包邮通信原理与通信技术

**篇 经典通信原理 第1章 通信的基本概念与理论 2 1.1 通信 2 1.2 通信系统 4 1.2.1 通信系统的概念 4 1.2.2 通信系统的分类 5 1.3 通信方式 7 1.4 信道与传输介质 9 1.4.1 信道及其分类 9 1.4.2 传输介质 10 1.5 信号和噪声 15 1.5.1 信号定义及分类 15 1.5.2 噪声定义及分类 17 1.6 信号频谱与信道通频带 19 1.6.1 信号频谱 19 1.6.2 信道通频带 24 1.7 信息度量与香农公式 27 1.7.1 信息度量 27 1.7.2 信道容量与香农公式 29 1.7.3 信道带宽与信道容量的关系 31 1.8 多路复用 33 1.9 通信系统的性能评价 35 1.9.1 模拟通信系统的性能指标 35 1.9.2 数字通信系统的性能指标 36 1.10 通信技术发展历史 40 1.11 结语 41 1.12 哲理真言 42 1.13 科海拾贝——莫尔斯 42 练习题 43 第2章 模拟调制 44 2.1 调制的概念 44 2.2 抑制载波的双边带调幅 46 2.2.1 DSB信号调制 46 2.2.2 DSB信号解调 47 2.3 常规双边带调幅 48 2.3.1 AM信号调制 48 2.3.2 AM信号解调 49 2.4 AM与DSB性能比较 51 2.5 单边带调制 51 2.6 残留边带调制 53 2.7 插入载波的包络检波 56 2.8 频分复用 56 2.9 角调制 58 2.9.1 角调制的概念 58 2.9.2 窄带角调制和宽带角调制 60 2.9.3 调频信号的产生和解调 61 2.9.4 频率调制的特点 63 2.9.5 输出信噪比与信道带宽的关系 64 2.10 调制的功能、分类及性能比较 65 2.10.1 调制的功能 65 2.10.2 调制的分类 66 2.10.3 调制的性能比较 67 2.11 结语 69 2.12 哲理真言 69 2.13 科海拾贝——麦克斯韦 69 练习题 70 第3章 脉冲编码调制 72 3.1 模拟脉冲调制 72 3.1.1 脉冲幅度调制 72 3.1.2 脉冲宽度调制 72 3.1.3 脉冲相位调制 73 3.2 PCM调制 73 3.2.1 基本概念 73 3.2.2 抽样 75 3.2.3 量化 78 3.2.4 编码 83 3.3 抽样定理与系统带宽 86 3.3.1 抽样定理 86 3.3.2 码元速率与系统带宽的关系 88 3.4 时分复用 89 3.5 结 语 92 3.6 哲理真言 92 3.7 科海拾贝——赫兹 93 练习题 93 第4章 增量调制 95 4.1 增量调制(ΔM) 95 4.1.1 ΔM调制的概念 95 4.1.2 ΔM调制的原理 96 4.1.3 ΔM解调的原理 97 4.1.4 ΔM调制的缺点及性能比较 98 4.2 增量总和(ΔΣ)调制 100 4.2.1 ΔΣ调制的原理 100 4.2.2 ΔΣ解调的原理 101 4.3 结语 102 4.4 哲理真言 102 4.5 科海拾贝——贝尔 102 练习题 103 第5章 数字复接与SDH 104 5.1 PCM复用与数字复接 104 5.1.1 数字复接 104 5.1.2 数字比特系列和复接等级 104 5.1.3 PCM基群帧结构 105 5.1.4 数字复接原理及分类 106 5.2 同步数字序列SDH简介 109 5.2.1 SDH的概念 109 5.2.2 SDH的帧结构 110 5.2.3 SDH的复用结构 112 5.3 SDH的现状及发展 113 5.4 结语 113 5.5 哲理真言 114 5.6 科海拾贝——马可尼 114 练习题 115 第6章 数字信号的基带传输 116 6.1 基带信号的概念 116 6.2 数字基带信号的码型 117 6.2.1 码元码型及码型变换 117 6.2.2 二元码 118 6.2.3 三元码 120 6.2.4 多元码 122 6.2.5 数字基带信号的功率谱 122 6.3 无码间串扰的传输波形 124 6.3.1 码间串扰的概念 124 6.3.2 **无失真条件及传输波形 125 6.4 扰码和解扰 130 6.4.1 m序列的产生及其特性 130 6.4.2 扰码和解扰原理 134 6.4.3 m序列在误码测试中的应用 136 6.5 眼图 136 6.6 波形变换 137 6.7 结语 138 6.8 哲理真言 139 6.9 科海拾贝——真空管的发明 139 练习题 140 第7章 数字信号的调制传输 141 7.1 二进制幅移键控(2ASK) 141 7.1.1 2ASK基本原理 141 7.1.2 2ASK信号频率特性 142 7.1.3 2ASK调制与解调 142 7.2 二进制频移键控(2FSK) 143 7.2.1 2FSK基本原理 143 7.2.2 2FSK信号频率特性 144 7.2.3 2FSK调制与解调 144 7.3 二进制相移键控(2PSK) 145 7.3.1 