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達新宇 著

圖書標籤:

• 數據通信
• 通信原理
• 網絡技術
• 計算機網絡
• 數據傳輸
• 調製解調
• 信道編碼
• 網絡協議
• 通信工程
• 信息技術

店鋪： 北京愛讀者圖書專營店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121103322

商品編碼：29488076059

包裝：平裝

齣版時間：2010-03-01

基本信息

書名：數據通信原理與技術(第2版)

定價：25.00元

作者：達新宇

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2010-03-01

ISBN：9787121103322

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.381kg

編輯推薦

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《數據通信原理與技術（第2版）》版自2003年齣版發行以來，先後8次印刷，在十多所高校使用，受到廣大讀者的厚愛，使我們倍感欣慰。幾年來，通過與使用本教材的老師們交流，獲得瞭許多有益的建議；另外，數據通信技術的發展迅速，齣現瞭不少新係統、新設備與新技術。考慮到教材內容的係統性以及院校使用需求的連貫性，本書第2版在選材上仍然注重數據通信理論的係統性、實用性與現代數據技術先進性的**結閤。第2版保持瞭版的風貌與格式，內容上盡量避免進行大幅度的變動。

內容提要

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《數據通信原理與技術（第2版）》係統地介紹瞭數據通信的基本原理、基本技術及其設備和網絡的知識。具體內容包括：數據通信的基本概念、傳輸方式、主要指標和發展趨勢，數據傳輸信道，數據通信的數據編碼、數據壓縮、差錯控製、多路復用和數據復接等技術，數據基帶和頻帶傳輸，數據交換，數據通信協議，數據信號的同步，數據通信設備，以及數據通信網介紹。
《數據通信原理與技術（第2版）》可作為高等院校通信、計算機及電子信息類專業數據通信課程的教材，也可作為相關工程技術人員的參考書。

目錄

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章概論（1）
1.1數據通信的概念（1）
1.1.1消息、信息、數據和信號（1）
1.1.2模擬通信、數字通信和數據通信（4）
1.1.3數據通信的特點（5）
1.1.4數據通信係統的組成（5）
1.2數據通信網與計算機網（6）
1.2.1數據通信網（6）
1.2.2計算機網（8）
1.2.3聯係與區彆（8）
1.3數據傳輸方式（8）
1.3.1串行傳輸與並行傳輸（9）
1.3.2異步傳輸與同步傳輸（9）
1.3.3單工、半雙工和全雙工傳輸（10）
1.4數據通信係統的主要質量指標（11）
1.4.1傳輸速率（11）
1.4.2差錯率（12）
1.4.3頻帶利用率（13）
1.4.4可靠度（13）
1.5數據通信的發展（13）
1.5.1通信的簡單迴顧（13）
1.5.2數據通信的發展趨勢（14）
1.6數據通信研究的主要內容（14）
本章小結（15）
思考與練習（15）

第2章數據通信技術基礎（16）
2.1傳輸信道概述（16）
2.1.1信道的類型（16）
2.1.2信道容量（17）
2.1.3有綫傳輸介質（18）
2.1.4無綫傳輸信道（21）
2.2數據編碼技術（24）
2.2.1國際5號碼（IA5碼）（24）
2.2.2EBCDIC碼（26）
2.2.3國際2號碼（IA2碼）（27）
2.2.4信息交換用漢字編碼（27）
2.2.5語音的數據編碼（28）
2.3數據壓縮技術（29）
2.3.1LempelZiv編碼（30）
2.3.2Huffman編碼（31）
2.3.3相關編碼（32）
2.3.4遊程編碼（33）
2.4差錯控製技術（34）
2.4.1基本概念（34）
2.4.2差錯控製的基本方式（35）
2.4.3小碼距與檢錯和糾錯能力的關係（35）
2.4.4幾種常用的檢錯碼（37）
2.4.5綫性分組碼（38）
2.4.6循環碼（41）
2.4.7捲積碼（43）
2.5多路復用技術（44）
2.5.1時分多路復用（TDM）（44）
2.5.2頻分多路復用（FDM）（45）
2.5.3統計時分多路復用（STDM）（45）
2.5.4碼分多址復用（CDMA）（46）
2.5.5波分復用（WDM）（46）
2.6數字復接技術（46）
2.6.1數字復接係統（47）
2.6.2數字復接的方法（47）
2.6.3準同步數字復接係列（PDH）（47）
2.6.4同步數字係列（SDH）（48）
2.6.5PDH與SDH的比較（48）
本章小結（49）
思考與練習（50）

第3章數據信號的傳輸（52）
3.1概述（52）
3.1.1常見基帶數據信號波形（52）
3.1.2對數據基帶信號的要求（55）
3.1.3基帶信號的譜特性（55）
3.1.4數據信號的傳輸（56）
3.2數據信號的基帶傳輸（56）
3.2.1基帶數據傳輸係統的組成（56）
3.2.2碼間串擾的概念（57）
3.2.3碼間串擾的消除（58）
3.2.4間串擾的基帶傳輸係統（58）
3.3基帶數據傳輸係統的主要技術（62）
3.3.1均衡技術（62）
3.3.2部分響應技術（62）
3.3.3數據擾亂技術（64）
3.4基帶傳輸係統的性能（65）
3.4.1誤碼率的一般公式（65）
3.4.2雙極的誤碼率（66）
3.4.3單極的誤碼率（67）
3.4.4眼圖（67）
3.5數據信號的頻帶傳輸（67）
3.5.1頻帶傳輸係統組成（67）
3.5.2幅移鍵控（ASK）（68）
3.5.3頻移鍵控（FSK）（71）
3.5.4相移鍵控（PSK）（76）
3.5.5多進製數字調製（80）
3.5.6正交幅度調製（QAM）（82）
3.5.7幅度相位鍵控（APK）（84）
3.5.8網格編碼調製（TCM）（84）
3.6頻帶傳輸係統的性能（85）
3.6.12ASK的性能（85）
3.6.22FSK的性能（86）
3.6.32PSK的性能（87）
3.6.4性能比較（88）
本章小結（88）
思考與練習（89）

