本书在第1版基础上，针对无线网络技术最新发展，全面进行了内容的更新与修订。全书共9章，详细阐述了无线网络技术的相关内容，主要涵盖无线通信基础和无线网络技术两个模块。其中，无线通信基础模块包括第1~3章，主要内容是无线网络概述、无线通信基础以及无线网络的调制技术。无线网络技术模块包括第4~9章，详细介绍无线局域网技术、无线局域网的仿真、无线城域网技术、无线广域网技术、无线个域网技术以及其他无线网络技术。全书内容新颖翔实、语言通俗易懂、体系结构完整、图文并茂，突出了实用性。每章末附有相关习题，便于读者巩固知识点。

本书可作为高等学校计算机及信息类相关专业无线网络技术课程的教学用书，也可作为无线网络培训或工程技术人员自学的参考书。

第2版2013年，我们组织编写了《无线网络技术》教材，当年被称为我国的4G网络元年。2013年12月4日,工业和信息化部向中国电信、中国移动、中国联通发放4G牌照。2019年6月6日，工业和信息化部向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G牌照。在这6年中，无线网络技术取得了极大的进步。随着光纤到户的全面普及，基于电话线的ADSL技术全面淘汰。光纤宽带和WiFi的完美结合成为家庭无线网络的主要形态。4G网络的全面发展，促使移动互联网业务呈现爆炸式增长。

本书第1版中，我们还在细分无线局域网、无线城域网、无线广域网等相关技术特征，而到了现在的2020年，我们发现很多无线网络技术已经很难用传统方法区分了。当年，专家学者为3G和WiMax何者能成为广域网主流技术而争论不休，如今IEEE 802.20工作组和IEEE 802.16工作组都已经处于休眠状态。然而，针对无线局域网的IEEE 802.11工作组和面向无线个域网的IEEE 802.15工作组却异常活跃。3G时代早已结束，4G网络已经完全成熟。5G网络也会在2020年全面推进。从云计算到物联网，再到大数据，技术飞速发展，我们现在真正进入了高速无线网络时代。

本书出版6年来，得到了很多国内院校的广泛使用和充分肯定，收到了很多高校同人及读者的宝贵意见和反馈。因此，及时补充新内容，实现该教材的重修再版非常必要。本次修订再版中，主要完成了如下工作。

第1章全面补充了4G和5G的基本概念，对IEEE 802.11的相关标准进行了及时更新和补充，删除了已经淘汰的无线上网卡等内容。第3章补充了当前无线网络中极为关键的MIMOOFDM通信技术。第4章中，无线自组网实验全面采用Windows 10平台更新。第5章中，基于华为的最新eNSP仿真平台实现二层无线局域网和三层无线局域网的组网过程。第6章删除了WiMax技术和其他技术的比较等内容。第7章重点补充了5G通信技术的核心内容。第8章主要增加了6LoWPAN通信技术。第9章补充了物联网的两项主要组网技术LoRa和NBIoT。

本书由王建平、陈改霞、耿瑞焕、杜玉红、刘鹏辉编著。其中，第1～4章由陈改霞、耿瑞焕编写,第5～6章由王建平编写，第7～9章由杜玉红、刘鹏辉编写，全书由王建平统稿，陈伟主审。

本书编写过程中得到武汉理工大学、河南科技学院、宝鸡文理学院及鹤壁汽车工程职业学院相关领导的大力支持，清华大学出版社对本书的编辑出版做了大量工作，在此一并致以衷心的感谢。我们相信，经过这次修订，本书的内容会更加全面新颖，可以满足无线网络技术课程的教学需求。然而，由于时间仓促，加之编者水平有限，书中难免存在不足之处，恳请读者批评指正。

编者2020年3月第1版面向社会培养实用性人才战略计划是当前高等教育教学改革的重要内容。2008年9月，教育部教高函〔2008〕21号①文件中明确指出建设高等学校特色专业，要大力加强课程体系和教材建设，改革人才培养方案，强化实践教学。目前,国内很多高校都在开展复合型技能人才培养项目，实现校企联合、任务驱动等多种教学模式，给学生毕业就业创造了很好的条件。

