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物联网与泛在网通信技术

作译者：吴巍,吴渭,骆连合

出版时间：2012-06 千字数：532 版次：01-01 页数：400

开本：16(185*260) 装帧： I S B N ：9787121174469

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纸质书定价：￥63.0

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第1章  物联网概述	
1.1  物联网的概念与定义	
1.2  物联网的体系架构	
1.2.1  物联网的感知层	
1.2.2  物联网的传送层	
1.2.3  物联网的应用层	
1.3  物联网技术典型应用举例	
1.3.1  机器互联服务	
1.3.2  大众医疗保健服务	
1.3.3  环境与敏感区域监控服务	
1.4  物联网发展对通信技术的影响	
1.4.1  支持机器互联（M2M）服务阶段	
1.4.2  传感器网络引入与应用阶段	
1.4.3  泛在传感器网络阶段	
第2章  泛在通信的概念与内涵	
2.1  泛在通信与泛在网络	
2.2  泛在网络发展状况	
2.2.1  日本U-Japan计划	
2.2.2  韩国的U-Korea战略	
2.2.3  美国的“普适计算”与“智慧地球”项目	
2.2.4  欧盟的“环境感知智能”项目	
2.3  泛在网络的基本目标和特性	
2.3.1  泛在网络的基本目标	
2.3.2  泛在网络的特性	
2.4  泛在网络能力与通信方式	
2.4.1  NGN中的泛在网络能力	
2.4.2  泛在网络支持的通信方式	
第3章  泛在通信基础技术	
3.1  总体概念	
3.2  通信系统的信源编码技术	
3.2.1  数据编码技术	
3.2.2  语音编码技术	
3.2.3  图像编码技术	
3.2.4  视频编码技术	
3.3  通信信号的传输损伤	
3.3.1  无线信号传输损伤	
3.3.2  数字信号传输损伤	
3.3.3  误码损伤及其对业务的影响	
3.3.4  时延损伤及其对业务的影响	
3.3.5  抖动损伤及其对业务的影响	
3.3.6  漂移损伤及其对业务的影响	
3.3.7  滑动损伤及其对业务的影响	
3.4  信道编码和调制技术	
3.4.1  信道编码和解码	
3.4.2  调制与解调	
3.5  数字复接技术	
3.5.1  基本概念	
3.5.2  数字复接的分类	
3.5.3  数字复接技术	
3.6  寻址与交换技术	
3.6.1  寻址与连接	
3.6.2  数字交换技术	
第4章  近距离无线通信技术	
4.1  无线局域网技术	
4.1.1  无线局域网概论	
4.1.2  无线局域网的系列标准	
4.1.3  无线局域网实用新技术的发展	
4.1.4  无线局域网技术在物联网领域的应用	
4.2  超宽带无线通信技术	
4.2.1  基本概念与原理	
4.2.2  超宽带无线通信技术发展现状	
4.2.3  超宽带技术在物联网领域的应用	
4.3  蓝牙技术	
4.3.1  基本概念与原理	
4.3.2  蓝牙技术发展历程与现状	
4.3.3  蓝牙技术在物联网领域的应用	
4.4  ZigBee技术	
4.4.1  基本概念与原理	
4.4.2  ZigBee技术发展历程与现状	
4.4.3  ZigBee技术在物联网领域的应用	
第5章  移动通信技术	
5.1  蜂窝移动通信技术	
5.1.1  基本概念	
5.1.2  蜂窝移动通信技术的发展历程	
5.1.3  第二代数字蜂窝移动通信体制	
5.1.4  第三代数字蜂窝移动通信体制	
5.1.5  蜂窝移动通信技术的未来发展	
5.1.6  蜂窝移动通信技术在物联网领域的应用	
5.2  集群通信技术	
5.2.1  基本概念	
5.2.2  集群通信系统的组成	
5.2.3  三种典型的集群通信系统	
5.2.4  集群通信系统的发展方向	
5.2.5  集群通信技术在物联网领域的应用	
5.3  移动自组织网络技术	
5.3.1  基本概念	
5.3.2  移动自组织网络的发展历程	
5.3.3  移动自组织网络的拓扑结构	
5.3.4  移动自组织网络关键技术	
5.3.5  移动自组织网络技术的应用	
第6章  光通信技术	
6.1  光通信技术概述	
6.1.1  光纤通信技术	
6.1.2  自由空间光通信技术	
6.2  SDH光传送系统	
6.2.1  SDH光传送系统的组成与网络拓扑	
6.2.2  SDH传送网的分层模型	
6.2.3  SDH传送网的保护与恢复	
6.2.4  SDH管理网	
6.3  光密集波分复用（DWDM）传输系统	
6.3.1  基本概念	
6.3.2  DWDM传输系统的应用与组网方式	
6.3.3  DWDM传输系统的监控与管理	
6.4  光传送网	
6.4.1  概述	
6.4.2  分层模型	
