本書主要為剛進(jìn)入通信工程專業(yè)學(xué)習(xí)的大學(xué)一年級(jí)學(xué)生介紹通信工程技術(shù)的全貌,使之對(duì)今后將要學(xué)習(xí)的專業(yè)建立初步的認(rèn)識(shí)。本書從通信的范疇開始,講述通信的發(fā)展過程,通信工程的基本概念,通信工程的主要技術(shù),以及各種通信網(wǎng)的技術(shù)原理。特別對(duì)當(dāng)前發(fā)展迅猛的移動(dòng)通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)等給予著重闡述。本書還對(duì)通信工程專業(yè)本科所學(xué)的各門課程內(nèi)容給予了簡(jiǎn)要介紹。為了適合剛?cè)雽W(xué)的新生閱讀,本書的敘述避免使用高等數(shù)學(xué)做定量分析,盡量做到深入淺出。本書也適合中等和高等?茖W(xué)校學(xué)生作為教材或閱讀,也可以作為非通信工程專業(yè)的學(xué)生選修課程的教材或參考書,以及作為對(duì)通信工程技術(shù)有興趣的各界人士的業(yè)余讀物。
樊昌信,1952年畢業(yè)于北京大學(xué),西安電子科技大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師、中國通信學(xué)會(huì)咨詢委員會(huì)委員。先后被評(píng)選為中國通信學(xué)會(huì)會(huì)士、中國電子學(xué)會(huì)會(huì)士、(美國)電氣電子工程師學(xué)會(huì)終身會(huì)士(IEEE Life Fellow)。曾任中國通信學(xué)會(huì)歷屆理事、英國薩瑞大學(xué)(University of Surrey)榮譽(yù)客座教授、西安電子科技大學(xué)學(xué)術(shù)委員會(huì)委員、學(xué)位委員會(huì)委員、綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)主任、信息科學(xué)研究所所長(zhǎng);發(fā)表過通信工程領(lǐng)域?qū)W術(shù)論文110余篇、著譯14本,其中《通信原理》一書曾獲電子工業(yè)部?jī)?yōu)秀教材特等獎(jiǎng)、國家教委優(yōu)秀教材獎(jiǎng),先后被遴選為教育部普通高等教育“九五”、“十五”、“十一五”、“十二五”國家級(jí)規(guī)劃教材。在科研領(lǐng)域有多項(xiàng)研究成果獲省、部級(jí)科技進(jìn)步一、二和三等獎(jiǎng)。2021年,在國家教材委員會(huì)組織的“首屆全國教材建設(shè)獎(jiǎng)”評(píng)選中,榮獲:?全國教材建設(shè)先進(jìn)個(gè)人?《通信原理(第7版)》獲全國優(yōu)秀教材(高等教育類)一等獎(jiǎng)。
目 錄
第1章 緒論 (1)
1.1 早期的運(yùn)動(dòng)通信 (1)
1.2 早期的光通信 (3)
1.3 早期的聲通信 (5)
1.4 通信的范疇 (6)
1.5 通信工程與通信工程教育 (6)
1.6 小結(jié) (7)
習(xí)題 (8)
第2章 早期電通信 (9)
2.1 靜電電報(bào) (9)
2.1.1 靜電的發(fā)現(xiàn)和檢測(cè) (9)
2.1.2 靜電電報(bào)系統(tǒng) (10)
2.2 電磁電報(bào)的肇始 (10)
2.3 指針電報(bào)機(jī) (10)
2.4 莫爾斯電報(bào)機(jī)和莫爾斯電碼 (11)
2.4.1 莫爾斯電報(bào)機(jī) (11)
2.4.2 莫爾斯電碼的國際標(biāo)準(zhǔn) (12)
2.4.3 用莫爾斯電碼發(fā)送漢字 (12)
2.4.4 莫爾斯電碼的應(yīng)用 (13)
2.5 印字電報(bào) (14)
2.6 波多電報(bào)機(jī) (15)
2.6.1 波多電報(bào)機(jī)的原理 (15)
2.6.2 波多電報(bào)機(jī)的改進(jìn)和推廣 (16)
2.6.3 波多碼 (16)
2.7 電傳打字機(jī) (17)
2.8 電話通信的發(fā)明 (17)
2.8.1 電話機(jī)的發(fā)明 (17)
2.8.2 電話交換機(jī)的發(fā)明 (18)
2.9 有線電話通信的發(fā)展 (18)
2.10 有線通信線路 (19)
2.11 無線電報(bào)通信 (20)
2.12 無線電話通信 (21)
2.13 小結(jié) (22)
習(xí)題 (23)
第3章 通信工程的基本概念 (24)
3.1 消息和信息的概念 (24)
3.1.1 信息 (24)
3.1.2 信息量 (24)
3.2 信號(hào)的概念 (25)
3.2.1 模擬信號(hào) (25)
3.2.2 數(shù)字信號(hào) (26)
3.2.3 信號(hào)傳輸速率 (27)
3.3 模擬通信和數(shù)字通信 (27)
3.4 信號(hào)頻譜的概念 (28)
3.5 無線電頻帶的劃分 (30)
3.6 信道的概念 (32)
3.6.1 有線信道 (32)
3.6.2 無線信道 (33)
3.7 信道特性對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?(36)
3.7.1 恒參信道 (36)
3.7.2 變參信道 (38)
3.7.3 信道中的干擾 (38)
3.8 通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo) (39)
3.9 小結(jié) (39)
習(xí)題 (40)
第4章 通信工程的主要技術(shù) (42)