2PSK基本原理 145 7.3.2 2PSK信号频率特性 146 7.3.3 2PSK调制与解调 146 7.4 二进制差分相移键控(2DPSK) 148 7.4.1 2DPSK调制 148 7.4.2 2DPSK解调 148 7.5 二进制调制系统性能比较 149 7.6 多进制数字调制 150 7.6.1 多进制幅移键控(MASK) 151 7.6.2 多进制频移键控(MFSK) 152 7.6.3 多进制相移键控(MPSK) 153 7.6.4 多进制调制的性能比较 156 7.7 结语 156 7.8 哲理真言 157 7.9 科海拾贝——晶体管的发明 157 练习题 158 第8章 差错控制编码 160 8.1 差错控制编码的概念 160 8.1.1 信源编码 160 8.1.2 信道编码 160 8.2 差错控制方式 163 8.3 差错控制编码的分类 165 8.4 检错和纠错原理 165 8.5 常用的检错码 168 8.5.1 奇偶校验码 168 8.5.2 水平奇偶校验码 169 8.5.3 二维奇偶校验码 170 8.5.4 群计数码 170 8.5.5 恒比码 171 8.6 线性分组码 171 8.6.1 线性分组码的概念 171 8.6.2 线性分组码的编码 172 8.6.3 线性分组码的译码 176 8.6.4 汉明码 177 8.7 循环码 178 8.7.1 循环码的概念 178 8.7.2 循环码的生成 179 8.7.3 循环码的编码 181 8.7.4 循环码的译码 182 8.8 结语 183 8.9 哲理真言 184 8.10 科海拾贝——香农 184 练习题 185 第二篇 数据通信原理 第9章 数据通信与通信网 188 9.1 数据通信与数据通信系统 188 9.1.1 数据通信的概念 188 9.1.2 数据通信与模拟通信和数字通信的异同点 190 9.1.3 数据通信的特点 194 9.1.4 数据通信系统 194 9.1.5 数据通信系统的主要性能指标 195 9.1.6 同步 196 9.1.7 数据通信方式 198 9.2 通信网 201 9.2.1 通信网及其体系结构 201 9.2.2 通信网拓扑结构 202 9.2.3 通信网服务质量 204 9.2.4 网络服务性能保障机制 204 9.3 现代通信网的支撑技术 206 9.3.1 应用层技术 206 9.3.2 业务网技术 207 9.3.3 传输网技术 207 9.3.4 支撑网技术 208 9.4 通信网发展历程 208 9.5 结语 210 9.6 哲理真言 210 9.7 科海拾贝——收音机的发明 211 练习题 212 第10章 计算机网络体系结构 213 10.1 网络体系结构 213 10.2 协议及服务 214 10.2.1 网络协议 214 10.2.2 网络服务 217 10.2.3 面向连接服务和无连接服务 219 10.3 OSI参考模型 220 10.3.1 物理层 220 10.3.2 数据链路层 221 10.3.3 网络层 221 10.3.4 传输层 222 10.3.5 会话层 223 10.3.6 表示层 223 10.3.7 应用层 224 10.4 互联网网络模型 225 10.4.1 TCP/IP协议 225 10.4.2 网络接口层 227 10.4.3 网络互连层 227 10.4.4 传输层 229 10.4.5 应用层 232 10.5 OSI模型与TCP/IP模型的比较 233 10.6 IPv6协议 234 10.7 物联网 236 10.7.1 物联网的概念 236 10.7.2 物联网的体系结构 237 10.7.3 物联网的主要技术及特点 238 10.8 结语 239 10.9 哲理真言 239 10.10 科海拾贝——电视的发明 239 练习题 240 第11章 网络交换技术 242 11.1 交换的概念 242 11.2 交换的功能 244 11.3 常用的交换技术 244 11.3.1 线路交换 244 11.3.2 报文交换 245 11.3.3 分组交换 247 11.3.4 异步传输模式 250 11.3.5 软交换 258 11.4 结语 260 11.5 哲理真言 260 11.6 科海拾贝——自动电话交换机的发明 260 练习题 261 第12章 网络互连技术 262 12.1 网络互连技术的基本概念 262 12.2 网络互连设备 263 12.2.1 中继器 264 12.2.2 网桥 265 12.2.3 路由器 266 12.2.4 网关 269 12.2.5 交换机 270 12.3 通路与链路 273 12.4 结语 274 12.5 哲理真言 275 12.6 科海拾贝——万维网 275 练习题 275 第三篇 现代通信技术 第13章 光通信技术 278 13.1 光纤通信概述 278 13.1.1 光纤通信的概念 278 13.1.2 光纤通信的波长 279 13.1.3 光纤通信的特点 279 13.2 