低速无线个域网 实现基于IEEE 802.15.4的无线传感器网络（原书第3版）

IEEE官方出版，全面讲解IEEE802.15.4标准。
IEEE802.15.4标准是物联网中最受欢迎、应用最广泛、最核心的技术，ZigBee即是在其基础上定义的。本书全面讲解IEEE802.15.4标准，将帮助你掌握IEEE802.15.4标准以及其工作原理，更好理解物联网。

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物联网被认为是下一个巨大的机遇，随着物联网的发展，现在支持IP的嵌入式设备的数量也正在迅速增加，而6LoWPAN（面向低功耗无线局域网的IPv6）正是其中非常关键的技术。
《低速无线个域网 实现基于IEEE 802.15.4的无线传感器网络（原书第3版）》详细和完整地介绍了6LoWPAN协议标准本身、应用、相关标准以及网络部署和协议实现上的各种设计。使读者能全面地领略到基于IPv6的、低功耗的和将来基于移动无线网络的设计、配置和运行。
《低速无线个域网 实现基于IEEE 802.15.4的无线传感器网络（原书第3版）》适合物联网行业的研发人员、网络工程师、相关技术人员以及相关院校计算机、电子工程和信息工程专业的高年级本科生、硕士/博士研究生阅读，帮助其对6LoWPAN协议标准的了解，同时有利于推动物联网在我国的蓬勃发展。

JoséA.Gutiérrez，爱默生公司电子技术总监，主持工业领域无线传感器网络应用等诸多技术开发工作，ZigBee联盟董事会的一员，协助创建了ZigBee联盟。

LudwigWinkel，西门子公司，IEEE802.15.4e的编辑，ETSIERMTG28项目TR102889-2起草人，德国国家现场总线委员会DKEK956副主席及多个国家国际组织的专家。

EdgarH.CallawayJr.，因对无线传感器网络和通信设备、系统上的低功耗设计做出的巨大贡献，成为了IEEEFellow，前摩托罗拉公司驻ZigBee联盟董事会代表，拥有超过40项美国专利。

RaymondL.BarrettJr.，前摩托罗拉公司实验室核心成员，美国研发分公司CEO，拥有35项美国专利。

★自从低速无线个域网的第一次修订案的出现后，ZigBee联盟也公布了ZigBee规范，该规范在IEEE802.15.4标准的基础上增加了网络堆栈和应用层。ZigBee规范自2006年9月起已经被下载超过了35000次。这些行为的结果是IEEE802.15.4有可能在未来十年内成为地球上被最广泛部署的无线技术。
你是否想了解无线传感器网络市场，或者更直观地掌握IEEE802.15.4标准以其工作原理，“低速无线个域网：实现基于IEEE802.15.4的无线传感器网络”将是一个很好的选择，开始阅读吧。
——IEEE802.15项目主持，ZigBee联盟主席，BobHeile

★自从IEEE802.15.4标准在2003年被发布后，催化了一场研究无线传感器网络及其应用的风暴。符合IEEE802.15.4标准的低成本、低功耗、现有商用无线芯片和组件已经成为了变革者，并且明确地建立起以IEEE802.15.4为核心的无线传感网络技术。
WirelessHART是基于IEEE802.15.4技术并针对工业应用的无线传感网络技术，满足工业过程自动化中要求特别高的可靠性、安全性和健壮性，并且正在利用无可匹敌的可靠性和安全性来改变工业无线通信系统。
不论你是无线传感网络领域的新人，或者是想更深入理解IEEE802.15.4标准的工程师，还是已经有可能使用IEEE802.15.4技术的人，“低速无线个域网：实现基于IEEE802.15.4的无线传感器网络”都会非常适合你。
——HART通信基金会执行总监，RonHelson

译者序
推荐序
原书序
作者简介
第0章第3版的介绍和更新
0.1IEEE 802.15.4标准的进化
0.2ZigBee和其他
0.3本书结构
缩略语和缩写
第1部分
第1章IEEE802.15.4标准--让无线传感器网络成为可能
1.1WLAN、WPAN和LR-WPAN
1.2ISO/OSI参考模型
1.3无线传感器网络

第2章低速无线个域网的应用--愿景激励
2.1工业和商业控制与监测--无线传感器
2.2住宅智能能源
2.3家居自动化与网络化
2.4汽车传感
2.5精细农业
2.6其他应用
第2部分
第3章IEEE802.15.4标准技术概述--热身
3.1低功耗和长电池工作周期的实现
3.2IEEE802.15.4标准其他显著特性
3.3四种帧类型

