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(jì)算機(jī)與通信網(wǎng)絡(luò)互連構(gòu)成的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，把距離和時(shí)間縮小到零，把整個(gè)社會(huì)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(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)已遍布全球，對(duì)人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的影響。人們?cè)诿媾R計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅速發(fā)展的同時(shí)，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(shí)，如何開(kāi)發(fā)更新通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，根據(jù)需要規(guī)劃設(shè)計(jì)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(huì)效益，成為計(jì)算機(jī)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?！　”緯?shū)是通信與計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制工程學(xué)科與自動(dòng)化學(xué)科的重要前沿課題之一。作者多年來(lái)在國(guó)內(nèi)外從事本學(xué)科的科研與教學(xué)，結(jié)合在實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題和解決的經(jīng)驗(yàn)，在本人的研究生課程《計(jì)算機(jī)通信》教學(xué)講義的基礎(chǔ)上，參考了國(guó)內(nèi)外多部著作和文獻(xiàn)，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(shū)，作為本學(xué)科的教學(xué)與科研人員的參考書(shū)。本書(shū)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(shí)，掌握有線(xiàn)通信、無(wú)線(xiàn)通信、移動(dòng)通信與衛(wèi)星數(shù)字通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與信息安全技術(shù)，掌握工業(yè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、有線(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線(xiàn)移動(dòng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)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(zhuān)業(yè)的工程技術(shù)人員及研究人員的需要?！　”緯?shū)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?fù)?、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)互連、數(shù)據(jù)安全等知識(shí)和技術(shù)；掌握客戶(hù)一服務(wù)器環(huán)境下的組網(wǎng)和編程方法：了解工業(yè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、有線(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線(xiàn)移動(dòng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙通信技術(shù)、網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)等；有線(xiàn)通信、無(wú)線(xiàn)通信、移動(dòng)通信、GsM通信系統(tǒng)的優(yōu)化、衛(wèi)星通信，以及由衛(wèi)星測(cè)量與通信系統(tǒng)構(gòu)成的GPs定位與導(dǎo)航技術(shù)等?！　”緯?shū)適當(dāng)加深了專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)的深度與最新實(shí)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?shū)的編寫(xiě)過(guò)程中，王玲玲、李珺喆、田慧、田春華、孫禾、傅有煒等同志在書(shū)稿打印、制圖與校核等方面做了很多的工作，特此致謝?！　∮捎谄邢蓿荒軐?duì)各部分都作詳細(xì)的介紹，請(qǐng)見(jiàn)諒。若有錯(cuò)誤和不當(dāng)之處，敬請(qǐng)批評(píng)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(hào)采樣與變換、信號(hào)調(diào)制與解調(diào)、信號(hào)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(dòng)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(kāi)發(fā)與優(yōu)化；第17－21章介紹網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、各類(lèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用與技術(shù)開(kāi)發(fā)、藍(lán)牙通信技術(shù)、網(wǎng)格技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全與管理、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)?！　　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(zhuān)業(yè)理論深度與最新實(shí)用技術(shù)，以適應(yīng)從事本專(zhuān)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(jì)算機(jī)科學(xué)、自動(dòng)控制工程、工業(yè)自動(dòng)化等專(zhuān)業(yè)研究生的教材或教學(xué)參考書(shū)，也可作為本專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域工程技術(shù)及研究人員的參考書(shū)。

作者簡(jiǎn)介

　　李樹(shù)廣，男，1955年生，工學(xué)博士，信息與計(jì)算機(jī)科學(xué)博士，教授。1978年畢業(yè)于鄭州工學(xué)院電機(jī)系自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)，同年分配到中國(guó)自動(dòng)化研究所工作，1986年赴日本大學(xué)做訪(fǎng)問(wèn)學(xué)者與留學(xué)，獲工學(xué)博士、信息與計(jì)算機(jī)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(jiǎng)，2001年獲中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)優(yōu)秀論文獎(jiǎng)，2007年獲國(guó)際信號(hào)處理學(xué)會(huì)優(yōu)秀論文獎(jiǎng)。　　譯著：《通信工程學(xué)概論》譯者：李樹(shù)廣．北京：科學(xué)出版社，2001年4月。　　著作：1．《數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》作者：李樹(shù)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(shù)廣．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006年1月?！　?．《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)》作者：李樹(shù)廣．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006年2月。

