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吕召彪 著

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111397465

商品编码：29729790640

包装：平装

出版时间：2012-11-01

基本信息

书名:无线网络架构与演进趋势

定价：29.00元

售价：19.7元,便宜9.3元,折扣67

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

编辑推荐

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

作者介绍

文摘

序言

《数字时代的连接脉络：从基础原理到未来畅想》 在这瞬息万变的数字时代，连接无处不在，深刻地改变着我们的生活、工作乃至整个社会的运转方式。从智能手机上的高清视频流畅播放，到远程医疗的实时诊断，再到自动驾驶汽车的安全导航，这一切的背后，都离不开一张看不见的、却又至关重要的网络——数字网络。本书将带领您深入探究构成数字时代连接脉络的基石，揭示其演进的奥秘，并一同展望未来的无限可能。 第一章：数字网络的基础：比特、协议与分层模型 要理解复杂的数字网络，我们必须从最基本的概念入手。本章将首先解析“比特”这一信息传递的基本单位，探讨其在数字世界中的意义，以及如何通过编码和解码实现信息的准确传递。接着，我们将深入学习“协议”的概念，理解它是网络通信的通用语言，就像人类交流需要共同的语言一样，计算机之间也需要遵循一套规则才能实现有效沟通。我们将详细介绍TCP/IP协议族，这是互联网的基石，包括IP地址如何分配和路由，TCP如何保证数据的可靠传输，以及UDP如何实现高效的无连接通信。 随后，我们将引入网络通信的“分层模型”思想，它如同建筑设计中的蓝图，将复杂的网络功能分解为相互独立的层级，每一层负责特定的任务，并向上层提供服务。我们将重点讲解OSI七层模型和TCP/IP四层模型，深入剖析每一层的功能，例如物理层如何传输原始比特流，数据链路层如何进行帧的传输和错误检测，网络层如何进行路由选择，传输层如何提供端到端的通信，以及应用层如何支持各种网络应用（如HTTP、FTP、SMTP等）。理解这些分层模型，将帮助我们系统地掌握网络通信的原理，并为后续更深入的学习打下坚实的基础。 第二章：有线连接的演进：从铜线到光纤的变革 在无线连接普及之前，有线网络一直是数字信息传输的主力。本章将回顾有线连接的发展历程，从早期笨重的铜线电缆，到如今速度惊人的光纤网络。我们将探讨不同类型电缆的特性，例如双绞线（Ethernet cable）在局域网中的广泛应用，同轴电缆在有线电视和早期网络中的作用，以及同轴电缆与光纤的对比，包括其传输速度、带宽、抗干扰能力以及传输距离的巨大差异。 我们将重点介绍以太网（Ethernet）技术，这是有线局域网（LAN）的标准，从早期的10Mbps到如今的Gigabit Ethernet甚至100Gbps，其速度的飞跃是惊人的。我们将了解以太网的介质访问控制方法（如CSMA/CD），以及交换机（Switch）在现代以太网中的关键作用，它如何通过MAC地址实现高效的数据转发，避免了早期集线器（Hub）造成的冲突。 接着，我们将深入探讨光纤通信的革命性影响。我们将了解光纤的基本原理，如全反射如何在光导纤维中传播光信号。我们将详细介绍不同类型光纤（单模光纤和多模光纤）的特点和适用场景。此外，我们还将探讨光纤网络架构，如GPON（Gigabit Passive Optical Network），它如何实现高带宽、低延迟的接入，支持视频、语音和数据的高速传输。本章将帮助您深刻理解有线连接如何为数字世界的繁荣奠定了坚实的物理基础。 第三章：无线通信的基石：电磁波、频段与调制解调 无线通信的魅力在于其无形的连接能力，而电磁波则是这一切的载体。本章将深入探讨无线通信的核心原理。我们将首先解释电磁波的本质，以及它如何作为一种能量波在空间中传播，携带信息。我们将介绍不同电磁波的频率和波长之间的关系，以及不同频段的特性，例如低频段的穿透能力强但带宽有限，高频段的带宽大但传播距离受限且容易受到障碍物影响。 