物聯網——無線通信、物理層、網絡層與底層驅動

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物聯網——無線通信、物理層、網絡層與底層驅動

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內容描述

本書主要介紹了物聯網(IoT)無線標準、無線通信理論及其應用。書中採用分層的方法深入分析了無線物聯網 的底層標準,並深入探討了相關理論背景,如多址接入技術、誤差校正等。本書遵循物聯網協議棧的混合模型,從協 議棧底層入手講解,內容由淺入深,理論與實踐相結合,以滿足不同層次讀者的需求。本書可供數字信號處理(DSP)、網絡實施和無線通信的各類工程師使用,同時適用於瞭解物聯網技術並致力於 開發新產品的企業家或技術愛好者,還可以作為各大院校物聯網工程、通信工程等專業的參考教材。

目錄大綱

第1章物聯網基礎
1.1什麼是物聯網
1.2什麼是無線物聯網
1.3無線網絡
1.3.1網絡拓撲結構
1.3.2網絡類型
1.4無線標准在物聯網中的作用
1.5協議棧
1.5.1開放系統互連參考模型
1.5.2TCP/IP參考模型
1.5.3IEEE 802參考模型
1.5.4物聯網的分層模型
1.6無線物聯網協議簡介
1.7本書章節安排
參考文獻
第2章無線物聯網協議
2.1藍牙
2.1.1發射機和接收機
2.1.2頻道
2.1.3典型工作範圍
2.1.4訪問和擴頻
2.1.5調製和數據速率
2.1.6錯誤檢測和校正
2.1.7網絡拓撲結構
2.2ITU G.9959標準
2.2.1發射機和接收機
2.2.2頻道
2.2.3典型工作範圍
2.2.4網絡拓撲結構
2.2.5訪問和擴頻
2.2.6調製和數據傳輸速率
2.2.7錯誤檢測和校正
2.3ZWave協議
2.4IEEE 802.15.4標準
2.4.1發射機和接收機
2.4.2頻道
2.4.3典型工作範圍
2.4.4訪問和擴頻
2.4.5調製和數據傳輸速率
2.4.6錯誤檢測與校正
2.4.7網絡拓撲結構
2.5ZigBee協議
2.6Thread協議
2.7WiFi
參考文獻
第3章射頻層
3.1無線系統
3.2收發機基本模型
3.2.1模擬射頻前端
3.2.2數字信道化
3.2.3基帶控制器
3.3信道基礎
3.3.1什麼是信道
3.3.2簡單物理信道模型
3.4誤比特率和誤符號率
3.5複雜信道
3.5.1陰影和大尺度衰落
3.5.2小尺度衰落與多徑信道
參考文獻
第4章調製解調層
4.1信號模型
4.1.1复信號
4.1.2复噪聲
4.1.3疊加信號模型
4.2脈衝成形
4.3調製技術
4.3.1線性調製
4.3.2角度調製
4.3.3符號錯誤概率
4.3.4相關接收機
4.3.5反正切解調器
4.3.6FSK的反正切接收機和相關接收機的比較
4.3.7反正切解調器的效率
4.4同步
4.4.1幀同步
4.4.2載波同步與符號同步的區別
4.4.3載波同步
4.4.4數據白化
4.4.5符號同步
4.4.6同步順序
4.5擴頻
4.5.1跳頻擴頻
4.5.2直接序列擴頻
4.5.3IEEE 802.15.4標準中的直接序列擴頻
4.5.4並行序列擴頻
參考文獻
第5章媒體訪問控制層
5.1頻段及頻譜規劃
5.2無線物聯網的頻譜接入
5.3多路訪問技術
5.3.1頻分多址
5.3.2時分多址
5.3.3雙工
5.3.4載波偵聽多路訪問
5.4擴頻作為多址接入
5.4.1跳頻
5.4.2碼分多址
5.5錯誤檢測和校正
5.5.1冗餘
5.5.2物聯網中的錯誤檢測和校正
5.5.3錯誤校正的兩種基本類型
5.5.4後向糾錯
5.5.5將數字數據表示為多項式
5.5.6將比特錯誤表示為多項式
5.5.7循環冗餘校驗
5.5.8校驗和
5.5.9前向糾錯
5.5.10前向糾錯和後向糾錯的比較
5.6能源效率
參考文獻
第6章總結
6.1選擇正確的標準
6.1.1成本
6.1.2數據速率
6.1.3工作頻段與環境
6.1.4網絡拓撲
6.1.5能量效率
6.2高層標準化與物聯網的未來

作者介紹

[美]丹尼爾•週（Daniel Chew） 約翰斯•霍普金斯大學應用物理實驗室高級專家，長期講授“物聯網”等計算機類專業課程。
他於1998年獲得特拉華大學電氣工程學士學位，2008年獲得約翰霍普金斯大學電氣與計算機工程碩士學位，研究領域為無線設備及應用。