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第一篇 通信原理2

第1章 通信与通信系统的基本概念2

1.1 通信的概念2

1.2 通信系统3

1.2.1 通信系统的定义与组成3

1.2.2 通信系统的分类5

1.3 通信方式7

1.4 信道和传输介质8

1.4.1 信道的概念8

1.4.2 传输介质9

1.5 信号与噪声14

1.5.1 信号的定义与分类14

1.5.2 噪声的定义与分类16

1.6 信号频谱与信道通频带18

1.6.1 周期信号的频谱18

1.6.2 非周期信号的频谱22

1.6.3 信道通频带23

1.7 信息的度量与香农公式25

1.7.1 信息的度量25

1.7.2 信道容量与香农公式27

1.7.3 信道带宽与信道容量的关系30

1.8 多路复用的基本概念32

1.9 通信系统的性能评价33

1.9.1 模拟通信系统的性能指标34

1.9.2 数字通信系统的性能指标34

1.10通信技术发展史38

1.11小资料——莫尔斯40

思考题与习题41

第2章 模拟调制42

2.1 调制的概念42

2.2 抑制载波的双边带调幅44

2.2.1 DSB信号的调制44

2.2.2 DSB信号的解调45

2.3 常规双边带调幅46

2.3.1 AM信号的调制46

2.3.2 AM信号的解调47

2.4 AM和DSB的性能比较49

2.5 单边带调制50

2.6 残留边带调制51

2.7 插入载波的包络检波54

2.8 频分复用FDM54

2.9 角调制56

2.9.1 角调制的概念56

2.9.2 窄带角调制和宽带角调制58

2.9.3 调频信号的产生与解调60

2.9.4 频率调制的特点61

2.9.5 输出信噪比与信道带宽的关系62

2.10 调制的功能与分类63

2.10.1 调制的功能63

2.10.2 调制的分类64

2.11 小资料——麦克斯韦65

思考题与习题65

第3章 脉冲编码调制67

3.1 模拟脉冲调制67

3.1.1 脉冲幅度调制67

3.1.2 脉冲宽度调制67

3.1.3 脉冲相位调制68

3.2 PCM调制68

3.2.1 基本概念68

3.2.2 抽样70

3.2.3 量化73

3.2.4 编码77

3.3 抽样定理和系统带宽80

3.3.1 抽样定理80

3.3.2 PCM信号码元速率和系统带宽82

3.4 时分复用83

3.5 小资料——赫兹86

思考题与习题87

第4章 增量调制88

4.1 简单增量调制88

4.1.1 增量调制的基本概念88

4.1.2 △M的调制原理89

4.1.3 △M的解调原理91

4.1.4 △M调制存在的问题91

4.2 增量总和调制（△-Σ）93

4.2.1 △-Σ的调制原理93

4.2.2 △-Σ的解调原理94

4.3 小资料——贝尔94

思考题与习题95

第5章 数字复接与同步数字序列96

5.1 PCM复用与数字复接96

5.1.1 基本概念96

5.1.2 数字比特序列与复接等级96

5.1.3 PCM基群帧结构98

5.1.4 数字复接的原理与分类99

5.2 同步数字序列简介101

5.2.1 同步数字序列（SDH）的基本概念101

5.2.2 SDH的帧结构102

5.2.3 SDH的复用结构103

5.3 小资料——马可尼104

思考题与习题105

第6章 数字信号的基带传输106

6.1 基带信号的概念106

6.2 数字基带信号的码型107

6.2.1 码元码型及码型变换107

6.2.2 二元码108

6.2.3 三元码110

6.2.4 多元码112

6.2.5 数字基带信号的功率谱112

6.3 无码间串扰的传输波形114

6.3.1 码间串扰的概念114

6.3.2 第一无失真条件及传输波形115

6.4 扰码和解扰120

6.4.1 m序列的产生和特性120

6.4.2 扰码和解扰原理124

6.4.3 m序列在误码测试中的应用126

6.5 眼图126

6.6 波形变换128

6.7 小资料——真空管的发明128

思考题与习题129

第7章 数字信号的调制传输131

7.1 二进制幅移键控131

7.1.1 二进制幅移键控（2ASK）的基本原理131

7.1.2 2ASK的频域特性132

7.1.3 2ASK的调制与解调133

7.2 二进制频移键控133

7.2.1 二进制频移键控（2FSK）的基本原理133

7.2.2 2FSK的频域特性134

7.2.3 2FSK的调制与解调134

7.3 二进制相移键控136

7.3.1 二进制相移键控（2PSK）的基本原理136