我们将详细介绍无线通信中至关重要的“频段”划分。不同的无线技术（如Wi-Fi、蜂窝网络、蓝牙等）都工作在特定的频段，这些频段的分配由政府机构管理，以避免相互干扰。我们将了解2.4GHz和5GHz频段在Wi-Fi中的应用，以及它们各自的优缺点。 接着，我们将重点讲解“调制解调”（Modulation and Demodulation）技术。它是将数字信号转换为模拟电磁波信号（调制）并从电磁波信号中恢复出数字信号（解调）的关键过程。我们将介绍几种基本的调制技术，如幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM），以及更高级的如正交幅度调制（QAM），它如何实现更高的频谱效率。理解调制解调，就如同理解了如何将书本上的文字（数字信号）转化为声音（电磁波），并通过耳朵（接收端）将其重新还原成文字。 第四章：移动通信的演进：从1G到4G的时代跨越 手机，作为现代人最离不开的设备之一，其通信能力的飞跃是人类科技进步的缩影。本章将追溯移动通信的演进历程，从最早的模拟语音通信到如今支持高速数据传输的4G网络。 1G（第一代移动通信）： 专注于模拟语音通话，提供基本的通信功能，但容量小、易受干扰，且不具备数据传输能力。 2G（第二代移动通信）： 引入数字技术，实现了语音的数字化，显著提升了通信质量和容量。GSM（Global System for Mobile Communications）是2G时代的代表，它首次引入了短信（SMS）和基本的拨号上网（WAP）服务。 2.5G/2.75G（增强型2G）： 如GPRS（General Packet Radio Service）和EDGE（Enhanced Data Rates for GSM Evolution），在2G的基础上显著提升了数据传输速率，为移动互联网的初步发展奠定了基础。 3G（第三代移动通信）： 标志着移动通信进入了真正的移动宽带时代。UMTS（Universal Mobile Telecommunications System）和CDMA2000是3G的主要技术标准，它们提供了更高的下行和上行数据速率，使得视频通话、移动浏览、在线娱乐等应用成为可能。 4G（第四代移动通信）： 以LTE（Long-Term Evolution）为代表，是当前广泛应用的移动通信技术。4G实现了 IP 数据包的端到端传输，提供了远超3G的峰值速率，真正实现了“随时随地，高速上网”的愿景，催生了移动应用的爆发式增长，如高清视频流、在线游戏、社交媒体等。 本章将详细介绍各个代际技术的主要特点、技术演进方向、关键的标准化进程，以及它们对社会生活带来的深刻变革。 第五章：Wi-Fi的崛起与普及：家庭与办公的无线网络 Wi-Fi，全称Wireless Fidelity，已成为我们生活中不可或缺的无线连接方式。本章将深入解析Wi-Fi技术的发展、工作原理以及其在现代社会中的重要作用。 我们将从Wi-Fi的诞生讲起，介绍其标准的制定过程，特别是IEEE 802.11系列标准，如802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac（Wi-Fi 5）和最新的802.11ax（Wi-Fi 6）。我们将详细分析不同标准在速率、覆盖范围、频段、多用户支持等方面的差异，以及它们如何不断提升用户体验。 本章还将讲解Wi-Fi的工作原理，包括无线接入点（Access Point, AP）的作用，它如何将有线网络连接扩展到无线设备。我们将介绍CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）作为Wi-Fi的介质访问控制协议，以及它如何管理多个设备共享同一无线信道的访问。此外，我们还将探讨Wi-Fi的安全机制，如WEP、WPA、WPA2和WPA3，以及它们在保护无线网络免受非法访问方面的作用。 最后，我们将分析Wi-Fi的部署策略，包括家庭网络、办公环境以及公共热点的建设，以及其在物联网（IoT）设备连接中的潜力。 第六章：蓝牙与近场通信（NFC）：短距离无线连接的便捷应用 除了Wi-Fi和蜂窝网络，蓝牙（Bluetooth）和近场通信（NFC）是另外两种在日常生活中扮演着重要角色的短距离无线技术。