR)： 信号强度与噪声强度的比值，对通信质量至关重要 1.3 信号的表示与处理 1.3.1 模拟信号与数字信号： 特征、转换过程（采样、量化、编码） 1.3.2 信号的频域分析： 傅里叶变换、频谱、带宽 1.3.3 信号的调制与解调： 幅度调制 (AM)、频率调制 (FM)、相位调制 (PM) 的原理与应用 第二章：数字信号传输与编码 本章将聚焦于数字信息如何在物理信道上传输，以及如何通过各种编码技术来提高传输效率和可靠性。我们将探讨数字信号的基本特性，并深入研究线路编码、信源编码和信道编码这三大类编码方式。了解这些编码的原理和算法，将有助于读者理解数据压缩、纠错和差错检测等关键技术，从而更好地设计和优化通信系统。 2.1 数字信号的表示与特性 2.1.1 比特流的传输： 数字信号的本质 2.1.2 信号的同步： 位同步、帧同步的实现 2.1.3 数字信号的失真： 码间串扰、信号衰减 2.2 线路编码 2.2.1 RZ、NRZ、曼彻斯特编码： 编码规则、优缺点 2.2.2 差分曼彻斯特编码： 提高鲁棒性 2.2.3 HDB3、B8ZS等： 解决直流分量和长串零的问题 2.3 信源编码（数据压缩） 2.3.1 无损压缩： Huffman 编码、LZW 编码 2.3.2 有损压缩： JPEG、MP3 等（简要介绍概念） 2.4 信道编码（纠错与检错） 2.4.1 检错码： 奇偶校验、CRC（循环冗余校验） 2.4.2 纠错码： 汉明码、卷积码、Reed-Solomon 码（原理与应用场景） 第三章：多路复用与多址技术 在有限的通信资源下，如何同时传输多路信息是通信系统设计中的一个核心问题。本章将详细介绍各种多路复用和多址技术，包括频分复用 (FDM)、时分复用 (TDM)、码分复用 (CDM) 以及它们在现代通信系统中的演进，如统计时分复用 (STDM) 和波分复用 (WDM)。理解这些技术，将为读者揭示电话、互联网、移动通信等如何高效共享通信链路的奥秘。 3.1 多路复用的基本原理 3.1.1 目标： 提高信道利用率 3.1.2 复用器与分用器： 实现多路信号合并与分离 3.2 频分复用 (FDM) 3.2.1 原理： 将总带宽划分为多个互不重叠的子信道 3.2.2 应用： 广播、模拟电话系统 3.2.3 缺点： 带宽浪费、易受干扰 3.3 时分复用 (TDM) 3.3.1 原理： 将时间划分为多个时隙，轮流分配给不同信道 3.3.2 同步时分复用 (STDM)： 引入缓冲，提高效率 3.3.3 应用： 数字电话、ISDN 3.3.4 缺点： 传输速率受限、时隙浪费 3.4 码分复用 (CDM) 3.4.1 原理： 利用不同的编码序列区分用户信号 3.4.2 直接序列扩频 (DSSS)： 核心技术 3.4.3 应用： CDMA 移动通信系统 3.4.4 优点： 抗干扰能力强、保密性好 3.5 其他复用技术 3.5.1 波分复用 (WDM)： 在光纤通信中应用，利用不同波长的光信号 3.5.2 统计时分复用 (STDM)： 动态分配带宽，提高资源利用率 第二部分：网络通信协议与架构 第四章：传输层协议 本章将深入探讨互联网的核心通信协议——传输层协议。我们将重点介绍 TCP (传输控制协议) 和 UDP (用户数据报协议)，详细解析它们在实现可靠数据传输、流量控制、拥塞控制和端口复用等方面的原理和机制。理解 TCP 的三次握手、四次挥手，以及 UDP 的无连接特性，对于掌握互联网应用通信至关重要。 