通信網(wǎng)理論基礎(chǔ)

前言

　　網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展需要我們培養(yǎng)一批懂得網(wǎng)絡(luò)發(fā)展規(guī)律的人才，以應(yīng)對(duì)現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展帶來的機(jī)遇和挑戰(zhàn).而這方面的人才培養(yǎng)，離不開對(duì)通信網(wǎng)內(nèi)部理論規(guī)律的認(rèn)識(shí)和了解。為了向本科生、研究生和其他高級(jí)工程技術(shù)人員進(jìn)行通信網(wǎng)相關(guān)理論的系統(tǒng)介紹，周炯槃院士自20世紀(jì)80年代以來主持了指導(dǎo)“通信網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)”、“ISDN交換體系結(jié)構(gòu)的研究”、“寬帶ISDN基本理論與發(fā)展的研究”等一系列國家自然科學(xué)基金、博士點(diǎn)基金和國家“七五”攻關(guān)項(xiàng)目的研究，在此研究成果基礎(chǔ)上，1991年周炯槃院士編著了《通信網(wǎng)理論基礎(chǔ)》一書由人民郵電出版社出版。　　《通信網(wǎng)理論基礎(chǔ)》一書對(duì)20世紀(jì)70年代以來發(fā)展的圖論、排隊(duì)論、可靠性理論和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化理論進(jìn)行了總結(jié)，以此為基礎(chǔ)構(gòu)成了書中通信網(wǎng)理論基礎(chǔ)的4個(gè)方面，并把它們成功地用于分析通信系統(tǒng)和通信網(wǎng)，從而展開了通信網(wǎng)理論與技術(shù)的豐富內(nèi)容。該書不但及時(shí)、準(zhǔn)確地總結(jié)了當(dāng)代國內(nèi)外有關(guān)方面的先進(jìn)成果，而且也是作者數(shù)十年來從事通信理論與技術(shù)方面研究的結(jié)晶。該書有新意，有創(chuàng)見，是一本系統(tǒng)性強(qiáng)、理論水平高、有實(shí)踐性和啟發(fā)性的好書。該書在1991年的出版及時(shí)地適應(yīng)了我國通信事業(yè)現(xiàn)代化的需要，也解決了通信網(wǎng)方面教學(xué)科研工作的急需。該書在正式出版之前，作為講義就已被眾多高校和科學(xué)工作者所采納，作為教材和理論參考。自出版以來已經(jīng)被國內(nèi)多所高等院校指定為本科生和研究生的正式教材。北京郵電大學(xué)自工986年起，信號(hào)與信息處理專業(yè)博士生、碩士生的學(xué)位課就以此書（或講義）為教材；信息工程系信息工程專業(yè)、信息科學(xué)專業(yè)、自動(dòng)化專業(yè)的本科生必修課“通信網(wǎng)基礎(chǔ)”，選定此書作為教材。《通信網(wǎng)理論基礎(chǔ)》一書于1997年獲原郵電部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。　　《通信網(wǎng)理論基礎(chǔ)》一書自出版以來就受到廣大讀者的歡迎，多次印刷仍出現(xiàn)脫銷現(xiàn)象。我們同人民郵電出版社共同申請(qǐng)?jiān)谄胀ǜ叩冉逃笆晃濉眹壹?jí)規(guī)劃教材中修訂再版該書。

內(nèi)容概要

　　《通信網(wǎng)理論基礎(chǔ)(修訂版)》系統(tǒng)介紹了通信網(wǎng)的理論基礎(chǔ)。全書共分為6章，分別介紹了通信網(wǎng)的概念和網(wǎng)絡(luò)的基本組成，網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)分析和排隊(duì)論原理，多址接入系統(tǒng)分析，通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)，通信網(wǎng)中的流量優(yōu)化，通信網(wǎng)中的可靠性。　　《通信網(wǎng)理論基礎(chǔ)(修訂版)》可作為高等院校信息與通信工程相關(guān)專業(yè)高年級(jí)本科生和研究生的教材，也可作為通信工程技術(shù)人員和科研人員的參考用書。