本章将分别介绍它们的技术特点、工作原理以及在各种场景下的广泛应用。 我们将深入了解蓝牙技术，包括其不同版本（如Bluetooth Classic和Bluetooth Low Energy, BLE）的差异，以及它们各自的应用场景。我们将探讨蓝牙如何实现设备之间的点对点或点对多点通信，例如无线耳机、智能手表、车载娱乐系统、无线鼠标键盘等。我们将分析蓝牙的数据传输速率、功耗特性以及其在设备互联互通中的重要性。 接着，我们将重点介绍NFC技术。NFC是一种基于短距离无线通信的技术，允许设备在几厘米的范围内进行数据交换。我们将讲解NFC的两种工作模式：读写模式和卡模拟模式，以及它如何实现非接触式支付（如Apple Pay、Google Pay）、门禁控制、数据共享（如名片交换）以及标签读取等功能。我们将分析NFC的低功耗、易用性以及其在构建智能生活场景中的潜力。 第七章：物联网（IoT）的连接：万物互联的时代 物联网（Internet of Things, IoT）是当前科技发展最热门的领域之一，它指的是将各种物理设备连接到互联网，实现数据的收集、分析和交换。本章将聚焦于物联网的连接技术，探讨它是如何实现“万物互联”的。 我们将深入剖析支撑物联网的各种通信技术，包括低功耗广域网（LPWAN）技术，如LoRa（Long Range）和NB-IoT（Narrowband-IoT），它们如何实现低功耗、长距离的数据传输，适用于传感器、智能抄表等场景。我们将分析Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等技术在不同物联网应用中的角色。 本章还将探讨物联网的架构设计，包括设备层、网络层、平台层和应用层。我们将了解数据如何从传感器采集，如何通过各种通信协议传输到云端平台，以及如何在平台上进行处理、分析和可视化。此外，我们还将讨论物联网安全问题，以及如何保护海量设备和敏感数据免受威胁。 第八章：网络安全与隐私：连接时代的挑战与应对 随着数字连接的日益广泛，网络安全与隐私保护也变得尤为重要。本章将深入探讨在日益互联的世界中，我们面临的安全挑战以及应对策略。 我们将从网络攻击的类型入手，包括病毒、蠕虫、木马、DDoS攻击、网络钓鱼等，详细阐述它们的原理和危害。我们将分析数据泄露、身份盗窃等安全事件的发生机制。 接着，我们将介绍各种网络安全防护技术，包括防火墙、入侵检测/防御系统（IDS/IPS）、加密技术（如SSL/TLS）、身份认证机制以及安全审计等。我们将探讨如何构建安全的网络环境，以及个人用户在保护自身信息安全方面可以采取的措施，如使用强密码、定期更新软件、谨慎点击不明链接等。 此外，本章还将重点关注个人隐私保护。在海量数据被收集和分析的时代，如何确保个人信息不被滥用，如何理解和行使自己的隐私权，将是至关重要的话题。我们将探讨数据隐私法规（如GDPR）的影响，以及如何在享受便利的数字服务的同时，最大限度地保护个人隐私。 第九章：下一代网络技术：5G、Wi-Fi 6E及未来展望 科技的进步永无止境，网络技术也在不断向前发展。本章将聚焦于当前最前沿的下一代网络技术，并展望未来的发展趋势。 我们将深入剖析5G（第五代移动通信）技术的核心优势，包括超高带宽、超低延迟和海量连接能力。我们将探讨5G如何赋能新的应用场景，如增强现实（AR）、虚拟现实（VR）、自动驾驶、智慧城市等，以及它对工业互联网、远程医疗等领域带来的革命性影响。 接着，我们将介绍Wi-Fi 6E（基于6GHz频段的Wi-Fi 6）技术，它如何利用新增的6GHz频段，提供更高的吞吐量、更低的延迟和更少的干扰，进一步提升无线网络的性能。 最后，我们将放眼更远的未来，探讨潜在的下一代通信技术，如6G（第六代移动通信）。我们将讨论6G可能带来的颠覆性创新，例如超连接、超智能、超感知的网络体验，以及其在天地一体化通信、全息通信等领域的应用前景。本章旨在激发读者对未来数字连接的无限想象。 结语 从微小的比特到覆盖全球的网络，数字连接的演进是一部充满智慧与创新的史诗。本书通过对数字网络基础原理、有线与无线通信技术、移动通信的跨越、物联网的连接、网络安全以及下一代网络技术的深入剖析，旨在为您勾勒出一幅清晰而全面的数字时代连接图景。希望本书能帮助您更好地理解这个由连接驱动的世界，并激发您对未来科技发展的思考与探索。

