數(shù)字通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

前言

　　數(shù)字通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是目前自然科學(xué)中發(fā)展最快的科學(xué)技術(shù)之一。計算機與通信網(wǎng)絡(luò)互連構(gòu)成的計算機通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，把距離和時間縮小到零，把整個社會緊密結(jié)合在了一起，大大降低了人們物理位置靠近的必要性，改變著人們的生活、學(xué)習(xí)和工作方式。如今，計算機通信網(wǎng)絡(luò)已遍布全球，對人類社會的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的影響。人們在面臨計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅速發(fā)展的同時，也面臨著網(wǎng)絡(luò)建設(shè)發(fā)展的挑戰(zhàn)。如何掌握數(shù)字通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)知識，如何開發(fā)更新通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，根據(jù)需要規(guī)劃設(shè)計網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使其充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的作用，取得更大的社會效益，成為計算機與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究人員在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中迫切需要解決的課題。　　本書是通信與計算機科學(xué)、控制工程學(xué)科與自動化學(xué)科的重要前沿課題之一。作者多年來在國內(nèi)外從事本學(xué)科的科研與教學(xué)，結(jié)合在實際工作中遇到的問題和解決的經(jīng)驗，在本人的研究生課程《計算機通信》教學(xué)講義的基礎(chǔ)上，參考了國內(nèi)外多部著作和文獻，融入部分最新科研成果，著成《數(shù)字通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》一書，作為本學(xué)科的教學(xué)與科研人員的參考書。本書的目的是使本領(lǐng)域的科研技術(shù)人員，全面理解數(shù)字通信與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的理論與技術(shù)知識，掌握有線通信、無線通信、移動通信與衛(wèi)星數(shù)字通信技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)與信息安全技術(shù)，掌握工業(yè)計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、有線計算機網(wǎng)絡(luò)、無線移動計算機網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)、藍牙通信技術(shù)與網(wǎng)格通信技術(shù)等，使本領(lǐng)域的科研技術(shù)人員能夠跟蹤本學(xué)科前沿科學(xué)的發(fā)展，以適應(yīng)從事本專業(yè)的工程技術(shù)人員及研究人員的需要。　　本書分為2l章，主要介紹數(shù)字通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與理論；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)拓撲、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)互連、數(shù)據(jù)安全等知識和技術(shù)；掌握客戶一服務(wù)器環(huán)境下的組網(wǎng)和編程方法：了解工業(yè)計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、有線計算機網(wǎng)絡(luò)、無線移動計算機網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)、藍牙通信技術(shù)、網(wǎng)格計算技術(shù)等；有線通信、無線通信、移動通信、GsM通信系統(tǒng)的優(yōu)化、衛(wèi)星通信，以及由衛(wèi)星測量與通信系統(tǒng)構(gòu)成的GPs定位與導(dǎo)航技術(shù)等?！　”緯m當(dāng)加深了專業(yè)理論知識的深度與最新實用技術(shù)，以適應(yīng)從事本領(lǐng)域的教學(xué)與科研人員的需要和本領(lǐng)域飛速發(fā)展的需要?！　≡诒緯木帉戇^程中，王玲玲、李珺喆、田慧、田春華、孫禾、傅有煒等同志在書稿打印、制圖與校核等方面做了很多的工作，特此致謝?！　∮捎谄邢?，不能對各部分都作詳細的介紹，請見諒。若有錯誤和不當(dāng)之處，敬請批評指正。

內(nèi)容概要

　　《數(shù)字通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》分為21章，第1－7章主要介紹數(shù)字通信與傳輸信道、信號采樣與變換、信號調(diào)制與解調(diào)、信號載波與傳輸、多址復(fù)用技術(shù)、通信媒體與傳送特性；第8－12章主要介紹移動通信網(wǎng)絡(luò)、GSM通信網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信、GPS定位與衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、公共通信網(wǎng)絡(luò)；第13－16章主要介紹網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與協(xié)議、局域網(wǎng)、廣義網(wǎng)、Internet、高速網(wǎng)絡(luò)組合、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)與優(yōu)化；第17－21章介紹網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、各類計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用與技術(shù)開發(fā)、藍牙通信技術(shù)、網(wǎng)格技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)的安全與管理、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計?！　　稊?shù)字通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》的每一章都適當(dāng)增加了專業(yè)理論深度與最新實用技術(shù)，以適應(yīng)從事本專業(yè)領(lǐng)域的工程技術(shù)及研究人員的需要?！　　稊?shù)字通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》可作為電子信息通信、計算機科學(xué)、自動控制工程、工業(yè)自動化等專業(yè)研究生的教材或教學(xué)參考書，也可作為本專業(yè)領(lǐng)域工程技術(shù)及研究人員的參考書。

