物联网 无线通信、物理层、网络层与底层驱动

"《物联网——无线通信、物理层、网络层与底层驱动》系统论述了一位从业者对物联网（IoT）的解读，重点阐述了如智能家居、智能电网、智慧医疗和无线传感器网络等领域的物联网解决方案。本书作者Daniel Chew是物联网领域的知名专家，他将物联网作为一个协议栈进行了研究，详细介绍了无线链路的物理层，如射频和调制解调器，以及在频带中通信的媒体访问控制（MAC）。本书以低功耗无线个人局域网（WPANs）为重点，介绍了物理层和媒体访问控制层所使用的ZigBee、Bluetooth、Z-Wave、Thread等协议，并介绍了相关的通信理论、调制方案和接入方法等。此外，本书探讨了WiFi和网关及其在物联网中的作用，并讨论了物联网中WPANs的信道模型和链路估算等内容。主要内容如下： •系统介绍了物联网物理层的支撑技术IEEE 802.15.4、ITU-T G.9959和蓝牙LE ； •对各种物联网协议进行分层次分析，详细介绍了这些协议的互操作性； •通过对物联网实施方案的分析，清楚地阐明了各种无线通信协议原理及其应用。 本书全面概述了无线物联网的相关复杂问题，探讨了其在各种行业中的迅速发展及其应用，非常适合物联网应用和平台开发人员，以及数字信号处理、网络和无线通信领域的工程师阅读学习。 "

本书主要介绍了物联网（IoT）无线标准、无线通信理论及其应用。书中采用分层的方法深入分析了无线物联网的底层标准，并深入探讨了相关理论背景，如多址接入技术、误差校正等。本书遵循物联网协议栈的混合模型，从协议栈底层入手讲解，内容由浅入深，理论与实践相结合，以满足不同层次读者的需求。本书可供数字信号处理（DSP）、网络实施和无线通信的各类工程师使用，同时适用于了解物联网技术并致力于开发新产品的企业家或技术爱好者，还可以作为各大院校物联网工程、通信工程等专业的参考教材。

丹尼尔·周，约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室高级专家，长期讲授“物联网”等计算机类专业课程。他于1998年获得特拉华大学电气工程学士学位，2008年获得约翰斯·霍普金斯大学电气与计算机工程硕士学位，研究领域为无线设备及应用。

第1章 物联网基础
1.1 什么是物联网
1.2 什么是无线物联网
1.3 无线网络
1.3.1 网络拓扑结构
1.3.2 网络类型
1.4 无线标准在物联网中的作用
1.5 协议栈
1.5.1 开放系统互连参考模型
1.5.2 TCP/IP参考模型
1.5.3 IEEE802参考模型
1.5.4 物联网的分层模型
1.6 无线物联网协议简介
1.7 本书章节安排
参考文献
第2章 无线物联网协议
2.1 蓝牙
2.1.1 发射机和接收机
2.1.2 频道
2.1.3 典型工作范围
2.1.4 访问和扩频
2.1.5 调制和数据速率
2.1.6 错误检测和校正
2.1.7 网络拓扑结构
2.2 ITUG.9959标准
2.2.1 发射机和接收机
2.2.2 频道
2.2.3 典型工作范围
2.2.4 网络拓扑结构
2.2.5 访问和扩频
2.2.6 调制和数据传输速率
2.2.7 错误检测和校正
2.3 Z-Wave协议
2.4 IEEE802.15.4标准
2.4.1 发射机和接收机
2.4.2 频道
2.4.3 典型工作范围
2.4.4 访问和扩频
2.4.5 调制和数据传输速率
2.4.6 错误检测与校正
2.4.7 网络拓扑结构
2.5 ZigBee协议
2.6 Thread协议
2.7 Wi-Fi
参考文献
第3章 射频层
3.1 无线系统
3.2 收发机基本模型
3.2.1 模拟射频前端
3.2.2 数字信道化
3.2.3 基带控制器
3.3 信道基础
3.3.1 什么是信道
3.3.2 简单物理信道模型
3.4 误比特率和误符号率
3.5 复杂信道
3.5.1 阴影和大尺度衰落
3.5.2 小尺度衰落与多径信道
参考文献
第4章 调制解调层
4.1 信号模型
4.1.1 复信号
4.1.2 复噪声
4.1.3 叠加信号模型
4.2 脉冲成形
4.3 调制技术
4.3.1 线性调制
4.3.2 角度调制
4.3.3 符号错误概率
4.3.4 相关接收机
4.3.5 反正切解调器
4.3.6 FSK的反正切接收机和相关接收机的比较
4.3.7 反正切解调器的效率
4.4 同步
4.4.1 帧同步
4.4.2 载波同步与符号同步的区别
4.4.3 载波同步
4.4.4 数据白化
4.4.5 符号同步
4.4.6 同步顺序
4.5 扩频
4.5.1 跳频扩频
4.5.2 直接序列扩频
4.5.3 IEEE802.15.4标准中的直接序列扩频
4.5.4 并行序列扩频
参考文献
第5章 媒体访问控制层
5.1 频段及频谱规划
5.2 无线物联网的频谱接入
5.3 多路访问技术
5.3.1 频分多址
5.3.2 时分多址
5.3.3 双工
5.3.4 载波侦听多路访问
5.4 扩频作为多址接入
5.4.1 跳频
5.4.2 码分多址
5.5 错误检测和校正
5.5.1 冗余
5.5.2 物联网中的错误检测和校正
5.5.3 错误校正的两种基本类型
5.5.4 后向纠错
5.5.5 将数字数据表示为多项式
5.5.6 将比特错误表示为多项式
5.5.7 循环冗余校验
5.5.8 校验和
5.5.9 前向纠错
5.5.10 前向纠错和后向纠错的比较
5.6 能源效率
参考文献
第6章 总结
6.1 选择正确的标准
6.1.1 成本
6.1.2 数据速率
6.1.3 工作频段与环境
6.1.4 网络拓扑
6.1.5 能量效率
6.2 高层标准化与物联网的未来