4.1 传输层的功能与地位 4.1.1 端到端通信： 提供应用程序间的服务 4.1.2 协议端口： 区分不同应用程序的通信 4.2 用户数据报协议 (UDP) 4.2.1 特性： 无连接、不可靠、传输速度快 4.2.2 报文格式： 源端口、目的端口、长度、校验和 4.2.3 应用场景： DNS、DHCP、实时音视频（需要快速但不要求绝对可靠的场景） 4.3 传输控制协议 (TCP) 4.3.1 特性： 面向连接、可靠传输、流量控制、拥塞控制 4.3.2 连接建立： 三次握手（SYN, SYN-ACK, ACK） 4.3.3 数据传输： 字节流、序号、确认应答 (ACK) 4.3.4 流量控制： 滑动窗口机制 4.3.5 拥塞控制： 慢启动、拥塞避免、快重传、快恢复 4.3.6 连接释放： 四次挥手（FIN, ACK, FIN, ACK） 4.3.7 TCP 报文段格式： 源端口、目的端口、序号、确认号、数据偏移、标志位、窗口大小、校验和 4.3.8 应用场景： HTTP、FTP、SMTP、SSH 等（需要可靠传输的场景） 第五章：网络层协议与路由 本章将聚焦于互联网的“交通指挥官”——网络层协议。我们将详细介绍 IP (互联网协议) 的核心功能，包括 IP 地址分配、数据包封装和路由选择。读者将深入了解 IPv4 和 IPv6 的区别与联系，以及 ICMP (互联网控制消息协议) 在网络故障诊断中的作用。此外，本章还将探讨各种路由协议，如 RIP、OSPF、BGP，理解它们如何在复杂的互联网环境中动态地计算出最佳路径。 5.1 网络层的功能与地位 5.1.1 逻辑寻址： IP 地址的分配与管理 5.1.2 数据包的路由： 在不同网络之间转发数据 5.1.3 尽力而为的服务模型： IP 协议的不可靠性 5.2 IP 协议 (IPv4 & IPv6) 5.2.1 IPv4 地址： 分类地址、子网划分、CIDR 5.2.2 IPv4 报文头格式： 版本、首部长度、服务类型、总长度、标识、标志、片偏移、生存时间 (TTL)、协议、首部校验和、源 IP 地址、目的 IP 地址 5.2.3 IPv6 地址： 地址格式、优势（地址空间、安全性、效率） 5.2.4 IPv6 报文头格式： 版本、优先级、流标签、有效载荷长度、下一个首部、跳数限制、源 IPv6 地址、目的 IPv6 地址 5.3 Internet 控制消息协议 (ICMP) 5.3.1 功能： 差错报告、网络诊断 5.3.2 消息类型： 回声请求/应答 (Ping)、目标不可达、超时、重定向等 5.4 IP 路由选择 5.4.1 路由表： 存储网络路径信息 5.4.2 静态路由与动态路由： 配置方式与适用场景 5.4.3 内部网关协议 (IGP)： 5.4.3.1 距离矢量路由协议： RIP (路由信息协议) 5.4.3.2 链路状态路由协议： OSPF (开放最短路径优先) 5.4.4 外部网关协议 (EGP)： BGP (边界网关协议) - 互联网骨干网的路由选择 5.5 NAT (网络地址转换) 5.5.1 原理： 解决 IPv4 地址短缺的问题 5.5.2 类型： 静态 NAT、动态 NAT、PAT (端口地址转换) 第六章：数据链路层与局域网技术 本章将深入到网络的“毛细血管”——数据链路层，以及我们最熟悉的局域网技术。我们将详细介绍以太网 (Ethernet) 的工作原理，包括 MAC 地址、帧格式、CSMA/CD 介质访问控制机制。此外，还将探讨交换机 (Switch) 的工作原理，如何通过 MAC 地址表实现高效的帧转发，以及 VLAN (虚拟局域网) 的概念及其应用。 