4.1 調(diào)制與解調(diào) (42)
4.2 模擬信號(hào)數(shù)字化 (43)
4.2.1 什么是數(shù)字信號(hào) (43)
4.2.2 模擬信號(hào)數(shù)字化過程 (44)
4.3 同步 (45)
4.3.1 位同步 (45)
4.3.2 群同步 (46)
4.3.3 載波同步和網(wǎng)同步 (46)
4.4 多路復(fù)用 (46)
4.5 多址 (47)
4.6 差錯(cuò)控制和糾錯(cuò)編碼 (48)
4.7 信源壓縮編碼 (50)
4.8 天線 (50)
4.8.1 線天線 (50)
4.8.2 面天線 (51)
4.8.3 天線的主要性能 (52)
4.9 通信安全和保密編碼 (53)
4.9.1 密碼學(xué) (53)
4.9.2 單密鑰密碼 (54)
4.9.3 公鑰密碼 (54)
4.9.4 兩種簡(jiǎn)單密碼 (54)
4.9.5 通信安全的重要性 (55)
4.10 小結(jié) (56)
習(xí)題 (56)
第5章 固定電信網(wǎng) (58)
5.1 電信網(wǎng)的發(fā)展歷程 (58)
5.2 固定電話網(wǎng) (58)
5.2.1 概述 (58)
5.2.2 公共交換電話網(wǎng)的結(jié)構(gòu) (59)
5.2.3 公共交換電話網(wǎng)的交換 (60)
5.2.4 公共交換電話網(wǎng)的業(yè)務(wù) (63)
5.3 電話網(wǎng)中的非話業(yè)務(wù) (64)
5.3.1 調(diào)制解調(diào)器 (64)
5.3.2 寬帶調(diào)解器 (65)
5.4 有線電視網(wǎng) (67)
5.4.1 概述 (67)
5.4.2 工作原理 (68)
5.4.3 機(jī)頂盒 (69)
5.5 小結(jié) (70)
習(xí)題 (70)
第6章 移動(dòng)通信網(wǎng) (71)
6.1 概述 (71)
6.1.1 移動(dòng)通信的概念和分類 (71)
6.1.2 移動(dòng)通信的發(fā)展歷程 (71)
6.2 無線集群通信系統(tǒng) (73)
6.2.1 無線集群通信的功能 (73)
6.2.2 無線集群通信的特點(diǎn) (73)
6.3 地面基站蜂窩網(wǎng) (74)
6.3.1 蜂窩網(wǎng)的小區(qū)劃分和頻率規(guī)劃 (75)
6.3.2 蜂窩網(wǎng)的組成 (76)
6.3.3 蜂窩網(wǎng)的發(fā)展概況 (76)
6.4 衛(wèi)星基站蜂窩網(wǎng) (82)
6.5 小結(jié) (83)
習(xí)題 (84)
第7章 光纖通信 (85)
7.1 概述 (85)
7.1.1 光纖通信的發(fā)展歷程 (85)
7.1.2 光纖通信的優(yōu)點(diǎn) (87)
7.2 光纖通信技術(shù) (87)
7.2.1 光發(fā)射器 (87)
7.2.2 光接收器 (89)
7.2.3 光纖 (89)
7.2.4 光放大器 (90)
7.3 光纖通信的技術(shù)性能 (91)
7.3.1 系統(tǒng)指標(biāo) (91)
7.3.2 工作波段 (91)
7.3.3 光纖的傳輸容量 (92)
7.4 小結(jié) (92)
習(xí)題 (93)
第8章 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)綜述 (94)
8.1 概述 (94)
8.2 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的發(fā)展 (95)
8.2.1 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的誕生 (95)
8.2.2 遠(yuǎn)程終端網(wǎng) (96)
8.2.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng) (96)
8.2.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)互連 (98)
8.2.5 高速互聯(lián)網(wǎng) (98)
8.3 互聯(lián)網(wǎng) (99)
8.3.1 概述 (99)
8.3.2 互聯(lián)網(wǎng)的歷史 (99)
8.3.3 互聯(lián)網(wǎng)的管理 (100)
8.3.4 互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施 (101)
8.3.5 互聯(lián)網(wǎng)的新應(yīng)用 (106)
8.4 小結(jié) (107)
習(xí)題 (108)
第9章 互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu) (109)
9.1 體系結(jié)構(gòu)概念 (109)
9.1.1 數(shù)據(jù)通信過程和協(xié)議 (109)
9.1.2 體系結(jié)構(gòu)的層次概念 (109)
9.1.3 OSI和TCP/IP (110)
9.2 體系結(jié)構(gòu)各層功能 (111)
9.2.1 應(yīng)用層 (111)
9.2.2 運(yùn)輸層 (111)
9.2.3 網(wǎng)絡(luò)層 (112)
9.2.4 數(shù)據(jù)鏈路層 (113)
9.2.5 物理層 (113)
9.2.6 類比 (114)
9.3 小結(jié) (114)
習(xí)題 (114)
第10章 互聯(lián)網(wǎng)TCP/IP體系結(jié)構(gòu)
協(xié)議(I) (116)
10.1 應(yīng)用層 (116)