为此，经过多方交流、探讨，我们制定了这套计算机网络实用工程系列教材的体系结构，组织了一批网络工程技术业内人士和长期在计算机网络工程一线教学的教师共同编写了这套教材。

本套计算机网络实用工程系列教材，以当前流行的网络工程技术为依托，结合市场上实用的系统平台、软硬件产品，采用任务驱动模式编写，精简理论教学内容，强化实践教学环节。

本书以当前流行的无线网络技术为中心，划分为无线通信基础和无线网络技术两个模块，分9章进行详细阐述。其中，无线通信基础模块涵盖了全书的第1～3章，主要介绍无线网络的基本概念，相关的无线通信基础知识，无线网络的调制技术。无线网络技术模块涵盖第4～9章，详细介绍了无线局域网技术、无线局域网的仿真、无线城域网技术、无线广域网技术、无线个域网技术和Ad Hoc、无线传感器等其他相关的无线网络技术。

编者认为，虽然各种无线网络技术的性能和参数各不相同，但其相关的无线通信基础知识是相同的，很多新的技术、新的理念都是构建在这些无线通信基础知识之上的，例如调制技术等。为此，专门用1～3章来全面阐述对应的通信技术知识。学习完这3章，读者可以建立无线通信的基本技术，为日后构建无线网络技术打基础。读者在全面掌握这些无线通信的基础知识之后，学习后面对应的无线网络技术就能得心应手，理解某种无线网络技术的工作原理也就更加容易。第4～9章详细介绍了当前流行的无线网络技术，为使读者能够掌握相关通信技术的标准，书中详细列出了对应的相关标准、组织、论坛的官方站

①教育部财政部关于批准第三批高等学校特色专业建设点的通知点，可供读者扩展查询。在第4～9章中，注重各种无线网络的核心技术和网络结构，注重其协议层次和当前的研究热点，可作为相关的无线网络技术研究的切入点。

全书语言通俗易懂，体系结构完整，内容丰富翔实，图文并茂，突出了实用性，每章末附有相关实验习题，便于读者巩固知识点。

本书由王建平、余根坚、李晓颖、刘明月编著。参加本书的编写人员还有马丽娟、郭飞、焦长义、王晓峰。其中，第1～6章由余根坚、李晓颖、吴辉、郭飞和焦长义编写,第7～9章由王建平、马丽娟、王晓峰编写，全书由王建平统稿。

本书编写过程中得到武汉理工大学、中原工学院、闽江学院、河南科技学院和鹤壁职业技术学院相关领导的大力支持，清华大学出版社为本书的编辑出版做了大量工作，在此一并致以衷心的感谢。由于时间仓促，加之编者水平有限，书中不足之处在所难免，恳请读者批评指正。