6.4.3  帧结构及复用映射关系	
6.4.4  保护倒换及抗毁	
6.4.5  光传送网的支撑技术	
第7章  卫星通信技术	
7.1  卫星通信系统的组成与技术体制	
7.1.1  卫星通信系统的组成	
7.1.2  卫星通信技术体制	
7.1.3  卫星信道适应技术	
7.2  卫星通信技术的发展现状及趋势	
7.2.1  卫星宽带化技术	
7.2.2  星上处理与交换技术	
7.2.3  激光卫星通信技术	
7.3  宽带卫星通信系统	
7.3.1  基于透明转发器的星形组网	
7.3.2  基于星上处理的网状组网技术	
7.4  卫星移动通信系统	
7.4.1  GEO卫星移动通信系统	
7.4.2  中、低轨卫星移动通信系统	
第8章  微波与散射通信技术	
8.1  微波通信技术	
8.1.1  微波通信的概念及应用	
8.1.2  数字微波通信的主要特点	
8.1.3  数字微波通信系统的组成	
8.1.4   数字微波通信系统的性能指标	
8.1.5  SDH数字微波采用的关键技术	
8.1.6  数字微波通信技术发展方向	
8.2  对流层散射通信技术	
8.2.1  概念及应用	
8.2.2  散射通信的特点	
8.2.3  应用方式	
8.2.4  关键技术	
第9章  短波通信技术	
9.1  短波通信技术概述	
9.2  短波信号在电离层中的传播特性	
9.2.1  电离层的结构和电特性	
9.2.2  多径传播	
9.2.3  最高可用频率	
9.3  短波自适应选频和频率管理	
9.3.1  短波自适应选频	
9.3.2  自适应频率管理	
9.4  短波高速调制解调技术	
9.4.1  多音并行调制解调器	
9.4.2  单音串行调制解调器	
9.5  短波通信频带扩展技术	
9.5.1  短波通信直接序列扩频（DS）技术	
9.5.2  短波高速跳频通信技术	
9.5.3  多载波正交频分复用技术	
9.6  短波通信技术的发展趋势	
第10章  通信抗干扰技术	
10.1  通信抗干扰技术概述	
10.1.1  通信干扰	
10.1.2  通信抗干扰基本技术与方法	
10.1.3  通信抗干扰技术的发展现状与趋势	
10.2  扩展频谱通信技术	
10.2.1  直接序列扩频通信技术	
10.2.2  跳频通信技术	
10.2.3  跳频/直扩混合扩频通信技术	
10.2.4  跳时/直扩混合扩频通信技术	
10.2.5  扩频技术与其他技术相结合	
10.3  自适应天线抗干扰技术	
10.3.1  自适应调零天线系统	
10.3.2  自适应天线干扰抵消系统	
10.3.3  自适应阵列天线系统	
第11章  传送层组网技术	
11.1  IP交换与组网技术	
11.1.1  互联网协议体系结构	
11.1.2  IP选路和分组转发技术	
11.1.3  多协议标签交换（MPLS）技术	
11.2  核心网的传输技术	
11.2.1  SHD承载IP技术	
11.2.2  波分复用网络承载IP技术	
11.3  接入网技术	
11.3.1  基本概念	
11.3.2  接入网的主要功能	
11.3.3  接入网传输技术	
第12章  网络管理技术	
12.1  网络管理系统结构	
12.1.1  组织结构	
12.1.2  信息结构	
12.1.3  协议体系	
12.2  网络管理系统平台与开发技术	
12.2.1  系统平台构成及发展	
12.2.2  系统硬件平台	
12.2.3  网络管理开发平台	
12.2.4  网络管理应用软件	
12.3  网络管理新技术	
12.3.1  地理信息系统在网络管理中的应用技术	
12.3.2  基于CORBA技术的网络管理技术	
12.3.3  基于Web的网络管理技术	
12.3.4  网络管理智能化技术	
12.4  下一代网络的网络管理技术	
12.4.1  NGN的管理体系架构	
12.4.2  NGN的管理业务	
第13章  网络安全与保密技术	
13.1  物联网面临的安全问题	
13.2  网络安全保密机制	
13.2.1  密码体制	
13.2.2  完整性校验机制	
13.2.3  不可抵赖机制	
13.2.4  态势感知和联动响应	
13.3  网络安全保密服务	
13.3.1  访问控制服务	
13.3.2  机密性服务	
13.3.3  完整性服务	
13.3.4  可用性服务	
13.3.5  不可抵赖服务	
13.4  网络安全保密管理技术	
13.4.1  密钥管理	
13.4.2  安全管理	
13.4.3  数字证书管理	
13.5  通信网络安全保密技术	
13.5.1  终端信息加密技术	
13.5.2  信道信息加密技术	
13.5.3  移动通信的安全保密技术	
13.5.4  网络与应用安全保密技术	
13.5.5  网络管理系统的安全保密技术	
第14章  泛在通信前沿技术	
14.1  IPv6技术	
14.2  认知无线电通信技术	
14.3  太赫兹通信技术	
14.4  量子通信技术	
参考文献