10.1.1 域名系統(tǒng) (116)
10.1.2 文件傳送協(xié)議 (117)
10.1.3 萬維網(wǎng)的協(xié)議 (117)
10.1.4 電子郵件 (119)
10.1.5 基于萬維網(wǎng)的電子郵件 (122)
10.2 運(yùn)輸層 (122)
10.2.1 運(yùn)輸層協(xié)議 (122)
10.2.2 運(yùn)輸層的主要功能 (122)
10.3 網(wǎng)絡(luò)層 (124)
10.3.1 網(wǎng)絡(luò)層的功能 (124)
10.3.2 虛擬IP網(wǎng) (124)
10.3.3 IP協(xié)議 (126)
10.4 小結(jié) (129)
習(xí)題 (129)
第11章 互聯(lián)網(wǎng)TCP/IP體系結(jié)構(gòu)
協(xié)議(II) (131)
11.1 數(shù)據(jù)鏈路層及局域網(wǎng) (131)
11.1.1 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道的數(shù)據(jù)鏈路層 (131)
11.1.2 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議 (132)
11.1.3 廣播信道的數(shù)據(jù)鏈路層 (134)
11.2 物理層 (137)
11.2.1 物理層協(xié)議規(guī)定的內(nèi)容 (137)
11.2.2 RS-232-C標(biāo)準(zhǔn) (137)
11.3 小結(jié) (138)
習(xí)題 (139)
第12章 個(gè)人網(wǎng) (140)
12.1 概述 (140)
12.1.1 個(gè)人網(wǎng)的種類 (140)
12.1.2 無線個(gè)人網(wǎng)的特點(diǎn) (140)
12.1.3 藍(lán)牙 (140)
12.1.4 紅外 (141)
12.2 藍(lán)牙通信 (141)
12.2.1 起源和名稱 (141)
12.2.2 性能 (141)
12.2.3 應(yīng)用 (142)
12.2.4 設(shè)備 (143)
12.3 紅外通信 (143)
12.3.1 概述 (143)
12.3.2 性能 (143)
12.3.3 應(yīng)用 (143)
12.4 體域網(wǎng) (144)
12.4.1 概述 (144)
12.4.2 原理 (144)
12.4.3 應(yīng)用 (145)
12.5 小結(jié) (145)
習(xí)題 (145)
第13章 物聯(lián)網(wǎng) (146)
13.1 概述 (146)
13.2 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展 (147)
13.3 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用 (147)
13.4 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù) (148)
13.4.1 條形碼 (148)
13.4.2 射頻識(shí)別技術(shù) (151)
13.4.3 近場(chǎng)通信 (155)
13.4.4 傳感器 (157)
13.5 小結(jié) (158)
習(xí)題 (158)
第14章 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng) (160)
14.1 概述 (160)
14.2 基本定位原理 (161)
14.2.1 二維空間中的定位 (161)
14.2.2 三維空間中的定位 (161)
14.3 差分定位原理 (163)
14.3.1 位置差分原理 (163)
14.3.2 偽距差分原理 (164)
14.3.3 載波相位差分原理 (164)
14.4 小結(jié) (164)
習(xí)題 (165)
第15章 通信工程專業(yè) (166)
15.1 概述 (166)
15.2 基礎(chǔ)課程 (166)
15.2.1 大學(xué)物理與高等數(shù)學(xué) (167)
15.2.2 復(fù)變函數(shù)論 (168)
15.2.3 線性代數(shù) (169)
15.2.4 離散數(shù)學(xué) (169)
15.2.5 概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì) (169)
15.3 專業(yè)基礎(chǔ)課程 (170)
15.3.1 電路類課程 (170)
15.3.2 電場(chǎng)類課程 (174)
15.3.3 系統(tǒng)類課程 (175)
15.3.4 計(jì)算機(jī)類課程 (177)
15.4 專業(yè)課程 (178)
15.4.1 通信原理 (178)
15.4.2 天線與電波傳播 (179)
15.4.3 計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) (180)
15.4.4 多媒體通信 (181)
15.4.5 擴(kuò)頻通信 (181)
15.4.6 衛(wèi)星通信 (182)
15.4.7 信息論基礎(chǔ) (183)
15.4.8 信源編碼基礎(chǔ) (184)
15.4.9 信道編碼基礎(chǔ) (185)
15.4.10 網(wǎng)絡(luò)安全理論與技術(shù) (186)
15.4.11 通信系統(tǒng)仿真 (187)
15.5 小結(jié) (187)
習(xí)題 (188)
附錄A 英文縮略詞英漢對(duì)照表 (189)