编者2013年3月

第1章无线网络概述1

1.1无线网络的发展史1

1.1.1发展基础阶段1

1.1.2无线广播技术2

1.1.3无线电视技术2

1.1.4移动通信技术3

1.1.5无线网络技术5

1.2无线电频谱5

1.2.1无线电的管理机构5

1.2.2无线电的频谱划分7

1.3无线传输方式8

1.3.1地波通信8

1.3.2天波通信8

1.3.3微波直线通信9

1.3.4卫星微波通信9

1.3.5红外线传输10

1.3.6空间激光传输11

1.4无线网络的分类11

1.4.1从覆盖范围分类11

1.4.2从应用角度分类13

1.5网络协议层次模型15

1.5.1OSI参考模型15

1.5.2TCP/IP模型17

1.6无线网络的相关设备18

1.6.1无线网卡18

1.6.2无线AP19

1.6.3无线控制器201.6.4无线路由器20

1.6.5其他设备21

1.6.6无线网络设备的选型23

1.7无线天线技术24

1.7.1天线的分类24

1.7.2天线的主要指标25

1.7.3常见的无线天线27

本章小结30

习题30

第2章无线通信基础32

2.1数据通信的基本模型32

2.1.1模拟通信系统33

2.1.2数字通信系统33

2.2数据通信的基础计算34

2.2.1传输速率35

2.2.2信噪比35

2.2.3香农定理35

2.3数据传输损耗36

2.3.1衰损36

2.3.2失真37

2.3.3噪声37

2.3.4通信系统的性能衡量38

2.4抽样定理39

2.4.1低通抽样定理40

2.4.2带通抽样定理41

2.5脉冲编码调制42

2.5.1PCM实现42

2.5.2差分脉冲编码调制45

2.5.3自适应差分脉码调制46

2.6傅里叶变换和傅里叶分析472.6.1频谱的傅里叶变换47

2.6.2傅里叶变换的相关性质49

2.7多路复用技术50

2.7.1频分多路复用50

2.7.2时分多路复用52

2.7.3统计时分多路复用54

2.7.4波分多路复用54

2.7.5码分多址复用56

本章小结57

习题57

第3章无线网络的调制技术59

3.1模拟调制技术59

3.1.1常规调幅59

3.1.2双边带调幅63

3.1.3单边带调制64

3.1.4残留边带调制66

3.1.5频率和相位调制68

3.2数字调制技术72

3.2.1二进制幅移键控72

3.2.2二进制频移键控调制74

3.2.3二进制绝对相移键控79

3.2.4二进制相对相移键控80

3.3多进制数字调制技术82

3.3.1多进制幅移键控82

3.3.2多进制频移键控82

3.3.3多进制相移键控83

3.4混合调制技术86

3.4.1抑制载波的双边带调制87

3.4.2正交幅度调制技术87

3.4.3幅度相位混合调制883.4.4最小频移键控89

3.5MIMOOFDM通信技术90

3.5.1MIMO技术90

3.5.2OFDM技术92

3.5.3MIMOOFMD技术92

本章小结94

习题94

第4章无线局域网技术96

4.1WLAN概述96

4.1.1WLAN的基本构成96

4.1.2WLAN的网络结构97

4.2IEEE 802.11相关标准98

4.3IEEE 802.11协议体系结构101

4.3.1物理层101

4.3.2数据链路层103

4.3.3IEEE 802.11 MAC帧的格式106

4.4HiperLAN无线局域网109

4.4.1HiperLAN2的协议栈结构110

4.4.2HiperLAN2的特点111

4.5WLAN的安全认证和加密112

4.6无线局域网的基本配置118

4.6.1基于两台计算机实现无线自组网118

4.6.2Soft AP无线网络的设置121

4.6.3基于单个无线AP构建BSS125

4.6.4无线路由器实现宽带共享129

4.6.5Client模式的多AP构建无线桥接131

4.6.6基于多AP无线桥接的网络连接132

4.6.7多AP构建无线漫游132

本章小结134

习题134第5章无线局域网仿真135

5.1无线仿真平台概述135

5.2基本组网设备与概念137

5.2.1基本设备137

5.2.2CAPWAP138

5.3无线局域网相关模板139

5.3.1管理域模板139

5.3.2射频模板140

5.3.3SSID模板142

5.3.4安全模板143

5.3.5认证模板144

5.3.6流量模板146

5.3.7VAP模板147

5.4无线局域网的基本配置流程149

5.4.1网络规划与需求分析149

5.4.2网络部署策略150

5.4.3无线局域网的基本配置步骤150

5.4.4网络测试和改进158

5.5二层无线组网实例163

5.5.1二层无线配置选项163

5.5.2交换机的配置165

5.5.3AC的配置165

5.5.4二层无线组网测试168

5.6三层无线组网实例170

5.6.1三层无线配置选项170

5.6.2构建Radius认证服务器173

5.6.3三层网络配置179

5.6.4三层无线配置181