第4章物理层--从字节到瓦特
4.1频段和数据传输速率
4.2信道分配
4.3新的可选物理层
4.4物理层比特层次的通信
4.5无线电特性
4.6物理层服务
4.7启用和禁用物理层
4.8空闲信道评估
4.9能量检测
4.10分组结构

第5章媒体访问控制子层--信道接入仲裁以及更多内容
5.1星形网络拓扑
5.2对等网络拓扑
5.3超帧结构
5.4MAC层数据传输模型
5.5MAC层服务
5.6MAC层PAN信息库管理原语
5.7启用和禁用接收器
5.8扫描射频信道
5.9关联和取消关联控制
5.10保障时隙管理
5.11孤点设备管理
5.12同步控制
5.13信标帧管理
5.14无信标帧同步
5.15通信状态
5.16MAC层帧结构
5.17MAC功能场景
5.18安全服务

第6章网络功能--源设备到目标设备之间的报文传输
6.1特征概述
6.2上层网络形成的策略与算法
6.3星形网络
6.4对等网络
6.5网络拓扑决策
第3部分
第7章系统设计方面的考虑--系统观
7.1直接序列扩频
7.2高信道间隔/调制带宽比
7.3宽松的传输误差矢量幅度要求
7.4恒定包络调制
7.5宽松的接收器最大输入水平
7.6时间和参考频率间的权衡
7.7单芯片和多芯片实现
7.8原始设备制造商的具体实现
7.9时间与能耗管理
7.10天线
7.11产品设计的灵活性

第8章现实世界中的问题--接触现实
8.1共存
8.2同一位置上收发器的安装
第4部分
第9章WirelessHART的介绍--在过程控制应用中使用IEEE 802.15.
9.1可寻址远程传感器高速通道
9.2WirelessHART系统

第10章WirelessHART网络
10.1网络自愈
10.2网络维护
10.3WirelessHART网络拓扑结构
10.4WirelessHART网络管理器
10.5WirelessHART网络管理器的功能

第11章WirelessHART物理层和数据链路层
11.1WirelessHART超帧
11.2时分多址
11.3数据分组的传输
11.4数据分组的接收
11.5确认通信
11.6广播通信
11.7时间同步
11.8跳信道

第12章WirelessHART安全
12.1数据保护和保密
12.2网络保护和可用性
12.3安全管理器功能

第13章结束语
词汇表
参考文献
1.2.1GSM
1.2.2GPRS/EDGE
1.2.3UMTS
1.2.4HSPA
1.2.5LTE
1.3市场趋势
1.4LTE的要求
1.5LTE架构的概述
1.5.1网络架构
1.5.2QoS架构
1.5.3LTE无线协议架构
1.6UE功能
参考文献

第2章空闲模式过程
2.1空闲模式功能
2.2服务和小区分类
2.3UE状态及状态转换
2.4PLMN选择
2.4.1PLMN选择的触发
2.4.2可用PLMN的搜索
2.4.3PLMN选择
2.5位置注册
2.6小区选择
2.6.1小区选择标准
2.6.2基于RRC连接释放的小区选择
2.7小区重选
2.7.1测量规则
2.7.2相邻小区的重选
2.7.3移动状态依赖比例缩放
2.8访问验证
2.8.1小区禁止状态和小区保留状态
2.9寻呼接收
参考文献

第3章无线资源控制
3.1RRC功能和结构
3.2系统信息
3.2.1配置系统信息
3.2.2系统信息更新
3.3寻呼
3.4连接建立
3.4.1步骤1： 应用访问类限制
3.4.2步骤2：发送RRCConnectionRequest消息
3.4.3步骤3：接收RRCConnectionSetup消息
3.4.4步骤4：发送RRCConnectionSetupComplete消息
3.5安全
3.6RRC连接重配置
3.6.1SRB2的建立
3.6.2DRB的建立
3.6.3与安全激活平行的过程
3.7UE能力信息传输
3.8EUTRA内切换
3.8.1切换准备
3.8.2切换执行
3.8.3切换完成
3.9测量控制
3.9.1测量配置
3.9.2测量报告触发
3.9.3测量报告
3.10RRC连接重建
3.11RAT间移动性
3.11.1进入或移除3GPP系统的RAT间移动性
3.11.2进入/移出CDMA2000系统的RAT间移动性
3.12RRC连接释放
参考文献