6.1 数据链路层的功能与地位 6.1.1 物理寻址： MAC 地址的唯一性 6.1.2 帧的封装与解封装： 在物理网络上传输数据 6.1.3 介质访问控制 (MAC)： 协调多个设备共享通信介质 6.1.4 差错检测： 确保数据帧的完整性（如 CRC） 6.2 以太网 (Ethernet) 6.2.1 MAC 地址： 全球唯一标识符 6.2.2 以太网帧格式： 前导码、帧起始符、目标 MAC 地址、源 MAC 地址、类型/长度、数据、帧校验序列 (FCS) 6.2.3 CSMA/CD (带冲突检测的载波侦听多路访问)： 早期以太网的访问机制 6.2.4 以太网的演进： 冲突域、集线器 (Hub) 与交换机 (Switch) 的区别 6.3 交换机 (Switch) 6.3.1 工作原理： 学习 MAC 地址、构建 MAC 地址表 6.3.2 转发方式： 直通式、存储转发式 6.3.3 交换机与 Hub 的区别： 减少冲突、提高带宽利用率 6.4 虚拟局域网 (VLAN) 6.4.1 概念： 在物理网络上划分逻辑网络 6.4.2 作用： 隔离广播域、提高安全性、简化网络管理 6.4.3 802.1Q 标签： VLAN 帧格式 第三部分：网络通信实践与应用 第七章：无线通信基础与移动网络 本章将引出当前通信领域最为活跃的部分——无线通信。我们将介绍无线通信的基本原理，包括电磁波的传播特性、调制方式以及频谱利用。重点将放在移动通信网络的发展历程，从第一代到第四代（4G），深入解析蜂窝网络的架构、切换和漫游机制。读者将了解到移动通信是如何实现用户在移动过程中的持续连接的。 7.1 无线通信基本原理 7.1.1 电磁波的传播： 直射、反射、衍射、散射 7.1.2 频谱与信道： 频率分配、带宽利用 7.1.3 无线调制与解调： GFSK、QPSK、OFDM 等（简要介绍） 7.1.4 无线信号的衰落与干扰： 影响无线通信质量的因素 7.2 蜂窝网络架构 7.2.1 基站 (BTS/NodeB/eNodeB/gNB)： 覆盖区域、无线接口 7.2.2 移动交换中心 (MSC)： 呼叫控制、信令处理 7.2.3 归属位置寄存器 (HLR/HSS)： 用户信息管理 7.2.4 认证中心 (AuC)： 用户身份认证 7.3 移动通信发展历程 7.3.1 第一代 (1G)： 模拟通信，语音通信 7.3.2 第二代 (2G)： GSM/CDMA，数字通信，支持短信 7.3.3 第三代 (3G)： WCDMA/CDMA2000，数据通信，移动互联网初步发展 7.3.4 第四代 (4G)： LTE/LTE-A，高速数据通信，移动互联网普及 7.4 移动通信中的关键技术 7.4.1 小区切换 (Handover)： 用户从一个基站移动到另一个基站的过程 7.4.2 漫游 (Roaming)： 用户在不同网络运营商的服务区域内使用通信服务 7.4.3 功率控制： 减少干扰，延长电池寿命 7.4.4 干扰协调： 提高频谱利用效率 第八章：互联网应用与服务 本章将把我们前面学习到的网络通信知识应用到实际的互联网服务中。我们将介绍 Web 浏览、电子邮件、文件传输、即时通信等常见互联网应用的通信原理，以及它们所依赖的协议（HTTP, SMTP, FTP, IMAP/POP3）。同时，我们还将探讨 DNS (域名系统) 的工作原理，以及 CDN (内容分发网络) 如何优化内容访问速度，让互联网体验更加流畅。 8.1 Web 浏览 (HTTP/HTTPS) 8.1.1 HTTP 协议： 请求-响应模型，方法（GET, POST 等），状态码 8.1.2 HTML, CSS, JavaScript： 网页内容构成 8.1.3 HTTPS： 安全套接层/传输层安全协议，保障通信安全（SSL/TLS） 8.2 电子邮件 (SMTP, POP3, IMAP) 8.2.1 SMTP (简单邮件传输协议)： 发送邮件 8.2.2 POP3 (邮局协议)： 从服务器下载邮件 8.2.3 IMAP (互联网消息访问协议)： 在服务器上管理邮件 8.3 文件传输 (FTP/SFTP) 8.3.1 FTP (文件传输协议)： 上传、下载文件 8.3.2 SFTP (SSH 文件传输协议)： 基于 SSH 的安全文件传输 8.4 DNS (域名系统) 8.4.1 