评分☆☆☆☆☆

从整体的阅读体验来看，这本书在语言风格上保持了一种难得的平衡：既有学术的严谨性，又充满了鼓舞人心的探索精神。作者的文字有一种独特的节奏感，即使在讲解最枯燥的参数配置时，也能通过巧妙的用词和句式变化，保持读者的注意力。更重要的是，它成功地构建了一个宏大的知识框架，让你在学习具体的某一项技术（比如OFDMA或者MU-MIMO）时，能够清晰地知道它在整个网络演进链条中所处的位置和扮演的角色。读完这本书，我最大的收获不是记住了多少新名词，而是对“无线连接”这件事有了更深层次的哲学思考——它不再是简单的“连上就好”，而是一个涉及物理层、链路层、网络层乃至应用层持续博弈与平衡的复杂艺术。这本书成功地将读者从一个“操作员”提升为了一个“思考者”，这是我认为任何一本优秀的技术著作所能达到的最高境界。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都令人印象深刻，它显然不是那种只停留在表面现象描述的通俗读物。在对现有技术进行剖析时，作者展现出了令人敬佩的批判性思维。他不仅仅是罗列了802.11协议的各项特性，更深入地探讨了这些特性在实际大规模部署中遇到的瓶颈和妥协点。我特别关注了其中关于“边缘计算与无线融合”的章节，作者对于未来网络架构的设想非常大胆且富有前瞻性，他不仅指出了当前Mesh网络和SDN在无线接入层集成时的架构冲突，还提出了几套可行的优化路径，每条路径都附带了对资源消耗和延迟影响的量化分析。这种“发现问题—分析问题—提出解决方案”的结构，让阅读过程充满了智力上的挑战和满足感。这不仅仅是一本技术手册，更像是一份对未来十年无线通信领域发展趋势的深度研判报告，对于需要进行技术选型和战略规划的专业人士来说，其价值是不可估量的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计极具现代感，那种深邃的蓝色调配上简洁的银色字体，立刻就能让人感受到一种专业、前沿的气息。我拿到书的时候，首先注意到的是它的印刷质量，纸张的触感非常棒，拿在手里沉甸甸的，这通常意味着内容会非常扎实。内页的排版也做得相当出色，图文并茂，逻辑清晰，即便是涉及一些复杂的网络协议和技术栈，作者也尽量用流程图和示意图来辅助说明，这一点对于初学者来说简直是福音。我特别喜欢它在章节划分上的用心，每一章的引入都非常自然，像是在铺陈一个宏大的故事，让你不由自主地想深入了解后续的内容。虽然我个人对网络基础知识有一定的了解，但这本书依然提供了许多我之前没有注意到的细节，比如在最新的标准演进中，对于能效和安全性的考虑是如何深度融合的，这些都能体现出作者深厚的行业洞察力和严谨的治学态度。总的来说，光是这本书的“形”，就已经足够吸引人，让人有立刻翻开阅读的冲动，它散发出的那种专业气息，让人对即将展开的知识探索充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

最让我感到惊喜的是，这本书在案例分析部分的处理方式极其贴近实战需求。很多技术书籍的案例往往是脱离实际的“完美场景”，但在本书中，作者似乎是从真实的项目现场带回了第一手的经验和教训。无论是企业级Wi-Fi的部署优化，还是特定工业物联网环境下的干扰治理，书中所描述的故障排查流程和最终的优化措施，都带着那种“血与火”的实战痕迹。比如，书中有一段详述了如何通过调整功率控制算法来平衡频谱效率和用户体验的细节，这涉及到大量的现场测量数据和反复试验的结果，这些数据是任何标准文档里都找不到的“隐性知识”。阅读这些内容时，我感觉自己仿佛在与一位资深架构师并肩工作，共同面对复杂多变的真实环境，而不是在象牙塔里学习理论。这种高度的实操指导性，极大地提升了知识的可转化性。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书的前几章，我最大的感受就是作者在概念梳理上的炉火纯青。很多同类的技术书籍，往往上来就抛出大量的术语和复杂的数学模型，让人望而却步，但这本书的处理方式简直是教科书级别的“化繁为简”。它没有回避技术难点的存在，而是选择了一种非常细腻的叙事方式，仿佛一位经验丰富的工程师在耐心地为你拆解一个复杂的系统。比如，它在介绍无线信道建模时，没有直接堆砌瑞利分布、莱斯分布的公式，而是先从实际生活中的信号衰减场景入手，通过具体的例子来引导读者理解为什么需要这些模型，这样一来，原本抽象的数学概念瞬间就变得可视化、可感知了。这种由表及里、循序渐进的讲解风格，极大地降低了学习曲线的陡峭程度，让那些担心自己基础不够扎实的朋友也能信心满满地跟上节奏。毫不夸张地说，光是这一部分的讲解技巧，就值回了购书的费用，它真正做到了知识的普惠，而非精英化的自我展示。