現(xiàn)代通信技術(shù)與應(yīng)用

前言

　　通信就是信息的傳輸。它隨人類社會(huì)而產(chǎn)生，共人類社會(huì)而發(fā)展。語言產(chǎn)生之前，便有結(jié)繩記事、擊鼓傳情等原始通信手段，后來又出現(xiàn)了以火光傳輸信息的烽火墻等方式。但上述手段都只能傳輸極其簡單的信息。文字的發(fā)明、書信的使用、驛站的修建，使詳細(xì)信息的遠(yuǎn)距離傳輸成為可能。但真正實(shí)現(xiàn)消息暢通、快速、準(zhǔn)確、高效、遠(yuǎn)距離的傳輸是利用電作為信息傳輸載體才開始的。1753年2月17日，《蘇格蘭人》雜志發(fā)表了署名C.M的書信，首次提出用電進(jìn)行通信的設(shè)想，由此逐漸拉開電信時(shí)代的序幕。從1837年莫爾斯發(fā)明電報(bào)，1876年貝爾發(fā)明電話以來，經(jīng)百余年發(fā)展，通信已走進(jìn)千家萬戶，成為國家建設(shè)、民眾生活極其重要的工具。通信由傳統(tǒng)的電報(bào)、電話等單一品種擴(kuò)大到傳真、數(shù)據(jù)通信、圖像通信、電視廣播、多媒體通信等新業(yè)務(wù)；傳輸介質(zhì)由明線、無線短波、電纜發(fā)展到微波、衛(wèi)星、海纜和光纜；交換設(shè)備由機(jī)電制布線邏輯方式向計(jì)算機(jī)程序控制方式發(fā)展；傳輸設(shè)備由模擬載波向數(shù)字脈碼調(diào)制方式發(fā)展；終端設(shè)備由機(jī)電方式向微處理器控制的多功能終端發(fā)展；通信方式由人工、半自動(dòng)向全自動(dòng)方向發(fā)展；通信地點(diǎn)由固定方式轉(zhuǎn)向移動(dòng)方式，并逐步實(shí)現(xiàn)個(gè)人化。數(shù)字化、大容量、遠(yuǎn)距離、高效率、保密性、可靠性等成為現(xiàn)代通信的特點(diǎn)。　　通信技術(shù)就是通信系統(tǒng)和通信網(wǎng)的技術(shù)?，F(xiàn)代通信技術(shù)主要有數(shù)字通信技術(shù)、程控交換技術(shù)、信息傳輸技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)通信與數(shù)據(jù)網(wǎng)、ATM技術(shù)、寬帶IP技術(shù)、接入技術(shù)等；通信網(wǎng)是由許多通信系統(tǒng)組成的多點(diǎn)間能相互通信的全部設(shè)施，如業(yè)務(wù)網(wǎng)、傳輸網(wǎng)、支撐網(wǎng)和一些業(yè)務(wù)平臺(tái)組成。綜觀通信技術(shù)發(fā)展，有一些明顯特點(diǎn)：頻率由低頻向高頻發(fā)展，通信方式從中波、短波發(fā)展到微波、毫米波?？梢哉f，通信技術(shù)的發(fā)展歷史是不斷開拓更高頻率的歷史，也就是通信容量不斷增長的歷史。例如，人類掌握了數(shù)百至數(shù)千千赫的技術(shù)后，無線電及廣播開始應(yīng)用；數(shù)十至數(shù)百兆赫的技術(shù)成熟后，電視進(jìn)入千家萬戶；數(shù)千至數(shù)萬兆赫的載波提供了雷達(dá)、微波通信、衛(wèi)星通信等通信手段。而要開發(fā)更高的載頻，就勢(shì)必要開拓光波，光纖通信逐漸取代電通信成為主要通信手段是人類進(jìn)入信息時(shí)代、網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的重要標(biāo)志。目前，通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是在數(shù)字化、綜合化基礎(chǔ)上，向智能化、移動(dòng)化、寬帶化和個(gè)人化方向發(fā)展?！　