作者簡介

　　周炯槃，北京郵電大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師、中國工程院院士。主要研究領(lǐng)域?yàn)樾畔⑴c通信理論、通信網(wǎng)、移動(dòng)通信?，F(xiàn)任中國電子學(xué)會(huì)理事、中國通信學(xué)會(huì)常務(wù)理事、《通信學(xué)報(bào)》編委會(huì)主任、IEEE高級(jí)會(huì)員。1988年獲北京市高校教書育人先進(jìn)工作者。1989年和1995年獲北京市勞動(dòng)模范。1991年郵電部全國勞動(dòng)模范。專著《通信網(wǎng)理論基礎(chǔ)》1991年出版.P997年獲郵電部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

書籍目錄

第1章　引論　11.1　通信網(wǎng)概述　11.1.1　系統(tǒng)和網(wǎng)　11.1.2　通信網(wǎng)的類型　21.1.3　通信網(wǎng)的發(fā)展歷程　41.1.4　對(duì)通信網(wǎng)的要求　71.2　通信網(wǎng)的組成要素　91.2.1　終端設(shè)備　91.2.2　信道　101.2.3　交換設(shè)備　131.2.4　通信網(wǎng)的約定　161.3　本書內(nèi)容安排　20第2章　網(wǎng)內(nèi)業(yè)務(wù)分析　212.1　排隊(duì)論基礎(chǔ)　212.1.1　基本概念　212.1.2　M|M|1問題　272.1.3　M|M|m(n)問題　372.1.4　一般排隊(duì)問題　422.2　通信網(wǎng)的業(yè)務(wù)模型與分析　542.2.1　各種測(cè)度和指標(biāo)　552.2.2　業(yè)務(wù)分析舉例　582.3　提高網(wǎng)效率的一些措施　692.3.1　大群化效應(yīng)　692.3.2　延遲效應(yīng)　712.3.3　綜合效應(yīng)　722.3.4　迂回效應(yīng)　75習(xí)題　78第3章　多址接入系統(tǒng)分析　813.1　純阿羅華系統(tǒng)　813.2　分槽阿羅華系統(tǒng)　833.3　載波監(jiān)聽多址接入系統(tǒng)　843.4　輪詢方式　923.5　各種多址系統(tǒng)的比較　93習(xí)題　96第4章　通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)　974.1　圖論基礎(chǔ)　974.1.1　基本定義　984.1.2　圖的聯(lián)結(jié)性　1004.1.3　樹　1034.1.4　割和環(huán)　1044.1.5　平面性和對(duì)偶性　1074.1.6　圖的矩陣表示　1084.2　最短徑問題　1154.2.1　最短主樹　1154.2.2　端間的最短徑　1214.3　站址問題　1304.3.1　單中點(diǎn)問題　1314.3.2　k中點(diǎn)問題　1374.3.3　設(shè)站問題　140習(xí)題　141第5章　通信網(wǎng)中的流量優(yōu)化　1445.1　流量優(yōu)化的一般性問題　1445.2　最大流問題　1455.3　最佳流問題　1515.4　線性規(guī)劃簡介　1525.4.1　線性規(guī)劃的標(biāo)準(zhǔn)型　1535.4.2　單純形解原理和計(jì)算步驟　1545.4.3　對(duì)偶定理　1575.4.4　罰款的應(yīng)用　1585.4.5　計(jì)算之例　159習(xí)題　164第6章　通信網(wǎng)的可靠性　1666.1　可靠性理論概要　1666.1.1　不可修復(fù)系統(tǒng)的可靠度　1666.1.2　可修復(fù)系統(tǒng)的可靠度　1706.1.3　復(fù)雜系統(tǒng)的分解　1726.1.4　綜合可靠度　1826.1.5　可靠性設(shè)計(jì)　1836.2　通信網(wǎng)的可靠性　1866.3　通信網(wǎng)的聯(lián)結(jié)性　1886.3.1　聯(lián)結(jié)度和結(jié)合度　1886.3.2　局和線路故障下網(wǎng)的聯(lián)結(jié)概率　1926.3.3　可靠網(wǎng)的設(shè)計(jì)　1956.4　局間通信和綜合可靠度　1986.4.1　端間聯(lián)結(jié)性的計(jì)算　1996.4.2　端間通信的綜合可靠度　1996.4.3　通信網(wǎng)的綜合可靠度　2016.5　隨機(jī)圖和災(zāi)害控制　2056.5.1　隨機(jī)圖的聯(lián)結(jié)性　2056.5.2　平均徑長　2086.5.3　災(zāi)害控制　209習(xí)題　214參考文獻(xiàn)　216