功能： 将域名解析为 IP 地址 8.4.2 层级结构： 根域名服务器、顶级域名服务器、权威域名服务器 8.4.3 解析过程： 递归查询与迭代查询 8.5 即时通信 (IM) 8.5.1 原理： TCP/UDP 协议，消息推送 8.5.2 协议： XMPP, MQTT 等（简要介绍） 8.6 CDN (内容分发网络) 8.6.1 原理： 将内容缓存到离用户更近的服务器 8.6.2 作用： 加速内容访问，减轻源服务器压力 第九章：网络安全基础与防护 随着网络应用的日益普及，网络安全的重要性也日益凸显。本章将介绍网络安全的基本概念，包括机密性、完整性、可用性。我们将重点阐述常见的网络攻击手段，如病毒、木马、DDoS 攻击、SQL 注入等，并介绍各种安全防护技术，包括防火墙、入侵检测系统 (IDS)、虚拟私有网络 (VPN)、对称加密与非对称加密。 9.1 网络安全基本概念 9.1.1 CIA 三要素： 机密性 (Confidentiality)、完整性 (Integrity)、可用性 (Availability) 9.1.2 网络威胁与攻击： 恶意软件、拒绝服务攻击、网络钓鱼、中间人攻击等 9.2 网络安全防护技术 9.2.1 防火墙 (Firewall)： 过滤网络流量，控制访问 9.2.2 入侵检测系统 (IDS) / 入侵防御系统 (IPS)： 监测和阻止恶意活动 9.2.3 虚拟私有网络 (VPN)： 提供安全的远程访问和数据加密 9.2.4 加密技术： 9.2.4.1 对称加密： AES, DES (速度快，密钥共享问题) 9.2.4.2 非对称加密： RSA, ECC (公钥/私钥，密钥交换，数字签名) 9.2.5 数字签名与证书： 验证数据来源和完整性 9.2.6 访问控制： 身份验证、授权 第十章：下一代网络技术与趋势 本章将展望网络通信的未来，探讨当前和未来可能影响网络架构和通信方式的关键技术和趋势。我们将介绍 SDN (软件定义网络) 和 NFV (网络功能虚拟化) 如何改变网络管理和部署方式，以及 5G/6G 移动通信技术将带来的革命性变化。此外，还将讨论物联网 (IoT) 的发展如何推动新型网络连接的需求，以及云计算和边缘计算对网络架构的影响。 10.1 软件定义网络 (SDN) 10.1.1 分离控制平面与数据平面： 集中式控制 10.1.2 OpenFlow 协议： 控制器与交换机之间的通信 10.1.3 SDN 的优势： 灵活性、可编程性、自动化管理 10.2 网络功能虚拟化 (NFV) 10.2.1 将网络功能从专用硬件转移到软件： 运行在通用服务器上 10.2.2 VNF (虚拟网络功能)： 如 vRouter, vFirewall 10.2.3 NFV 的优势： 降低成本、加快部署、提高弹性 10.3 5G/6G 移动通信 10.3.1 关键技术： Massive MIMO, Network Slicing, Edge Computing 10.3.2 应用场景： eMBB, URLLC, mMTC 10.3.3 6G 的愿景： 智能化、全连接、沉浸式体验 10.4 物联网 (IoT) 10.4.1 设备连接与通信协议： MQTT, CoAP 10.4.2 IoT 的网络挑战： 连接密度、功耗、安全性 10.4.3 发展趋势： 边缘计算、AI 与 IoT 结合 10.5 云计算与边缘计算 10.5.1 云计算对网络的需求： 高带宽、低延迟 10.5.2 边缘计算： 将计算和存储推向网络边缘，减少延迟，提高响应速度 10.5.3 云边协同： 整合云端和边缘端的计算资源 本书旨在为读者提供一个全面而深入的网络通信知识体系，从基础理论到实际应用，再到未来趋势。通过系统的学习，读者将能够深刻理解现代通信网络的运行机制，并为进一步研究和实践打下坚实的基础。