第4章分组数据汇聚协议
4.1PDCP功能和结构
4.2报头压缩
4.3安全
4.3.1完整性保护
4.3.2加密
4.4数据传输
4.5SDU丢弃
4.6切换
4.6.1SRB在切换中的行为
4.6.2UM DRB在切换中的行为
4.6.3AM DRB在切换中的行为
4.7PDCP PDU 格式
4.7.1PDCP Data PDU格式
4.7.2PDCP Control PDU 格式
参考文献

第5章无线链路控制层
5.1RLC层的功能和架构
5.1.1透明模式（RLC）
5.1.2非确认模式RLC
5.1.3确认模式RLC
5.2成帧
5.3重排序
5.4ARQ操作
5.4.1轮询
5.4.2状态报告
5.4.3重传
5.4.4重分段
5.5窗口操作
5.5.1非确认模式窗口操作
5.5.2确认模式窗口操作
5.6SDU丢弃过程
5.7RLC重建过程
5.8RLC PDU的格式
5.8.1TMD PDU格式
5.8.2UMD PDU格式
5.8.3AMD PDU格式
5.8.4AMD PDU分段格式
5.8.5状态 PDU格式
参考文献

第6章媒体接入控制层
6.1MAC层的功能和服务
6.2MAC层架构
6.3MAC信道及信道映射
6.3.1传输信道
6.3.2逻辑信道
6.3.3信道映射
6.4调度
6.4.1动态调度
6.4.2半持续调度
6.5调度信息的传输
6.5.1缓存状态报告
6.5.2调度请求
6.5.3功率余量报告
6.6逻辑信道优先级
6.7非连续接收
6.8混合自动重传请求
6.8.1上行链路中的HARQ
6.8.2下行链路中的HARQ
6.8.3TTI Bundling
6.8.4测量窗口
6.9随机接入过程
6.10时间校准
6.11MAC PDU格式
6.11.1MAC控制单元
6.11.2随机接入响应MAC PDU
参考文献

第7章LTE及LTEAdvanced新特征综述
7.1基于LTE网络的语音呼叫
7.2家庭增强型基站
7.3公共警报系统
7.4多媒体广播多播服务
7.5载波聚合
7.6中继技术
7.7最小化路测
7.8增强型小区间干扰协调
7.9机器模式通信

第8章基于LTE网络的语音呼叫
8.1LTE语音解决方案
8.1.1终极语音解决方案
8.1.2临时语音解决方案
8.2IMS VoIP
8.2.1IMS配置
8.2.2双模单待无线语音呼叫连续性
8.3电路交换回退技术
8.3.1CSFB到UTRAN或GRAN
8.3.2CSFB到CDMA2000 1xRTT
8.4服务域选择
8.4.1UE在IMS VoIP和CSFB之间的决定
8.5IMS VoIP和CSFB的比较
8.6针对VoIP的RAN优化
8.6.1鲁棒性报头压缩
8.6.2TTI捆绑
8.6.3HARQ的半持续调度
参考文献

第9章家庭增强型基站
9.1架构框架
9.1.1接入方式
9.1.2应用案例
9.1.3高层需求
9.1.4网络体系结构
9.2闭合用户组配置
9.2.1CSG 订阅数据
9.2.2CSG成员状态
9.3与CSG相关的系统信息
9.3.1CSG识别信息
9.3.2CSG小区部署信息
9.4CSG的识别
9.4.1自动CSG搜索
9.4.2手动CSG选择
9.5CSG小区的移动性
9.5.1RRC_IDLE的移动性
9.5.2RRC_CONNECTED的移动性
9.6对混合小区的支持
9.6.1动机
9.6.2特点
参考文献

第10章公共警报系统
10.1警报系统架构
10.2警报信息
10.3警报信息在网络上的传递
10.3.1警报信息传递程序
10.3.2警报信息取消程序
10.4警报信息取消程序
10.4.1在系统信息中的PWS通知
10.4.2PWS通知在寻呼过程的指示性
10.4.3警报信息的分割
参考文献

