《短距离无线通信系统技术》取材于当前主流的短距离无线通信系统，包括四个部分的内容：短距离无线通信系统概述、典型短距离无线通信系统（LR-WPAN、HR-WPAN、蓝牙）、无线个人区域网络的网状网能力、异种网络系统的共存。本书由两位通信领域的研究员陈林星、曾曦编著。

《短距离无线通信系统技术》主要包括四个部分的内容：①短距离无线通信系统概述，包括无线通信系统的分类，各类无线通信系统简介，IEEE 802.11 WLAN综述，无线网状网的基本概念、特点、网络结构，短距离无线通信的特点和应用；②典型短距离无线通信系统（LR-WPAN、HR-WPAN、蓝牙）的详细描述；③LR-WPAN、HR-WPAN的网状网能力；④WPAN与WLAN的共存。

《短距离无线通信系统技术》内容丰富、新颖，概念清楚，层次结构合理、明晰，涵盖了当前国际上主流的短距离无线通信系统，可帮助读者尽快全面了解和掌握短距离无线通信系统技术。本书既可作为高等院校物联网专业、通信专业的教材，也可供从事无线通信、物联网、无线传感器网络的科研人员、工程技术人员，以及所有对此感兴趣的人士阅读和参考。本书由两位通信领域的研究员陈林星、曾曦编著。