5.6.5三层无线配置测试184

5.7基于Web的无线局域网配置186

本章小结191习题191

第6章无线城域网技术192

6.1城域网概述192

6.1.1城域网的基本概念192

6.1.2城域网的网络结构192

6.1.3城域网的基本技术193

6.2无线城域网的相关标准196

6.2.1IEEE 802.16标准196

6.2.2WiMax论坛198

6.3IEEE 802.16协议体系199

6.3.1IEEE 802.16物理层199

6.3.2MAC层201

6.3.3MAC帧202

6.3.4WiMax的4种业务类型203

6.3.5WiMax的关键技术204

6.4WiMax组网205

6.4.1WiMax的组网结构205

6.4.2WiMax组网的核心设备207

6.4.3WiMax的星状组网方案210

6.4.4多跳中继网络拓扑结构210

6.4.5WiMax的接入模式212

6.4.6WiMax组网规划212

6.5无线城域网仿真213

本章小结215

习题215

第7章无线广域网技术216

7.1广域网概述216

7.1.1广域网的协议层次216

7.1.2广域网连接方式2177.1.3广域网的主要协议219

7.1.4无线广域网概述222

7.2IEEE 802.20技术标准222

7.2.1IEEE 802.20的协议层次223

7.2.2IEEE 802.20的技术特点224

7.33G技术224

7.3.13G的相关组织及标准224

7.3.2CDMA 2000技术226

7.3.3WCDMA技术228

7.3.4TDSCDMA技术229

7.4B3G/4G技术232

7.4.1LTE/LTEAdvanced技术232

7.4.2TDLTE/TDLTEAdvanced技术235

7.55G通信技术237

7.5.15G核心技术237

7.5.25G组网方法239

7.6无线广域网的规划242

7.6.1无线广域网的规划内容242

7.6.2无线广域网的规划流程243

本章小结245

习题245

第8章无线个域网技术246

8.1无线个域网概述246

8.1.1IEEE 802.15标准246

8.1.2IEEE 802.15.4协议体系247

8.2蓝牙技术249

8.2.1蓝牙概述249

8.2.2蓝牙的版本250

8.2.3蓝牙协议体系结构252

8.2.4蓝牙网络的拓扑结构2548.2.5蓝牙的工作模式255

8.2.6蓝牙的相关设备256

8.3ZigBee技术256

8.3.1ZigBee的协议层次256

8.3.2ZigBee的网络拓扑及逻辑设备257

8.3.3ZigBee的技术特点259

8.4LoWPAN技术260

8.4.16LoWPAN的基本网络结构260

8.4.26LoWPAN的协议栈260

8.5其他无线个域网技术262

8.5.1IrDA262

8.5.2HomeRF263

8.5.3超宽带UWB技术263

8.5.4无线USB技术265

8.6无线个域网的应用实例265

本章小结270

习题270

第9章其他无线网络技术272

9.1移动Ad Hoc网络272

9.1.1Ad Hoc网络的特点273

9.1.2Ad Hoc网络结构类型274

9.1.3移动Ad Hoc网络的协议层次275

9.1.4移动Ad Hoc网络的路由协议276

9.1.5Ad Hoc的IP地址分配280

9.1.6移动Ad Hoc网络的功率控制282

9.2无线传感器网络283

9.2.1WSN的体系结构284

9.2.2WSN的特点285

9.3无线Mesh网络286

9.3.1Mesh网络的基本概念2869.3.2Mesh网络的拓扑286

9.3.3Mesh网络的结构287

9.3.4Mesh网络的相关标准288

9.3.5 Mesh网络的核心设备290

9.4软件无线电和认知无线电技术291

9.4.1软件无线电技术291

9.4.2认知无线电技术293

9.5近距离无线通信技术295

9.6物联网技术295

9.6.1物联网的分类和核心技术296

9.6.2常见物联网技术方案296

9.7卫星通信技术298

本章小结299

习题300

参考文献301

全面介绍主流的无线网络技术。全书以无线通信原理、无线局域网技术及其仿真，无线城域网，无线广域网，无线个域网以及Ad Hoc网络，无线传感器网络等其他相关的无线网络技术为主线展开阐述。

为便于教与学，本书力图将理论讲透、讲够，将操作讲细、讲精，以达到用理论装备实验，用实验反馈理论的目的。全书内容丰富、新颖，语言通俗易懂，体系结构完整，内容丰富详实，图文并茂，每章末尾附有相关实验习题，便于读者巩固知识点。

为辅助实际教学，本书配套立体化的教学资源包（PPT、教学大纲、授课计划、考试题以及部分实验项目文件）。

可作为高等学校电子和计算机相关专业无线网络技术课程的教学用书，也可以作为网络培训或工程技术人员的自学参考书目。

王建平，男，博士，副教授，硕士生导师。主要从事计算机网络方向的教学与科研工作。在计算机网络方向主编出版学术著作15部。