7.3.2 2PSK的频域特性136

7.3.3 2PSK的调制与解调137

7.4 二进制差分相移键控138

7.4.1 二进制差分相移键控（2DPSK）的调制138

7.4.2 2DPSK的解调139

7.5 多进制数字调制140

7.5.1 多进制幅度键控140

7.5.2 多进制相移键控141

7.5.3 多进制频移键控145

7.6 小资料——晶体管的发明146

思考题与习题146

第8章 差错控制编码148

8.1 差错控制编码的基本概念148

8.2 差错控制方式151

8.3 差错控制编码分类152

8.4 检错和纠错原理153

8.5 几种常用的检错码156

8.5.1 奇偶校验码156

8.5.2 水平奇偶校验码157

8.5.3 二维奇偶校验码157

8.5.4 群计数码158

8.5.5 恒比码159

8.6 线性分组码159

8.7 循环码165

8.7.1 循环码的概念165

8.7.2 循环码的生成多项式和生成矩阵166

8.7.3 循环码的编码和译码168

8.8 小资料——香农171

第二篇 数据通信原理174

第9章 数据通信与通信网174

9.1 数据通信与数据通信系统174

9.1.1 数据通信的概念174

9.1.2 数据通信、模拟通信和数字通信的异同点175

9.1.3 数据通信的特点178

9.1.4 数据通信系统的组成179

9.1.5 数据通信系统的主要性能指标180

9.1.6 数据通信方式181

9.2 通信网184

9.2.1 通信网及其结构184

9.2.2 通信网拓扑结构185

9.2.3 通信网服务质量187

9.2.4 网络的服务性能保障机制188

9.3 现代通信网的支撑技术189

9.3.1 应用层技术189

9.3.2 业务网技术190

9.3.3 传送网技术191

9.3.4 支撑网技术192

9.4 通信网的发展历程192

9.5 小资料——收音机的发明194

思考题与习题195

第10章 计算机网络体系结构196

10.1 网络体系结构概述196

10.2 网络体系结构的几个重要概念197

10.2.1 网络协议197

10.2.2 网络服务200

10.2.3 面向连接服务与无连接服务202

10.3 ISO/OSI参考模型202

10.3.1 物理层203

10.3.2 数据链路层203

10.3.3 网络层204

10.3.4 传输层205

10.3.5 会话层206

10.3.6 表示层206

10.3.7 应用层207

10.4 Internet网络模型208

10.4.1 TCP/IP协议208

10.4.2 网络接口层209

10.4.3 网络互连层209

10.4.4 传输层212

10.4.5 应用层215

10.5 ISO/OSI模型与TCP/IP模型的比较215

10.6 IPv6协议216

10.7 物联网218

10.7.1 物联网的概念218

10.7.2 物联网的体系架构219

10.7.3 物联网的主要技术与特点220

10.8 小资料——电视的发明221

思考题与习题221

第11章 网络交换技术223

11.1 交换的概念223

11.2 交换的基本功能225

11.3 常用的交换技术225

11.3.1 线路交换225

11.3.2 报文交换227

11.3.3 分组交换228

11.3.4 异步转移模式231

11.3.5 IP交换241

11.3.6 软交换243

11.4 小资料——自动电话交换机的发明245

思考题与习题246

第12章 网络互连设备247

12.1 网络互连的基本概念247

12.2 网络互连设备248

12.2.1 中继器248

12.2.2 网桥250

12.2.3 路由器251

12.2.4 网关256

12.2.5 交换机257

12.3 几种“信道”概念的解释261

12.4 小资料——万维网263

思考题与习题264

第三篇 现代通信技术266

第13章 光纤通信技术266

13.1 光纤通信概述266

13.1.1 光纤通信的概念266

13.1.2 光纤通信使用的波长266

13.1.3 光纤通信的特点267

13.2 光纤通信原理268

13.3 光纤通信系统的组成268

13.3.1 光端机269

13.3.2 中继器271

13.3.3 监控系统271

13.4 几种光纤通信新技术272

13.5 光纤通信的发展趋势274

13.6 小资料——“光纤之父”高锟276

思考题与习题276

第14章 卫星通信技术277

14.1 微波及微波通信277

14.2 卫星通信概述278