总序

信息技术的高速发展与广泛应用，引发了一场全球性的产业革命，正推动着各国经济的发展与人类社会的进步。信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势，信息化水平已成为衡量一个国家综合国力与现代化水平的重要标志。中国政府高度重视信息化工作，紧紧抓住全球信息技术革命和信息化发展的难得历史机遇，不失时机地将信息化建设提到国家战略高度，大力推进国民经济与社会服务的信息化，以加快实现我国工业化和现代化，并将信息产业作为国家的先导、支柱与战略性产业，放在优先发展的地位上。
党的十五届五中全会明确指出：信息化是覆盖现代化建设全局的战略举措；要优先发展信息产业，大力推广信息技术应用。党的“十六大”把大力推进信息化作为我国在21世纪头20年经济建设和改革的一项重要任务，明确要求“坚持以信息化带动工业化，以工业化促进信息化”，“走新型工业化道路”。党的“十七大”进一步提出了“五化并举”与“两化融合发展”的目标，再次强调了走新型工业化道路，大力推广信息技术应用与推动国家信息化建设的战略方针。在中央领导的亲切关怀、指导，各部门、各地方及各界的积极参与和共同努力下，我国的信息产业持续高速发展，信息技术应用与信息化建设坚持“以人为本”、科学发展，取得了利国惠民、举世瞩目的骄人业绩。
近几年来，在全球金融危机的大背景下，各国政要纷纷以政治家的胆略和战略思维提出了振兴本国经济、确立竞争优势的关键战略。2009年，美国奥巴马政府把“智慧地球”上升为国家战略；欧盟也在同年推出《欧洲物联网行动计划》；我国领导在2009年提出了“感知中国”的理念，并于2010年把包含物联网在内的新一代信息技术等7个重点产业，列入“国务院加快培育和发展的战略性新兴产业的决定”中，同时纳入我国“十二五”重点发展战略及规划。日本在2009年颁布了新一代信息化战略 “i-Japan”；韩国2006年提出“u-Korea”战略，2009年具体推出IT839战略以呼应“u-Korea”战略；澳大利亚推出了基于智慧城市和智能电网的国家发展战略；此外，还有“数字英国”、“数字法国”、“新加坡智慧国2015（iN2015）”等，都从国家角度提出了重大信息化发展目标，作为各国走出金融危机、重振经济的重要战略举措。
物联网在中国的迅速兴起绝非炒作。我们认为它是我国战略性新兴产业——信息产业创新发展的新的增长点，是中国信息化重大工程，特别是国家金卡工程最近10年的创新应用、大胆探索与成功实践所奠定的市场与应用基础，是中国信息化建设在更高层面，向更广领域纵深发展的必然结果。
近两年来，胡锦涛总书记、温家宝总理等中央领导同志深入基层调研，多次强调要依靠科技创新引领经济社会发展，要注重经济结构调整和发展模式转变，重视和支持战略性新兴产业发展，并对建设“感知中国”、积极发展物联网应用等做出明确指示。中央领导在视察过程中，充分肯定了国家金卡工程银行卡产业发展及城市多功能卡应用和物联网RFID行业应用示范工程取得的成果，鼓励我国信息业界加强对超高频UHF等核心芯片的研发，并就推动物联网产业和应用发展等问题发表了重要讲话，就加快标准制定、核心技术产品研发、抢占科技制高点、掌握发展主动权等，做出一系列重要指示。我们将全面贯彻落实中央领导的指示精神，进一步发挥信息产业对国家经济增长的“倍增器”、发展方式的“转换器”和产业升级的“助推器”作用，促进两化融合发展，真正走出一条具有中国特色的信息产业发展与国家信息化之路。
我们编辑出版“物联网在中国”系列丛书（以下简称“丛书”），旨在探索中国特色的物联网发展之路，通过全面介绍中国物联网的发展背景、体系架构、技术标准体系、关键核心技术产品与产业体系、典型应用系统及重点领域、公共服务平台及服务业发展等，为各级政府部门、广大用户及信息业界提供决策参考和工作指南，以推动物联网产业与应用在中国的健康有序发展。
“丛书”首批20分册将于2012年6月正式发行，我们衷心感谢国家新闻出版总署的大力支持，将“丛书”列入“十二五”国家重点图书出版规划项目，并给予国家出版基金的支持；感谢国务院各相关部门、行业及有关地方，以及我国信息产业界相关企事业单位对“丛书”编写工作的指导、支持和积极参与；感谢社会各界朋友的支持与帮助。谨以此“丛书”献给为中国的信息化事业奋力拼搏的人们！