書(shū)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(jì)算機(jī)與通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合1.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)1.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)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(lèi)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(hào)與數(shù)字信號(hào)傳輸2.6 數(shù)字信號(hào)傳輸系統(tǒng)2.7 基帶數(shù)字信號(hào)與編碼2.8 盤(pán)信道共享與鏈路網(wǎng)絡(luò)2.9 基于排隊(duì)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(cuò)控制機(jī)制思考題第3章 信號(hào)采樣與變換3.1 信號(hào)采樣3.2 信號(hào)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(hào)載波與傳輸4.1 信號(hào)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(hào)調(diào)制與解調(diào)4.4 信號(hào)檢測(cè)與解調(diào)4.5 匹配濾波器4.6 最佳差錯(cuò)性能4.7 濾波器思考題第5章 信號(hào)調(diào)制與解調(diào)5.1 數(shù)字帶通調(diào)制5.2 數(shù)字信號(hào)調(diào)制方式5.3 信號(hào)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(shí)現(xiàn)思考題第6章 通信媒體與傳輸特性6.1 有線(xiàn)系統(tǒng)的信號(hào)傳輸特性6.2 發(fā)射與接收天線(xiàn)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(kuò)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(kuò)頻系統(tǒng)規(guī)范7.lO 直接序列擴(kuò)頻與跳頻擴(kuò)頻7.ll IS-95cDMA數(shù)字蜂窩系統(tǒng)7.12 發(fā)射機(jī)功能7.13 接收機(jī)7.14 多用戶(hù)檢測(cè)7.15 Rake接收機(jī)7.16 CDMA接收與發(fā)射機(jī)思考題第8章 移動(dòng)通信與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)8.1 移動(dòng)通信系統(tǒng)的概況8.2 信號(hào)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(jī)及其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)8.9 移動(dòng)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(wú)線(xiàn)電波傳播9.4 信道分類(lèi)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(dòng)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(yùn)動(dòng)體的速度11.5 用卡爾曼濾波法確定用戶(hù)位置和速度11.6 衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)速度計(jì)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(hào)的特性11.11 衛(wèi)星信號(hào)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(jì)算機(jī)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(jì)的方式思考題第13章 計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)局域網(wǎng)14.1 局域網(wǎng)的特點(diǎn)14.2 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)與多用戶(hù)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(xiàn)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(xiàn)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(lán)牙通信技術(shù)第19章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)格技術(shù)第20章 計(jì)算機(jī)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(jì)參考文獻(xiàn)

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?，F(xiàn)代信息通信網(wǎng)絡(luò)，大大提高了通信線(xiàn)路的速度，改善了通信質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字化、寬頻帶、多媒體信息的高速傳輸及計(jì)算機(jī)、電視和電話(huà)通信的三位一體化。這種互連的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，把距離和時(shí)間縮小到零，降低了人們物理位置靠近的必要性，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把整個(gè)社會(huì)緊密結(jié)合在一起，它改變了人們傳統(tǒng)的生活觀(guān)和工作方式，對(duì)人類(lèi)社會(huì)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(jì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、開(kāi)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(huì)效益，已成為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)科學(xué)領(lǐng)域迫切需要解決的問(wèn)題?！　?.1　數(shù)字通信技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用　　電氣信號(hào)通信起始于18世紀(jì)中期。1838年，莫爾斯（S．F．Morse）發(fā)明了電報(bào)機(jī)和莫爾斯電碼，這就是數(shù)字通信科學(xué)的開(kāi)始。莫爾斯把電信號(hào)利用電波作載波進(jìn)行發(fā)送，發(fā)明了無(wú)線(xiàn)電報(bào)。特別是泰坦尼克號(hào)客船遇難以來(lái)，無(wú)線(xiàn)電報(bào)成為航海船舶重要的通信手段?！　∽?920年開(kāi)始，人們使用電波模擬發(fā)送方法，在美國(guó)匹茲堡利用聲音波形調(diào)幅方式進(jìn)行播送廣播?！　?925年建起東京廣播電臺(tái)和遠(yuǎn)程國(guó)際無(wú)線(xiàn)電話(huà)，發(fā)明了可以傳送圖像的電視機(jī)。　　1928年彩色電視機(jī)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(hào)（Sputnik）衛(wèi)星發(fā)射成功，引發(fā)了世界性的宇宙開(kāi)發(fā)競(jìng)爭(zhēng)。同伴者號(hào)發(fā)射后，l960年美國(guó)最早開(kāi)始使用衛(wèi)星進(jìn)行遠(yuǎn)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(dòng)傳播方式，進(jìn)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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