14.2.1 卫星通信的概念278

14.2.2 卫星通信的工作频段278

14.2.3 卫星通信的特点279

14.3 卫星通信系统280

14.3.1 卫星通信系统的分类280

14.3.2 卫星通信系统的组成280

14.3.3 卫星通信系统的工作过程281

14.4 通信卫星282

14.4.1 通信卫星的分类282

14.4.2 同步卫星中继的通信范围283

14.4.3 通信卫星的组成284

14.5 卫星通信地面站286

14.5.1 卫星通信地面站的分类286

14.5.2 卫星通信地面站的组成287

14.6 卫星通信的多址技术289

14.7 卫星通信的新技术292

14.8 GPS系统293

14.8.1 GPS概述293

14.8.2 GPS系统组成294

14.8.3 GPS定位原理295

14.9 北斗卫星导航系统297

14.10 小资料——人造卫星史话298

思考题与习题298

第15章 移动通信技术299

15.1 移动通信概述299

15.1.1 移动通信的概念及特点299

15.1.2 移动通信系统的分类300

15.1.3 移动通信系统的组成300

15.1.4 移动通信中的多址技术302

15.2 第一代移动通信系统303

15.3 第二代数字移动通信系统303

15.3.1 GSM移动通信系统303

15.3.2 CDMA移动通信系统311

15.4 第三代移动通信系统313

15.4.1 第三代移动通信系统的特点314

15.4.2 第三代移动通信系统提供的业务315

15.4.3 第三代移动通信系统的关键技术315

15.5 第四代移动通信系统316

15.5.1 4G的概念316

15.5.2 4G的核心技术316

15.6 小资料——手机的发明317

思考题与习题318

第16章 接入网技术319

16.1 接入网的概念319

16.2 接入网的接口技术322

16.2.1 接入网的界定与功能模型322

16.2.2 V5接口323

16.3 接入网的分类323

16.4 接入技术324

16.4.1 铜线接入技术324

16.4.2 混合光纤/同轴电缆接入网327

16.4.3 无线接入网技术328

16.4.4 光纤接入网330

16.5 小资料——集成电路的发明334

思考题与习题334

第17章 无线个人区域网络技术335

17.1 无线个人区域网络概述335

17.2 蓝牙技术336

17.2.1 “蓝牙”名称的由来336

17.2.2 蓝牙技术概述336

17.2.3 蓝牙技术的特点338

17.2.4 蓝牙系统组成339

17.2.5 蓝牙技术的应用340

17.2.6 蓝牙技术与无线局域网341

17.3 ZigBee技术342

17.3.1 ZigBee技术概述342

17.3.2 ZigBee系统组成343

17.3.3 ZigBee的应用344

17.3.4 ZigBee和蓝牙性能参数比较344

17.4 NFC技术345

17.4.1 NFC技术概述345

17.4.2 NFC原理和组成346

17.4.3 NFC技术的应用347

17.4.4 NFC与蓝牙技术的比较348

17.5 UWB技术348

17.5.1 UWB技术概述348

17.5.2 UWB技术原理348

17.5.3 UWB技术的特点及应用349

17.6 小资料——电子计算机的发明350

思考题与习题351

第18章 通信设备352

18.1 电话机352

18.1.1 磁石式电话机352

18.1.2 拨号盘式电话机354

18.1.3 按键式电话机355

18.1.4 电话通信中的通信原理知识356

18.2 收音机356

18.2.1 收音机分类及原理框图356

18.2.2 输入电路358

18.2.3 变频电路359

18.2.4 中放电路360

18.2.5 检波电路360

18.2.6 低频放大和功率放大电路360

18.2.7 广播通信中的通信原理知识362

18.3 电视机362

18.3.1 电视机信号传输原理362

18.3.2 电视机原理364

18.3.3 广播电视中的通信原理知识366

18.4 数据终端366

18.4.1 数据终端的组成及分类366

18.4.2 多媒体通信终端369

18.5 通信设备371

18.5.1 调制解调器371

18.5.2 多路复用器372

18.5.3 集中器372

18.5.4 前端处理器373

18.5.5 协议转换器373

18.5.6 无线路由器373

18.6 小资料——雷达的发明375

思考题与习题376

部分思考题与习题参考答案377

参考文献392