“物联网在中国”系列丛书编委会主任
潘云鹤          
2012年5月于北京



前言
近年来，以“全面感知、泛在互连、智慧应用”为特征的物联网概念不断深入人心，其中与实现“泛在互连”相关的泛在通信技术是构成物联网的重要基础技术之一。从通信对象看，物联网强调物与物、物与人之间的通信，而泛在通信还进一步包括人与人之间的通信，因而内涵更加广泛。从另一个角度看，物联网的通信实质上是泛在通信融合协同的一种工作模式，是泛在通信技术在行业应用角度的一种重要体现方式，也可以看做泛在通信的一类具体表现形态。本书给出了物联网与泛在通信技术的概念与内涵、基础知识，以及相关近距离无线通信、移动通信、光通信、卫星通信、微波与散射通信、短波通信、通信抗干扰、传送层组网、网络管理、网络安全与保密和泛在通信前沿技术等内容，以期从理论和应用实践两方面较全面地论述与物联网相关的泛在通信技术，力求做到概念清楚、实用性强。本书是一本专业性和实用性较强的技术读物，可供从事物联网产业规划的政府部门领导和专业人士、从事物联网与泛在通信技术和产品研发的科技人员和企业家及大专院校相关专业的师生参考。
本书共14章。第1章物联网概述，介绍物联网的概念与定义、体系架构、典型应用及物联网发展对通信技术的影响。第2章泛在通信的概念与内涵，介绍泛在通信与泛在网络的关系，以及泛在网络发展状况、基本目标和特性、网络能力与通信方式等。第3章泛在通信技术基础，扼要地介绍通信系统的组成原理、编码、传输损伤等技术基础知识，为阅读以后章节打下基础。第4章近距离无线通信技术，介绍无线局域网、超宽带无线通信、蓝牙和ZigBee四种近距离通信技术的概念与原理，以及在物联网领域的应用。第5章移动通信技术，介绍了蜂窝移动通信、集群通信和自组织网络三种技术的基本概念与原理、技术发展现状与趋势，以及在物联网领域的应用。第6章光通信技术，在简要介绍光通信技术的原理之后，重点介绍了SDH光传送系统、光密集波分复用传输系统和光传送网的相关内容。第7章卫星通信技术，介绍了卫星通信系统的组成、技术体制和发展现状，以及典型的宽带卫星通信系统和卫星移动通信系统技术。第8章微波与散射通信技术，重点介绍了能够进行宽带信息传输的微波通信技术和能够进行超视距宽带信息传输的散射通信技术。第9章短波通信技术，介绍了短波通信的概念与特点、自适应选频与频率管理、高速调制解调等关键技术。第10章通信抗干扰技术，结合物联网的信息传输对抗干扰技术的需求，介绍了通信抗干扰技术的基本方法，以及扩展频谱与自适应天线抗干扰技术。第11章传送层组网技术，针对构成物联网传送层的核心网和接入网，重点介绍了IP交换与组网技术、核心网IP传输和接入网技术。第12章网络管理技术，结合物联网的网络管理特点，介绍了网络管理系统结构、网络管理系统平台开发和相关新技术。第13章网络安全与保密技术，以物联网面临的安全问题为背景，重点介绍了网络安全保密机制、通信网络安全保密技术与管理技术。第14章泛在通信前沿技术，结合泛在网络发展需求，介绍了IPv6和认知无线电通信技术，以及距离应用还比较遥远的太赫兹和量子通信技术。
在本书的编写过程中，吴巍主要负责第1、2、3、4、5、6、7和14章内容的编写，吴渭主要负责第8、9和13章内容的编写，骆连合主要负责第10、11和12章内容的编写。吴巍负责对全书文稿进行归纳整理与修改完善。
特别要诚挚感谢孙玉院士的悉心指导和热情鼓励。在本书编写过程中，阮建英、王钰、黄小军、唐宁和刘海英等同志也参与了文稿的编辑与整理，在此一并表示感谢。
由于作者编写水平所限，加之物联网技术和泛在通信技术仍处于不断发展和变化之中，书中错误和不足之处恳请专家、读者批评指正。


作  者   
2012年4月

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