章節(jié)摘錄

　　當(dāng)電磁波攜帶含有信息的一個(gè)信號(hào)時(shí)，就構(gòu)成一條信道，一條傳輸線路也可形成多條信道。電磁波傳播的方式一般可分為無界傳播和導(dǎo)引傳播兩大類，前者指在自由空間中傳播，即通過發(fā)射天線發(fā)射而向外傳播，在接收天線處接收下來，這類信道稱為無線信道；后者是沿導(dǎo)體傳播，如同軸電纜中，電磁波是在內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體間傳播，是沿著電纜被導(dǎo)引著向前傳播的，這類信道可稱為有線信道。除了簡單的線路，如電話用戶線那樣只是一條電纜作為通道外，不論無線信道還是有線信道，都要加一些設(shè)備才能構(gòu)成傳輸線路，尤其是線路被復(fù)用時(shí)。以下將分別討論無線信道、有線信道、信道的復(fù)用設(shè)備以及對(duì)信道的要求等問題?！　o線信道中的傳輸通道主要是自由空間，但必須有發(fā)射機(jī)、發(fā)射天線、接收天線和接收機(jī)，才能使載荷信息的信號(hào)正常傳輸，從而組成一條無線線路。有時(shí)也把發(fā)射機(jī)前的調(diào)制器和接收機(jī)后的解調(diào)器包括在內(nèi)，組成能傳輸基帶信號(hào)的傳輸線路。根據(jù)這類設(shè)備的頻率范圍，一般可把無線線路分類為長波線路、中波線路、短波線路、超短波線路和微波線路.各種頻率的電磁波在地球上空的傳播特性各不相同，因而有不同的用途。　　長波線路所用的頻率是在300 kHz以下，波長在1000 m以上。這種電磁波沿地面，尤其是海面的傳播損耗較小，這是有利的，但可用的帶寬較小，不宜于傳送大容量的信息，而且發(fā)射和接收天線都很龐大，一般只用于航海導(dǎo)航系統(tǒng)中?！　≈胁ň€路是指頻率在O.3 MHz到3 MHz或波長在（100 m到1000 m）范圍內(nèi)的系統(tǒng)。這一頻段（MF）內(nèi)的電磁波，還是以地面波為主要傳輸方式。傳播損耗比長波大一些，但還不十分大，傳播距離也還是較大的。500 kHz到1500 kHz這一段是標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)幅聲廣播波段?！　《滩ň€路的頻段是從3 MHz到30MHz，波長從10 m到1OO m，也稱為高頻（HF）線路。這頻段的地面?zhèn)鞑p耗已較大，但借助于地球上空的電離層的反射，可進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信。世界性的聲音廣播和業(yè)余電臺(tái)常采用這頻段?！　☆l率再高一些就是超短波線路。它的頻率范圍通常認(rèn)為是30 MHz到3 000 MHz。

編輯推薦

　　《通信網(wǎng)理論基礎(chǔ)(修訂版)》重點(diǎn)討論了影響現(xiàn)代通信網(wǎng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃的一些基本問題?！锻ㄐ啪W(wǎng)理論基礎(chǔ)》一書自出版以來就受到廣大讀者的歡迎，本次修訂對(duì)其中的內(nèi)容進(jìn)行精簡、增刪、勘誤、使關(guān)鍵內(nèi)容更加精煉。《通信網(wǎng)理論基礎(chǔ)(修訂版)》還具有以下幾個(gè)方面特點(diǎn)：（1）注意了近現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，特別是以IP網(wǎng)絡(luò)為代表的分組交換網(wǎng)絡(luò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)總體發(fā)展的影響，重點(diǎn)討論了影響現(xiàn)代通信網(wǎng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃的一些基本問題。（2）適度增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化部分的內(nèi)容。（3）注意了學(xué)生接受知識(shí)的特點(diǎn)，在某些算法原理介紹時(shí)調(diào)整了表達(dá)方式和理論證明思路，讓某些理論內(nèi)容更加形象化、生動(dòng)化。每章附有的習(xí)題將有助于讀者對(duì)《通信網(wǎng)理論基礎(chǔ)(修訂版)》內(nèi)容的理解。

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