”緯菫楦玫貪M足通信、電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、安全防范等專業(yè)《現(xiàn)代通信技術(shù)與應(yīng)用》課程學(xué)習(xí)的需要而編著的。全書共分4章，對(duì)現(xiàn)代通信技術(shù)相關(guān)知識(shí)作粗線條的全景式介紹，有些內(nèi)容允許“知其然而不知其所以然”，將來結(jié)合相關(guān)課程或工作實(shí)踐進(jìn)一步加深理解。每章還安排4或5個(gè)閱讀材料，體現(xiàn)廣度優(yōu)先（breadth first）原則，力求既內(nèi)容豐富，又通俗易懂。本書各章節(jié)主要內(nèi)容及閱讀材料安排如下?！　〉?章——通信技術(shù)基礎(chǔ)。簡要介紹通信的基本概念，通信系統(tǒng)的構(gòu)成、分類，多路復(fù)用技術(shù)，通信交換技術(shù)，通信技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)等。閱讀材料介紹了通信發(fā)展簡史、保密通信技術(shù)、紅外技術(shù)與應(yīng)用及激光技術(shù)與應(yīng)用?！　〉?章——有線通信技術(shù)。介紹電話通信的技術(shù)基礎(chǔ)、系統(tǒng)構(gòu)成、無線市話、網(wǎng)絡(luò)電話（VoIP)，光纖通信的技術(shù)基礎(chǔ)、系統(tǒng)構(gòu)成、發(fā)展趨勢(shì)。閱讀材料介紹了密碼技術(shù)基礎(chǔ)、音頻編碼技術(shù)、視頻編碼技術(shù)及數(shù)字電視（DTV）技術(shù)?！　〉?章——無線通信技術(shù)。介紹移動(dòng)通信的技術(shù)基礎(chǔ)、GSM移動(dòng)通信、CDMA移動(dòng)通信、第三代移動(dòng)通信（3G）、第四代移動(dòng)通信（4G）、集群通信，并分別介紹微波通信、衛(wèi)星通信的技術(shù)基礎(chǔ)、系統(tǒng)構(gòu)成、發(fā)展趨勢(shì)。閱讀材料介紹了室內(nèi)覆蓋技術(shù)、通用分組業(yè)務(wù)（GPRS）、移動(dòng)定位技術(shù)及全球定位系統(tǒng)（GPS）?！　〉?章——計(jì)算機(jī)通信技術(shù)。介紹計(jì)算機(jī)通信技術(shù)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)。閱讀材料介紹藍(lán)牙通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息搜索、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、地理信息系統(tǒng)（GIS）及下一代網(wǎng)絡(luò)　?。∟GN）?！　”緯w例安排具有一定新穎性，內(nèi)容裁剪及素材選擇具有良好實(shí)用性　　，體現(xiàn)了概念簡潔、原理明了、內(nèi)容新穎、材料豐富、文字流暢、條理清晰的鮮明特色，可用于電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、安全防范等專業(yè)　　的本科或?qū)？?，及通信專業(yè)的高職、高專。不同學(xué)科、不同專業(yè)可設(shè)計(jì)相應(yīng)的教學(xué)大綱，選擇書中的全部或部分內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)。本書對(duì)工程人員在職培訓(xùn)及個(gè)人自學(xué)等也有很好的參考價(jià)值。　　書中參考了部分資料，恕不一一標(biāo)注，在此謹(jǐn)對(duì)作者表示真誠感謝。特別感謝　　清華大學(xué)出版社鄒開顏編輯、趙從棉編輯的辛勤付出，使本書更趨完善。限于作者水平，不當(dāng)之處在所難免，敬請(qǐng)指正。