作者簡介

　　李樹廣，男，1955年生，工學(xué)博士，信息與計算機科學(xué)博士，教授。1978年畢業(yè)于鄭州工學(xué)院電機系自動化專業(yè)，同年分配到中國自動化研究所工作，1986年赴日本大學(xué)做訪問學(xué)者與留學(xué)，獲工學(xué)博士、信息與計算機科學(xué)博士學(xué)位；1994年任日本Japan Socia1 System Rcsearch Institute研究所主任研究員；1999年任上海交通大學(xué)教授。獲3次科技成果獎，2001年獲中國電機工程學(xué)會優(yōu)秀論文獎，2007年獲國際信號處理學(xué)會優(yōu)秀論文獎。　　譯著：《通信工程學(xué)概論》譯者：李樹廣．北京：科學(xué)出版社，2001年4月?！　≈鳎?．《數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)》作者：李樹廣．上海：上海交通大學(xué)出版社，2003年1月。　　2．《數(shù)字通信》作者：李樹廣．北京：機械工業(yè)出版社，2006年1月。　　3．《計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)》作者：李樹廣．北京：機械工業(yè)出版社，2006年2月。

書籍目錄

第1章 概論1.1 數(shù)字通信技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用1.2 計算機與通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)1.4 計算機網(wǎng)絡(luò)的分類1.5 通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的展望思考題第2章 數(shù)字通信與傳輸信道2.1 數(shù)據(jù)通信與通信信道2.2 信道與數(shù)據(jù)通信2.3 信道的分類與功能2.4 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)2.5 模擬信號與數(shù)字信號傳輸2.6 數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)2.7 基帶數(shù)字信號與編碼2.8 盤信道共享與鏈路網(wǎng)絡(luò)2.9 基于排隊的共享2.10 數(shù)據(jù)交換技術(shù)2.1l 共享廣播信道2.12 差錯控制機制思考題第3章 信號采樣與變換3.1 信號采樣3.2 信號的混摻現(xiàn)象3.3 模擬脈沖調(diào)制方式3.4 采樣電平的量化3.5 PCM通信方式3.6 波形編碼與矩陣生成3.7 生成矩陣3.8 A/d與D/A變換器思考題第4章 信號載波與傳輸4.1 信號調(diào)制與載波技術(shù)4.2 單邊帶調(diào)制方式與殘留邊帶調(diào)制方式4.3 信號調(diào)制與解調(diào)4.4 信號檢測與解調(diào)4.5 匹配濾波器4.6 最佳差錯性能4.7 濾波器思考題第5章 信號調(diào)制與解調(diào)5.1 數(shù)字帶通調(diào)制5.2 數(shù)字信號調(diào)制方式5.3 信號的調(diào)制與載波5.4 網(wǎng)格編碼調(diào)制5.5 網(wǎng)格編碼5.6 TCM編碼5.7 帶寬受限信道的調(diào)制與編碼5.8 多維網(wǎng)格編碼調(diào)制5.9 FM波的頻譜特性5.10 相關(guān)接收器5.11 調(diào)制器的正交實現(xiàn)思考題第6章 通信媒體與傳輸特性6.1 有線系統(tǒng)的信號傳輸特性6.2 發(fā)射與接收天線6.3 通信的物理信道6.4 功率控制6.5 Is-95切換技術(shù)6.6 cdma2000系統(tǒng)6.7 cdma2000系統(tǒng)特征思考題第7章 通信信道與多路復(fù)用技術(shù)7.1 信道資源的分配7.2 頻分復(fù)用與頻分多址方式7.3 空間分割和極化分割多址技術(shù)7.4 擴頻技術(shù)7.5 多址接入7.6 跳頻系統(tǒng)7.7 FFFI／MFSK解調(diào)器7.8 碼分多址7.9 FCc-5擴頻系統(tǒng)規(guī)范7.lO 直接序列擴頻與跳頻擴頻7.ll IS-95cDMA數(shù)字蜂窩系統(tǒng)7.12 發(fā)射機功能7.13 接收機7.14 多用戶檢測7.15 Rake接收機7.16 CDMA接收與發(fā)射機思考題第8章 移動通信與計算機系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)8.1 移動通信系統(tǒng)的概況8.2 信號通信的多重化方式8.3 CDMA蜂窩網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)8.4 窄帶CDMA通信系統(tǒng)8.5 IS-95CDMA邏輯信道8.6 IS-95CDMA呼叫處理8.7 IS-95CDMA中信令的應(yīng)用8.8 傳呼機及其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)8.9 移動通信的發(fā)展思考題第9章 GSM通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與優(yōu)化9.1 GSM發(fā)展歷史和技術(shù)規(guī)范9.2 GSM網(wǎng)絡(luò)編碼9.3 無線電波傳播9.4 信道分類9.5 GSM空中控制技術(shù)9.6 GSM的信令與協(xié)議9.7 GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化9.8 雙頻網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化思考題第10章 衛(wèi)星通信10.1 衛(wèi)星通信的發(fā)展10.2 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成10.3 多址技術(shù)10.4 星載和地面站設(shè)備10.5 通信地面站設(shè)備10.6 vsAT網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和地面設(shè)備10.7 衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)10.8 衛(wèi)星系統(tǒng)中TCP／IP技術(shù)與協(xié)議10.9 地球站標(biāo)準(zhǔn)10.10 廣播通信衛(wèi)星系統(tǒng)第11章 GPS定位與衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)11.1 衛(wèi)星定位與導(dǎo)航技術(shù)11.2　GPS的組成11.3 衛(wèi)星導(dǎo)航與GPS定位原理11 .4 求解運動體的速度11.5 用卡爾曼濾波法確定用戶位置和速度11.6 衛(wèi)星運動瞬時速度計算1l.7 系統(tǒng)狀態(tài)11.8 GPS衛(wèi)星系統(tǒng)的操作控制11.9 導(dǎo)航載荷11.10 GPS衛(wèi)星信號的特性11.11 衛(wèi)星信號的截獲與跟蹤11.12 GPS導(dǎo)航系統(tǒng)11.13 GPS導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用第12章 通信網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸與交換12.1 通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成12.2 回路交換與分組交換12.3 計算機通信與多媒體通信一[SDN與網(wǎng)絡(luò)12.4　LAN12.5 ATM方式與超高速通信因特網(wǎng)——2l世紀的方式思考題第13章 計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與協(xié)議13.1 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)13.2 網(wǎng)絡(luò)層13.3 傳輸層13.4 高層協(xié)議思考題第14章 計算機局域網(wǎng)14.1 局域網(wǎng)的特點14.2 計算機局域網(wǎng)與多用戶分布式系統(tǒng)14.3 局域網(wǎng)參考模型與體系結(jié)構(gòu)14.4 IEEE 802 3標(biāo)準(zhǔn)：總線局域網(wǎng)14.5 IEEE 802.5標(biāo)準(zhǔn)：令牌環(huán)局域網(wǎng)14.6 IEEE 802.4標(biāo)準(zhǔn)：令牌總線網(wǎng)思考題第15章 網(wǎng)絡(luò)互連與Internet15.1　網(wǎng)絡(luò)互連15.2 網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備15.3 局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)互連技術(shù)……第16章 高速網(wǎng)絡(luò)與組網(wǎng)技術(shù)第17章 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)第18章 藍牙通信技術(shù)第19章 計算機網(wǎng)格技術(shù)第20章 計算機網(wǎng)絡(luò)的安全與管理第21章 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章　概論　　隨著現(xiàn)代電子技術(shù)與信息科學(xué)的發(fā)展，數(shù)字通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成為現(xiàn)代自然科學(xué)中發(fā)展最快的科學(xué)領(lǐng)域。現(xiàn)代信息通信網(wǎng)絡(luò)，大大提高了通信線路的速度，改善了通信質(zhì)量，實現(xiàn)了全數(shù)字化、寬頻帶、多媒體信息的高速傳輸及計算機、電視和電話通信的三位一體化。這種互連的計算機網(wǎng)絡(luò)，把距離和時間縮小到零，降低了人們物理位置靠近的必要性，通過網(wǎng)絡(luò)把整個社會緊密結(jié)合在一起，它改變了人們傳統(tǒng)的生活觀和工作方式，對人類社會發(fā)展產(chǎn)生了深刻的影響。信息的網(wǎng)絡(luò)化，不僅有利于信息的通信，還有利于信息的永久性保存和傳播。當(dāng)今，人們?nèi)绾胃鶕?jù)需要規(guī)劃設(shè)計網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、開發(fā)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)、充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的作用，使其取得最大的社會效益，已成為計算機網(wǎng)絡(luò)科學(xué)領(lǐng)域迫切需要解決的問題?！　?.1　數(shù)字通信技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用　　電氣信號通信起始于18世紀中期。1838年，莫爾斯（S．F．Morse）發(fā)明了電報機和莫爾斯電碼，這就是數(shù)字通信科學(xué)的開始。莫爾斯把電信號利用電波作載波進行發(fā)送，發(fā)明了無線電報。特別是泰坦尼克號客船遇難以來，無線電報成為航海船舶重要的通信手段?！　∽?920年開始，人們使用電波模擬發(fā)送方法，在美國匹茲堡利用聲音波形調(diào)幅方式進行播送廣播。　　1925年建起東京廣播電臺和遠程國際無線電話，發(fā)明了可以傳送圖像的電視機?！　?928年彩色電視機的出現(xiàn)，奠定了現(xiàn)代彩色電視播送的基礎(chǔ)?！　?957年，前蘇聯(lián)的同伴者號（Sputnik）衛(wèi)星發(fā)射成功，引發(fā)了世界性的宇宙開發(fā)競爭。同伴者號發(fā)射后，l960年美國最早開始使用衛(wèi)星進行遠距離中轉(zhuǎn)通信，兩年后發(fā)展成像現(xiàn)在的通信衛(wèi)星使用的能動傳播方式，進而構(gòu)成了現(xiàn)在的多信道寬帶綜合通信衛(wèi)星工作方式。

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