第11章多媒体广播多播服务
11.1MBMS
11.2MBMS的结构和功能
11.3MBMS单频网传输
11.4MBMS的无线协议
11.4.1MBMS的第一层和第二层
11.4.2MBMS的第三层
11.5MBMS过程
11.5.1MBMS会话开始
11.5.2MCCH信息获取和MRB配置
11.5.3MBMS会话更新
11.5.4MBMS会话终止
11.5.5MRB释放
11.6MBMS在R10版本和R11版本中的增强
11.6.1MBMS计数
11.6.2MBMS持续性
参考文献

ⅩⅦ第12章载波聚合
12.1频谱和部署场景
12.1.1频谱场景
12.1.2部署场景
12.2小区管理
12.2.1主服务小区和辅服务小区
12.2.2配置信息信令
12.2.3连接和参考
12.2.4跨载波调度
12.2.5扩展测量
12.2.6SCell（辅服务小区）管理
12.2.7载波聚合的移动性
12.3MAC扩展功能
12.3.1辅服务小区的激活和失活
12.3.2功率余量报告
12.3.3逻辑信道优先级
12.3.4缓冲区状态报告
12.3.5非连续接收
12.3.6半持久调度
参考文献

第13章中继技术
13.1场景部署
13.2中继节点的网络架构
13.3中继节点类型
13.3.1中继技术的分层执行
13.3.2Uu和Un链路的频率分离
13.4特定中继节点的操作
13.4.1承载映射
13.4.2Un DRB的完整性保护
13.4.3RN子帧配置
13.4.4系统信息的更新
13.4.5RN重新配置过程
13.5中继节点的启动过程
13.6R10版本中继节点的简化操作
参考文献

ⅩⅧ第14章最小化路测
14.1结构框架
14.1.1用户案例
14.1.2结合UE选择的MDT任务初始化
14.1.3MDT测量结果的收集
14.2Logged MDT
14.2.1配置阶段
14.2.2记录阶段
14.2.3报告阶段
14.3Immediate MDT
14.3.1配置阶段
14.3.2测量与评价阶段
14.3.3报告阶段
14.3.4MDT上下文环境转发
参考文献

第15章增强型小区间干扰协调
15.1异构网络部署
15.1.1异构网络中的干扰
15.1.2频域ICIC限制
15.2基于CA的ICIC
15.3时域ICIC
15.3.1限制测量
15.3.2Macro-Pico小区场景
15.3.3Macro-Femto小区场景
15.3.4网络配置
参考文献

ⅩⅨ第16章机器模式通信
16.1MTC的超载控制
16.1.1R8版本的超载控制
16.1.2R10版本中的核心网超载控制
16.1.3R11版本中的RAN超载控制
16.2在3GPP中的MTC特性
参考文献

缩略语

物联网技术在我国的发展如火如荼，而IEEE802.15.4标准是物联网中最受欢迎、应用最广泛、最核心的技术。基于IEEE802.15.4标准的低速无线个域网是为机器设备间低成本、超低功耗、短距离无线通信而设计的网络。近年来，低速无线个域网的标准和技术受到了学术界和工业界的广泛关注，也涌现出了一批低速无线个域网系统、应用实例等，许多工业界的用户、工程师、学者等期望能更全面、深入地了解该技术。“低速无线个域网：实现基于IEEE802.15.4的无线传感器网络”是IEEE官方出版的第一本关于“低速无线个域网”和“IEEE802.15.4标准”的书籍。本书详细地介绍了LR-WPAN系统，是一本关于协议标准本身系统开发和应用性的图书，是一本剖析LR-WPAN技术及应用层面的指导性图书。通过阅读该书，工业界的工程师能更深入地掌握该技术，有利于其丰富LR-WPAN系统开发经验及产品开发经验；工业界的用户也能更全面地理解该技术及应用，有利于其在各种应用领域采用该无线技术；向学术界介绍工业无线领域的潜在研究热点，有利于其拓展和提升学术研究成果。
本书共分4个部分、共计13个章节。首先，本书的“第3版引言和最新信息”部分介绍了IEEE802.15.4系列标准的最新进展。第1部分简述低速无线个域网及其应用；第2部分详细剖析基于IEEE802.15.4技术的低速无线个域网中的各种关键技术。第3部分讲述系统设计方面需要考虑的问题以及在实际应用中可能面临的问题。第4部分简要介绍了WirelessHART系统及其应用，并剖析了WirelessHART中的一些关键技术以及安全问题。




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