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上篇 基础理论3

第1章 无线通信网络概述3

1.1 无线通信网络的历史与发展4

1.2 无线通信网络的主要特点5

1.3 无线通信网络的基础技术5

1.4 无线通信网络的新兴技术7

1.5 移动互联网渗透7

习题7

参考文献7

第2章 无线电的传播9

2.1 有线介质与无线介质9

2.2 无线电的传播机制12

2.3 天线与天线增益13

2.4 路径损耗模型16

2.5 多径效应与多普勒效应21

习题23

参考文献23

第3章 蜂窝系统原理24

3.1 蜂窝系统24

3.2 移动性管理25

3.2.1 切换管理26

3.2.2 位置管理26

3.3 区群和频率复用26

3.3.1 通过频率复用扩大系统容量27

3.3.2 频率复用下的小区规划27

3.3.3 六边形小区的几何结构29

3.3.4 频率复用比30

3.4 同信道与相邻信道干扰31

3.4.1 同信道干扰32

3.4.2 邻信道干扰33

3.5 扩大系统容量的其他方法34

3.5.1 小区分裂34

3.5.2 定向天线（天线扇区化）35

3.6 信道分配策略36

习题37

参考文献37

第4章 3G、4G和5G38

4.1 3G概述38

4.1.1 技术起源38

4.1.2 标准参数39

4.1.3 应用领域42

4.2 4G44

4.2.1 技术层面44

4.2.2 概念44

4.2.3 系统网络结构45

4.2.4 关键技术46

4.2.5 4G国际标准46

4.2.6 性能49

4.3 5G50

习题50

参考文献50

第5章 移动IP52

5.1 概述52

5.1.1 移动IP的出现背景52

5.1.2 移动IP设计目标及设计要求52

5.1.3 移动IP的发展历史53

5.2 移动IP53

5.2.1 基本术语53

5.2.2 移动IP的基本操作原理54

5.2.3 移动IP的工作过程54

5.2.4 移动IP存在的问题64

5.3 移动IPv665

5.3.1 移动IPv6操作65

5.3.2 移动IPv6与移动IPv4的区别68

习题68

参考文献69

人物介绍——互联网之父Vinton G.Cerf70

参考文献70

第6章 无线局域网与IEEE 802.11标准71

6.1 无线局域网的构成71

6.2 无线局域网的拓扑结构72

6.3 IEEE 802.11标准家族73

6.3.1 IEEE 802.1173

6.3.2 IEEE 802.11b73

6.3.3 IEEE 802.11a74

6.3.4 IEEE 802.11g75

6.3.5 IEEE 802.11n75

6.3.6 IEEE 802.11ac77

6.3.7 IEEE 802.11ad78

6.3.8 IEEE 802.11aa79

6.3.9 IEEE 802.11af80

6.3.10 IEEE 802.11ax81

习题85

参考文献85

第7章 无线移动互联网安全86

7.1 概述86

7.2 无线局域网的安全威胁和安全机制87

7.2.1 安全威胁87

7.2.2 WEP加密机制87

7.2.3 WEP认证机制89

7.2.4 IEEE 802.1X认证机制90

7.2.5 WAPI协议93

7.2.6 IEEE 802.11i TKIP和CCMP95

7.3 移动网络的安全问题与安全技术99

7.3.1 移动通信网络安全问题99

7.3.2 移动终端和移动应用的安全问题102

习题105

参考文献105

第8章 Ad hoc网络106

8.1 Ad hoc网络概述106

8.1.1 Ad hoc网络产生背景106

8.1.2 Ad hoc网络发展历史106

8.1.3 Ad hoc网络定义107

8.1.4 Ad hoc网络特点107

8.1.5 Ad hoc网络的应用109

8.1.6 Ad hoc网络面临的问题109

8.2 Ad hoc网络的体系结构110

8.2.1 Ad hoc网络的节点结构110

8.2.2 Ad hoc网络的拓扑结构111

8.2.3 Ad hoc网络协议栈简介112

8.2.4 Ad hoc网络的跨层设计113

8.3 Ad hoc网络的关键性技术114

8.3.1 隐藏终端和暴露终端115

8.3.2 Ad hoc网络路由协议119

8.4 Ad hoc的服务质量和安全问题129

8.4.1 服务质量的概念129

8.4.2 跨层模型129

8.4.3 Ad hoc网络中的安全问题130

习题133

参考文献134

人物介绍——无线网络专家Dina Katabi教授135

参考文献135

第9章 传感器网络136

9.1 概述136

9.2 无线传感器网络137

9.2.1 IEEE 1451与智能传感器137

9.2.2 无线传感器网络体系结构139

9.3 无线传感器网络的应用141

9.3.1 军事应用141

9.3.2 医疗卫生应用142

9.3.3 环境及农业应用143

9.3.4 智能家居应用144

9.3.5 其他应用144

9.4 无线传感器网络系统145

习题146

参考文献146

人物介绍——图灵奖得主Edmund M.Clarke教授147

参考文献147

第10章 物联网148

10.1 物联网综述148

10.1.1 物联网的历史148

10.1.2 物联网的发展近况148

10.1.3 物联网的应用150

10.2 超宽带无线通信技术153

10.2.1 超宽带无线传输技术的历史154