第1章 短距离无线通信系统概述  1

1.1 无线通信系统概述  1

1.1.1 无线区域网(WRAN)  2

1.1.2 广域网(WAN)  5

1.1.3 无线城域网(WMAN)  6

1.1.4 无线局域网(WLAN)  8

1.1.5 无线个人区域网(WPAN)  9

1.2 IEEE 802.11无线局域网  11

1.2.1 IEEE 802.11 WLAN物理层  11

1.2.2 WLAN的MAC机制及其体系结构  14

1.2.3 WLAN的应用  20

1.3 无线网状网网络(WMN)  21

1.3.1 WMN的特点  21

1.3.2 WMN的网络结构  22

1.3.3 影响WMN网络性能的因素  24

1.3.4 WMN应用案例  26

1.4 短距离无线通信系统概述  27

1.4.1 短距离无线通信的特点  27

1.4.2 短距离无线通信的应用  28

1.4.3 对短距离无线技术选择的若干考虑  28

1.5 原语的概念  29

习题1  30

第2章 低速无线个人局域网  31

2.1 LR-WPAN的体系结构  31

2.1.1 LR-WPAN节点类型  31

2.1.2 LR-WPAN的组成  31

2.1.3 LR-WPAN网络拓扑  31

2.1.4 LR-WPAN数据传输模型  32

2.1.5 LR-WPAN的体系结构  34

2.2 LR-WPAN的帧结构  35

2.2.1 超帧结构  35

2.2.2 通用MAC帧格式  36

2.2.3 各类帧的格式  40

2.2.4 MAC命令帧  45

2.2.5 MAC常量及PIB属性  51

2.2.6 PHY常量及PIB属性  55

2.3 LR-WPAN物理层(PHY)  56

2.3.1 PHY的基本技术参数  57

2.3.2 信道分配  57

2.3.3 PPDU格式  59

2.3.4 PHY参考模型  60

2.3.5 通用电台技术规范  61

2.4 LR-WPAN MAC子层  64

2.4.1 MAC子层服务  64

2.4.2 信道访问  68

2.4.3 LR-WPAN的启动与维护  72

2.4.4 相关与去相关  78

2.4.5 同步  81

2.4.6 寄存帧处理  82

2.4.7 发送、接收和确认  83

2.4.8 GTS的分配与管理  89

习题2  94

第3章 高速无线个人局域网  95

3.1 HR-WPAN的体系结构  95

3.1.1 HR-WPAN中的Piconet及其组成  95

3.1.2 HR-WPAN的协议参考模型  96

3.2 HR-WPAN的物理层  99

3.2.1 2.4 GHz物理层概述  99

3.2.2 PHY帧格式  103

3.2.3 HR-WPAN发射机技术规范  109

3.2.4 HR-WPAN接收机技术规范  111

3.3 HR-WPAN的MAC帧格式  113

3.3.1 MAC子层参数  113

3.3.2 通用MAC帧格式  114

3.3.3 信标帧  117

3.3.4 ACK帧  122

3.3.5 MAC命令帧  123

3.3.6 数据帧  128

3.4 HR-WPAN的MAC功能及其操作  129

3.4.1 Piconet的启动、维护、终止  129

3.4.2 相关与去相关  139

3.4.3 信道访问  142

3.4.4 信道时间管理  150

3.4.5 同步  155

3.4.6 分片与重组  157

3.4.7 ACK与重传  157

3.4.8 对等寻找  159

3.4.9 Piconet参数的修改  162

3.4.10 干扰的减轻措施  164

3.4.11 多速率支持  166

3.5 HR-WPAN的节能  166

3.5.1 Piconet同步节能(PSPS)  168

3.5.2 节点同步节能(DSPS)  169

3.5.3 异步节能(APS)  172

习题3  173

第4章 蓝牙通信系统  175

4.1 概述  175

4.2 蓝牙通信拓扑  176

4.2.1 Piconet拓扑  176

4.2.2 散射网拓扑  177

4.3 核心系统体系结构  177

4.3.1 信道管理器  179

4.3.2 L2CAP资源管理器  179

4.3.3 节点管理器  179

4.3.4 链路管理器  179

4.3.5 BB资源管理器  180

4.3.6 链路控制器  180

4.3.7 射频(RF)  185

4.4 蓝牙分组及其格式  185

4.4.1 通用格式  185

4.4.2 信道访问码(CAC)  186

4.4.3 分组头  186

4.4.4 分组类型  187

4.4.5 有效载荷头  190

4.4.6 分组小结  191

4.5 数据传输体系结构  192

4.5.1 核心流载体  192

4.5.2 传输体系结构实体  195

4.5.3 物理信道  195

4.5.4 物理链路  198

4.5.5 逻辑链路与逻辑传输通道  199

4.6 L2CAP信道  204

4.6.1 L2CAP数据流  205

4.6.2 L2CAP功能结构  205

4.7 操作规程与操作方式  207

习题4  209

第5章 无线个人区域网络的网状网能力  211

5.1 低速WPAN网状网  211

5.1.1 LR-WPAN网状网的应用  212

5.1.2 LR-WPAN网状网的参考模型  212

5.1.3 LR-WPAN网状网服务  213

5.1.4 帧格式  214

5.1.5 网状网子层的常量、信息库、状态值  220

5.2 低速WPAN的网状网功能  224

5.2.1 网状网的启动  224

5.2.2 入网  225

5.2.3 地址分配  226

5.2.4 网状网拓扑寻找与建立  228

5.2.5 网状网路径选择与数据转发  230

5.2.6 网状网路径维护  231

5.2.7 退网  232

5.2.8 网状网多目标路径选择与数据转发  233

5.2.9 可靠广播  242

5.2.10 电池节能  244

5.2.11 节点便携性支持  256

5.2.12 路由跟踪  258

5.3 高速WPAN网状网  260

5.3.1 HR-WPAN网状网的参考模型  260

5.3.2 HR-WPAN网状网服务  260

5.3.3 网状网PAN信息库(PIB)  261

5.3.4 帧格式  262

5.4 高速WPAN的网状网功能  265

5.4.1 网状网络的启动  265

5.4.2 拓扑树的建立  266

5.4.3 TREEID的分配  267

5.4.4 退网  270

5.4.5 路由规程  272

5.4.6 路由选择  274

习题5  276

第6章 异种系统共存  277

6.1 WPAN与WLAN共存的干扰问题  277

6.1.1 存在IEEE 802.15.1干扰时的IEEE 802.11 FH WLAN  277

6.1.2 存在IEEE 802.15.1干扰时的IEEE 802.11b WLAN  278

6.1.3 存在IEEE 802.11 FH干扰时的IEEE 802.15.1  278

6.1.4 存在IEEE 802.11b干扰时的IEEE 802.15.1  279

6.2 WPAN与WLAN共存机制概述  279

6.2.1 协作共存机制  279

6.2.2 非协作共存机制  281

6.3 无线媒介的交替访问(AWMA)  282

6.3.1 WLAN/WPAN同步  283

6.3.2 AWMA的管理  284

6.3.3 对WLAN和WPAN发送的约束  286

6.3.4 运用AWMA时WPAN和WLAN的性能  287

6.4 分组流量仲裁(PTA)  288

6.4.1 已知物理层特征  288

6.4.2 PTA结构  289

6.4.3 已知网络状态  289

6.4.4 网络控制  290

6.4.5 优先级比较  292

6.4.6 服务质量的维护  293

6.4.7 PTA 802.11b性能结果  293

6.5 确定性干扰抑制  294

6.6 自适应干扰抑制  296

6.7 自适应分组选择  300

6.7.1 IEEE 802.15.1的SCO和ACL分组类型  300

6.7.2 自适应分组选择方法  300

6.8 ACL链的分组传输时间安排  301

6.9 信道分类  304

6.9.1 分类方法  304

6.9.2 分类规程  306

6.10 SCO链的分组传输时间安排  307

6.11 自适应跳频(AFH)  309

6.11.1 分段序列号产生器  311

6.11.2 频率重映射函数  316

6.12 干扰模型  317

6.12.1 物理层模型  317

6.12.2 媒介访问控制(MAC)子层模型  332

6.12.3 数据流模型  334

6.12.4 IEEE 802.15.1的性能参数  334

6.12.5 共存建模结果  334

6.13 LR-WPAN与其他无线网络的共存  341

6.13.1 通用共存问题  342

6.13.2 2400MHz频段共存性能  345

6.13.3 800/900MHz频段共存性能  349

习题6  355

参考文献  356