光纤通信原理 280 13.3 光纤通信系统 281 13.3.1 光端机 282 13.3.2 中继器 283 13.3.3 监控系统 284 13.4 常见光纤通信技术 284 13.5 无线光通信技术 286 13.6 光纤通信发展趋势 288 13.7 结语 289 13.8 哲理真言 290 13.9 科海拾贝——光纤之父高锟 290 练习题 291 第14章 卫星通信技术 292 14.1 微波及微波通信 292 14.2 卫星通信概述 293 14.2.1 卫星通信的概念 293 14.2.2 卫星通信的频段 293 14.2.3 卫星通信的特点 294 14.3 卫星通信系统 295 14.3.1 系统的分类 295 14.3.2 系统的组成 295 14.3.3 系统的工作过程 296 14.4 通信卫星 297 14.4.1 通信卫星的分类 297 14.4.2 同步卫星的通信范围 298 14.4.3 通信卫星的组成 299 14.5 通信地面站 301 14.5.1 地面站的分类 301 14.5.2 地面站的组成 301 14.6 卫星通信多址技术 303 14.7 其他卫星通信技术 306 14.8 卫星定位导航系统 308 14.8.1 GPS系统 308 14.8.2 北斗系统 310 14.9 结语 312 14.10 哲理真言 312 14.11 科海拾贝——人造卫星史话 312 练习题 313 第15章 移动通信技术 314 15.1 移动通信概述 314 15.1.1 移动通信的概念及特点 314 15.1.2 移动通信系统的分类 315 15.1.3 移动通信系统的组成 315 15.1.4 移动通信的多址技术 317 15.2 移动通信系统发展历程 317 15.2.1 **代移动通信系统(1G) 317 15.2.2 第二代移动通信系统(2G) 318 15.2.3 第三代移动通信系统(3G) 322 15.2.4 第四代移动通信系统(4G) 324 15.2.5 第五代移动通信系统(5G) 325 15.2.6 第六代移动通信系统(6G) 328 15.3 结语 329 15.4 哲理真言 329 15.5 科海拾贝——手机的发明 330 练习题 330 第16章 接入网技术 332 16.1 接入网的概念 332 16.2 接入网的接口技术 335 16.2.1 接入网的界定及功能模型 335 16.2.2 V5接口 336 16.3 接入网的分类 336 16.4 接入网技术 337 16.4.1 铜线接入网 337 16.4.2 混合光纤/同轴电缆接入网 340 16.4.3 无线接入网 341 16.4.4 光纤接入网 342 16.5 结语 345 16.6 哲理真言 345 16.7 科海拾贝——集成电路的发明 346 练习题 346 第17章 无线个人区域网技术 347 17.1 无线个人区域网概述 347 17.2 蓝牙技术 348 17.2.1 蓝牙技术概述 348 17.2.2 蓝牙系统组成及原理 350 17.2.3 蓝牙技术特点及应用 351 17.2.4 蓝牙技术与无线局域网的区别 352 17.3 ZigBee技术 353 17.3.1 ZigBee技术概述 353 17.3.2 ZigBee系统组成及原理 353 17.3.3 ZigBee技术特点及应用 354 17.3.4 ZigBee与蓝牙的性能比较 355 17.4 NFC技术 355 17.4.1 NFC技术概述 355 17.4.2 NFC系统组成及原理 356 17.4.3 NFC技术特点及应用 357 17.4.4 NFC与蓝牙的性能比较 358 17.5 UWB技术 358 17.5.1 UWB技术概述 358 17.5.2 UWB技术原理 359 17.5.3 UWB技术特点及应用 359 17.6 结语 360 17.7 哲理真言 361 17.8 科海拾贝——计算机的发明 361 练习题 362 第18章 通信终端 363 18.1 电话机 364 18.1.1 磁石式电话机 364 18.1.2 拨号盘式电话机 366 18.1.3 按键式电话机 367 18.1.4 电话机中的通信原理知识 368 18.2 收音机 368 18.2.1 收音机概述 368 18.2.2 工作原理 369 18.2.3 收音机中的通信原理知识 372 18.3 电视机 374 18.3.1 电视信号传输原理 374 18.3.2 电视机原理 376 18.3.3 电视机中的通信原理知识 377 18.4 数据终端 378 18.4.1 数据终端的概念及分类 378 18.4.2 多媒体终端 379 18.4.3 无线路由器 381 18.4.4 数据终端中的通信原理知识 383 18.5 结语 383 18.6 哲理真言 384 18.7 科海拾贝——雷达的发明 384 练习题 385 附录 常见术语汉英对照表 386 部分练习题参考答案 390 参考文献 406 后语 409