10.2.2 超宽带无线传输技术的特点154

10.2.3 超宽带无线传输技术的应用156

10.3 软件无线电157

10.3.1 软件无线电的历史157

10.3.2 软件无线电的特点159

10.3.3 软件无线电的应用160

10.3.4 软件无线电的发展前景160

10.4 射频识别161

10.4.1 射频识别的历史161

10.4.2 射频识别的特点162

10.4.3 射频识别的应用163

10.5 低功耗蓝牙无线技术163

10.5.1 低功耗蓝牙无线技术的历史164

10.5.2 低功耗蓝牙无线技术的特点165

10.5.3 低功耗蓝牙无线技术的应用165

10.6 人体局域网166

10.6.1 人体局域网的历史166

10.6.2 人体局域网的应用167

10.7 认知无线电167

10.7.1 认知无线电的历史167

10.7.2 认知无线电的特点168

10.7.3 认知无线电的应用169

习题171

参考文献172

人物介绍——ACM/IEEE Fellow刘云浩教授173

第11章 软件定义网络174

11.1 网络发展概述174

11.1.1 计算机网络发展现状174

11.1.2 计算机网络发展面临的问题175

11.1.3 云计算网络176

11.2 软件定义网络概述177

11.2.1 软件定义网络的发展177

11.2.2 软件定义网络的定义178

11.2.3 软件定义网络的优势179

11.3 软件定义网络关键技术180

11.3.1 OpenFlow概述181

11.3.2 VXLAN概述183

11.3.3 其他关键技术186

11.4 软件定义网络标准现状188

11.4.1 标准化组织188

11.4.2 开源项目189

习题189

第12章 比特币与区块链190

12.1 比特币概述190

12.1.1 比特币的诞生190

12.1.2 比特币的发展191

12.2 比特币的原理192

12.2.1 比特币钱包193

12.2.2 比特币交易过程193

12.2.3 比特币挖矿过程195

12.3 比特币的困难和挑战198

12.4 区块链简介199

12.4.1 区块链的核心——去中心化199

12.4.2 区块链的技术原理201

12.4.3 区块链的应用与挑战202

12.5 比特币网络中的研究问题204

12.5.1 比特币网络中的信息传播204

12.5.2 比特币网络中交易信息的回溯207

习题210

参考文献210

第13章 智能机器人网络212

13.1 智能机器人平台212

13.1.1 NAO人形机器人212

13.1.2 H20系列人形机器人216

13.1.3 国内机器人现状217

13.2 网络模块219

13.2.1 Wi-Fi219

13.2.2 ZigBee221

13.3 相关拓展225

13.3.1 分布式系统与算法225

13.3.2 人工智能226

13.3.3 机器学习228

习题231

参考文献231

人物介绍——图灵奖得主Les Valiant教授232

参考文献232

第14章 移动智能小车网络233

14.1 智能小车的平台233

14.2 学术界移动小车机器人的研究应用238

14.2.1 蛙跳路径设计238

14.2.2 实时室内地图239

14.2.3 全分布式平滑与地图240

14.2.4 多合作多机器人估计与控制241

14.2.5 局部与全局242

14.3 移动智能小车网络在产业界的应用242

14.3.1 无人驾驶汽车245

14.3.2 无线传感器网络246

习题248

参考文献248

人物介绍——人工智能专家Judea Pearl教授250

参考文献250

第15章 四旋翼飞行器在无线网络中的应用251

15.1 在物联运输方面的应用251

15.2 在自主导航方面的应用252

15.3 在遥感测绘方面的应用252

15.4 在其他方面的应用252

习题253

参考文献253

人物介绍——机器人专家Vijay Kumar教授254

参考文献254

第16章 Android编 程与开发255

16.1 Android系统的架构256

16.1.1 应用程序层256

16.1.2 应用程序框架层256

16.1.3 系统运行库257

16.1.4 Linux内核258

16.2 编程环境的搭建258

16.3 Android工程260

16.3.1 Android程序里的基本概念261

16.3.2 安卓应用程序的生命周期264

16.3.3 典型例程268

16.3.4 网上的资源268

16.4 Android手机功能介绍268

16.5 Android手机在研究领域的应用269

16.5.1 应用1269

16.5.2 应用2269

16.5.3 应用3270

16.5.4 应用4270

16.5.5 应用5270

16.5.6 应用6272

16.5.7 应用7272

16.5.8 应用8274

16.5.9 应用9275

16.5.10 应用10275

16.5.11 应用11275

16.5.12 应用12276

16.5.13 应用13276

16.5.14 应用14277

16.5.15 应用15277

16.5.16 应用16278

16.5.17 应用17279

16.5.18 应用18280

16.5.19 应用19281

习题282

参考文献283

人物介绍——小米公司创始人雷军285

参考文献285

第17章 iOS编 程与开发286

17.1 iOS系统介绍286

17.1.1 开发者计划287