內(nèi)容概要

　　主要從宏觀角度介紹各類通信系統(tǒng)的構(gòu)成、技術(shù)關(guān)鍵、應(yīng)用特點(diǎn)、發(fā)展趨勢(shì)等。全書共分4章。第1章介紹通信技術(shù)基礎(chǔ)；第2章介紹有線通信技術(shù)，包括電話通信與光纖通信；第3章介紹無線通信技術(shù)，包括GSM移動(dòng)通信、CDMA移動(dòng)通信、第三代和第四代移動(dòng)通信、集群通信，以及微波通信、光纖通信的相關(guān)知識(shí)；第4章介紹計(jì)算機(jī)通信技術(shù)。為進(jìn)一步拓展知識(shí)面，每章還安排4或5個(gè)閱讀材料。

書籍目錄

第1章 通信技術(shù)基礎(chǔ)1.1 通信的基本概念1.1.1 信息與信號(hào)1.1.2 通信系統(tǒng)構(gòu)成1.1.3 通信系統(tǒng)分類1.1.4 模擬通信系統(tǒng)1.1.5 數(shù)字通信系統(tǒng)1.1.6 通信傳輸介質(zhì)1.2 多路復(fù)用技術(shù)1.2.1 多路復(fù)用概述1.2.2 頻分多路復(fù)用1.2.3 時(shí)分多路復(fù)用1.2.4 碼分多路復(fù)用1.2.5 波分多路復(fù)用1.3 通信交換技術(shù)1.3.1 交換技術(shù)概述1.3.2 電路交換技術(shù)1.3.3 報(bào)文交換技術(shù)1.3.4 分組交換技術(shù)1.3.5 其他交換技術(shù)1.4 通信發(fā)展趨勢(shì)本章小結(jié)思考與練習(xí)第1章閱讀材料閱讀材料1 通信發(fā)展簡史閱讀材料2 保密通信技術(shù)閱讀材料3 紅外技術(shù)與應(yīng)用閱讀材料4 激光技術(shù)與應(yīng)用第2章 有線通信技術(shù)2.1 電話通信技術(shù)2.1.1 電話通信基礎(chǔ)2.1.2 電話通信系統(tǒng)2.1.3 電話通信的發(fā)展趨勢(shì)2.2 光纖通信技術(shù)2.2.1 光纖通信基礎(chǔ)2.2.2 光纖通信系統(tǒng)2.2.3 光纖通信的發(fā)展趨勢(shì)本章小結(jié)思考與練習(xí)第2章閱讀材料閱讀材料1 密碼技術(shù)基礎(chǔ)閱讀材料2 音頻編碼技術(shù)閱讀材料3 視頻編碼技術(shù)閱讀材料4 數(shù)字電視技術(shù)第3章 無線通信技術(shù)3.1 無線通信概述3.2 移動(dòng)通信技術(shù)3.2.1 移動(dòng)通信基礎(chǔ)3.2.2 GSM移動(dòng)通信3.2.3 CDMA移動(dòng)通信3.2.4 3G移動(dòng)通信3.2.5 集群通信技術(shù)3.2.6 移動(dòng)通信的發(fā)展趨勢(shì)3.3 微波通信技術(shù)3.3.1 微波通信基礎(chǔ)3.3.2 微波通信系統(tǒng)3.3.3 微波通信的發(fā)展趨勢(shì)3.4 衛(wèi)星通信技術(shù)3.4.1 衛(wèi)星通信基礎(chǔ)3.4.2 衛(wèi)星通信系統(tǒng)3.4.3 衛(wèi)星通信的發(fā)展趨勢(shì)本章小結(jié)思考與練習(xí)第3章閱讀材料閱讀材料1 室內(nèi)覆蓋技術(shù)閱讀材料2 通用分組業(yè)務(wù)閱讀材料3 移動(dòng)定位技術(shù)閱讀材料4 全球定位系統(tǒng)第4章 計(jì)算機(jī)通信技術(shù)4.1 計(jì)算機(jī)通信基礎(chǔ)4.1.1 計(jì)算機(jī)與通信4.1.2 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)4.1.3 相關(guān)通信協(xié)議4.1.4 物理接口標(biāo)準(zhǔn)4.2 計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)4.2.1 通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)4.2.2 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)4.2.3 計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)4.2.4 通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)本章小結(jié)思考與練習(xí)第4章閱讀材料閱讀材料1 藍(lán)牙通信技術(shù)閱讀材料2 網(wǎng)絡(luò)信息搜索閱讀材料3 網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)閱讀材料4 地理信息系統(tǒng)閱讀材料5 下一代網(wǎng)絡(luò)縮略語對(duì)照表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　（1）終端設(shè)備。