17.1.2 iOS框架介绍287

17.1.3 应用程序介绍290

17.2 iOS开发292

17.2.1 窗口293

17.2.2 视图293

17.2.3 运算符与表达式295

17.2.4 Foundation框架简介297

17.2.5 面向对象297

17.2.6 内存管理299

17.3 典型iOS程序介绍301

17.3.1 实例1地图导航301

17.3.2 实例2自定义地图的标注302

17.3.3 实例3自定义的地图303

17.4 iOS程序应用304

17.4.1 iOS手机中的传感器304

17.4.2 应用1304

17.4.3 应用2305

17.4.4 应用3305

17.4.5 应用4307

习题307

参考文献308

第18章 图形码309

18.1 一维条形码309

18.1.1 一维条形码的分类310

18.1.2 一维条形码的应用311

18.2 QR码312

18.2.1 二维码的诞生312

18.2.2 QR码的公开及其普及313

18.2.3 QR码标准及其进化313

18.2.4 QR码的优点314

18.2.5 QR码的符号结构314

18.2.6 QR码的特征314

18.2.7 版本和规格315

18.2.8 QR码的应用316

18.3 其他二维码318

18.3.1 Data Matrix318

18.3.2 PDF417319

18.3.3 Aztec码320

18.3.4 MaxiCode320

18.3.5 EZcode321

18.4 高维码321

18.4.1 HCCB（高容量彩色条码）321

18.4.2 COBRA321

习题323

第19章 网络经济学324

19.1 博弈论324

19.1.1 完全信息静态博弈324

19.1.2 完全信息动态博弈329

19.1.3 不完全信息静态博弈330

19.1.4 不完全信息动态博弈333

19.2 拍卖机制334

19.2.1 拍卖的要素335

19.2.2 拍卖的分类336

19.2.3 VCG拍卖341

19.2.4 全支付拍卖341

19.3 契约理论342

19.3.1 契约要素342

19.3.2 契约模型343

19.3.3 契约可行性344

19.3.4 契约理论应用344

19.3.5 契约理论小结346

19.4 市场理论346

19.4.1 市场均衡346

19.4.2 用户行为分析348

19.4.3 厂家行为分析350

19.5 谈判理论350

19.5.1 谈判理论的发展历史及分类351

19.5.2 纳什谈判理论351

19.5.3 纳什谈判理论在无线网络中的应用353

习题354

参考文献355

第20章 移动互联网智能化和算法357

20.1 智能移动互联网358

20.1.1 移动社交网络358

20.1.2 基于大规模视频流的实时分析与处理359

20.1.3 智慧城市359

20.1.4 医疗图像分析系统360

20.1.5 互联网金融大数据360

20.2 众筹网络360

20.2.1 资源调度方案361

20.2.2 网络节点激励机制361

20.2.3 众筹网络安全机制361

20.3 移动互联网的计算361

20.3.1 大数据分析——强大的工具361

20.3.2 分布式计算363

20.4 两个实例364

20.4.1 朋友关系预测364

20.4.2 车载互联网路由优化365

习题365

参考文献365

第21章 移动互联网的工业设计367

21.1 移动互联网的产品367

21.1.1 产品分类367

21.1.2 产品特点369

21.2 移动互联网产品的设计和研发370

21.2.1 移动互联网产品用户的特点371

21.2.2 移动互联网产品的设计原则371

21.2.3 移动互联网产品的设计要素372

21.2.4 与传统的产品设计的不同点372

习题373

参考文献373

人物介绍——Apple公司创始人乔布斯375

参考文献376

第22章 移动互联网游戏377

22.1 移动互联网游戏产业链377

22.2 移动互联网游戏类型379

22.3 移动互联网游戏发展史与经典游戏379

22.4 移动互联网游戏的发展前景382

22.5 移动互联网游戏公司miHoYo383

习题384

参考文献385

人物介绍——Facebook公司创始人扎克伯格386

第23章 互联网的未来及影响387

23.1 互联网带来的行业变革387

23.2 互联网金融：数字化时代的金融变革396

23.2.1 互联网金融与金融互联网396

23.2.2 互联网金融的新模式397

23.2.3 互联网金融的未来399

23.3 互联网对传统教育的挑战400

23.3.1 互联网对传统教育的影响400

23.3.2 因特网对教育观念转变的意义400

23.3.3 互联网时代现代教育的几个特点401

23.3.4 因特网进入现代教育需注意的问题403

23.4 互联网所引起的信息安全问题404

23.5 移动互联网游戏开发者的攀登珠峰之路405

习题407

参考文献408

人物介绍——阿里巴巴公司创始人马云409

参考文献410

下篇 实验413

第24章 实验1 Android开发基础413

第25章 实验2 Android开发提高416

第26章 实验3 SDN实验417

第27章 实验4 Android测量Wi-Fi信号强度423

第28章 实验5 Android计步器424

第29章 实验6 iOS开发基础426

第30章 实验7 iOS开发提高428

致谢431