終端設(shè)備除完成消息和信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換外，還具有產(chǎn)生、識(shí)別、處理信令及信道適配等功能。不同的通信業(yè)務(wù)有不同的終端設(shè)備，如電話業(yè)務(wù)的電話機(jī)、傳真業(yè)務(wù)的傳真機(jī)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)終端機(jī)等?！　。?）交換設(shè)備。交換設(shè)備是通信網(wǎng)絡(luò)的核心，其基本功能是匯集、轉(zhuǎn)接、分配用戶信號(hào)，實(shí)現(xiàn)用戶間的選擇性連接和自由通信。不同屬性的通信業(yè)務(wù)要求不同的交換設(shè)備。實(shí)時(shí)性強(qiáng)的電話業(yè)務(wù)，要求能直接接續(xù)話路的電路交換設(shè)備；實(shí)時(shí)性要求不高的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，則可采用分組交換設(shè)備，把數(shù)據(jù)信號(hào)分組、存儲(chǔ)和交換，并以分組為單位，利用各信道的空閑“見縫插針”地傳輸。通常，安裝交換設(shè)備的局、所稱為交換節(jié)點(diǎn)或交換中心，各交換中心有不同層次或級(jí)別，大體分接入用戶的端局和疏導(dǎo)局間業(yè)務(wù)的匯接局?！　。?）傳輸設(shè)備。傳輸設(shè)備是連接交換節(jié)點(diǎn)、提供傳輸信號(hào)通道的系統(tǒng)，通常由置于系統(tǒng)兩端的傳輸終端設(shè)備、通信線路和間插于線路的中繼器組成。中繼器主要起補(bǔ)償線路衰耗、延長傳輸距離的作用。為提高傳輸網(wǎng)絡(luò)的效率，現(xiàn)代通信采用各種復(fù)用技術(shù)，使傳輸系統(tǒng)不僅能在點(diǎn)一點(diǎn)間提供許多寬帶信號(hào)通道，還能在線路中串人分出／插入復(fù)用設(shè)備，沿線上／下部分通道，擴(kuò)大通信系統(tǒng)的服務(wù)范圍或覆蓋范圍。　　2.通信系統(tǒng)性能度量　　通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)包括：有效性，指信道一定時(shí)，系統(tǒng)能傳輸信息內(nèi)容的多少；可靠性，指系統(tǒng)接收端恢復(fù)信息的準(zhǔn)確程度。影響通信質(zhì)量的因素有信道的特征及各種限制因素，表示信息本身的信號(hào)或編碼方式及傳輸方式等。有效性和可靠性是通信系統(tǒng)相輔相成的兩個(gè)體系，模擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)又有所不同?！　∧M通信系統(tǒng)的有效性指在給定信道帶寬內(nèi)能容納通信路數(shù)的多少，也可用傳輸單路信號(hào)的有效帶寬衡量；可靠性指通信系統(tǒng)接收端的輸出信噪比（SNR）。每路模擬信號(hào)需占用一定的信道帶寬，可通過頻率分割復(fù)用，以復(fù)用路數(shù)多少體現(xiàn)其有效性，或根據(jù)業(yè)務(wù)性質(zhì)減少信號(hào)帶寬。如語音信號(hào)的調(diào)幅單邊帶僅4kHz，比調(diào)頻信號(hào)帶寬小數(shù)倍，這樣就能充分利用傳輸信道能力，提高通信系統(tǒng)的有效性?！　?shù)字通信系統(tǒng)的有效性主要體現(xiàn)在信道通過的信息速率，可靠性則表現(xiàn)為傳輸產(chǎn)生的錯(cuò)誤概率?；鶐?shù)字信號(hào)可采用時(shí)分多路復(fù)用以充分利用信道帶寬，碼分多路、波分多路等也可以提高數(shù)字通信系統(tǒng)的有效性；另外，為利用有限的信道帶寬支持信源信息量大的業(yè)務(wù)傳輸，根據(jù)信息理論可采用信源壓縮編碼，即消除源信息中冗余部分，如電視信號(hào)的有效信息僅4％，采用無失真壓縮編碼，能達(dá)到30多倍壓縮率。更進(jìn)一步，根據(jù)不同應(yīng)用要求，還可去掉一些次要信息，這種有損壓縮編碼可壓縮百倍，較好地滿足一般性需要。

編輯推薦

　　本書概念簡潔、原理明了、材料豐富、內(nèi)容新穎、文字流暢、條理清晰，其體例安排及內(nèi)容裁剪等都具有鮮明特色?！冬F(xiàn)代通信技術(shù)與應(yīng)用》可用于電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、安全防范等專業(yè)的本科或?qū)？疲巴ㄐ艑I(yè)的高職、高專，對(duì)工程人員、在職培訓(xùn)及個(gè)人自學(xué)也有很好的參考價(jià)值。

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