第4章數據交換（91）
4.1概述（91）
4.1.1為什麼要進行數據交換（91）
4.1.2數據交換的實現（91）
4.2電路交換方式（92）
4.2.1電路交換原理（92）
4.2.2電路交換機（93）
4.2.3電路交換的主要優缺點（95）
4.3報文交換方式（95）
4.3.1報文交換原理（95）
4.3.2報文交換的優缺點（96）
4.4分組交換方式（97）
4.4.1為什麼提齣分組交換方式（97）
4.4.2分組的基本格式和長度選取（97）
4.4.3分組交換原理（98）
4.4.4分組交換的優缺點（99）
4.5幀中繼（100）
4.5.1幀中繼技術的提齣（100）
4.5.2幀中繼的工作原理（100）
4.5.3幀中繼的特點（102）
4.6ATM技術（102）
4.6.1ATM的提齣（102）
4.6.2ATM基本原理（103）
4.6.3ATM交換機（105）
4.6.4ATM的特點（106）
4.6.5ATM麵臨的問題及技術展望（106）
4.7幾種交換方式的比較（107）
本章小結（108）
思考與練習（109）

第5章數據通信協議（111）
5.1通信協議和協議分層結構（111）
5.1.1通信協議的一般概念（111）
5.1.2通信協議的分層（112）
5.2物理層協議（115）
5.2.1基本概念（115）
5.2.2CCITTV.24/RS232C建議（117）
5.2.3V.35建議（121）
5.2.4X係列建議（121）
5.2.5G.703建議（123）
5.3數據鏈路傳輸控製規程（125）
5.3.1概述（125）
5.3.2麵嚮字符型的傳輸控製規程（128）
5.3.3麵嚮比特型的傳輸控製規程（132）
5.3.4數據鏈路層點對點協議（137）
5.4CCITT的X.25建議（139）
5.4.1X.25建議的基本概念（139）
5.4.2X.25物理層及其建議（140）
5.4.3X.25數據鏈路層及其建議（140）
5.4.4X.25分組層（141）
5.5PAD相關建議（143）
5.5.1PAD建議及功能（143）
5.5.2X.3建議（144）
5.5.3X.28建議（145）
5.5.4X.29建議（145）
……
第6章數據信號的同步（152）
第7章數據通信設備（163）
第8章數據通信網介紹（188）
附錄A數據通信常用技術標準（208）
附錄B縮略語英漢對照錶（212）
參考文獻（219）

作者介紹

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文摘

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序言

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穿越時空的信使：數據通信的基石與未來 在這個信息爆炸的時代，數據的流動已如同空氣和水一樣，滲透到我們生活的每一個角落。從遠隔韆山萬水的親友問候，到瞬息萬變的金融交易，再到支撐起整個互聯網的龐大網絡，這一切的流暢運行，都離不開一個核心的驅動力——數據通信。它不僅僅是簡單的信息傳遞，更是連接世界、驅動進步的無形紐帶。本書將帶領您深入探索數據通信的奧秘，揭示那些隱藏在數字洪流之下的科學原理與前沿技術，讓您理解我們如何能夠跨越時空，實現信息的高效、可靠傳輸。 第一部分：通信的基石——信息與信號 數據通信的起點，是對“信息”本身的理解。信息是通信的本質，是需要被傳遞、被解讀的內容。從簡單的文字、圖像，到復雜的音視頻流、傳感器數據，所有這些都需要被轉化為一種能夠被物理媒介承載的形式。這便是“信號”。本書將首先從信息的本質齣發，探討信息量的度量（如比特），以及信息在不同形式（如模擬信號與數字信號）之間的轉換。 信息的量化與編碼： 我們將瞭解信息熵的概念，理解為何數字信號比模擬信號在傳輸過程中更具優勢。如何將連續的模擬信號轉化為離散的數字信號？量化和編碼的過程將是重點。您將學習到脈衝編碼調製（PCM）等基礎的模數轉換技術，以及如何通過不同的編碼方式（如ASCII、Unicode）來錶示文本信息，如何用像素和顔色深度來錶示圖像，以及如何用幀和樣本來錶示聲音，為後續的傳輸奠定基礎。 信號的特性與傳輸： 信號在傳輸過程中會經曆各種乾擾和衰減。理解信號的頻譜特性、帶寬、頻率、振幅和相位至關重要。我們將探討不同類型的信號（如正弦波、方波）及其在頻域和時域的錶現。信號的傳播介質（如電纜、光縴、無綫電波）將如何影響信號的傳輸質量？瞭解這些特性，是為瞭更好地設計傳輸係統，剋服傳輸中的種種挑戰。 第二部分：數據的旅程——傳輸介質與綫路 將數字信息轉化為可傳輸的信號後，它們需要一個“載體”來完成旅程。這些載體構成瞭數據通信的網絡骨架。本書將詳細介紹各類傳輸介質及其工作原理。 有綫傳輸： 電信號的脈絡： 雙絞綫（如以太網綫）和同軸電纜曾經是數據通信的主力。我們將深入剖析它們的結構、工作原理，以及在不同應用場景下的優缺點，例如在局域網（LAN）中的廣泛應用。理解它們如何通過電信號的傳輸來承載數據，以及信號在電纜中可能遇到的衰減、串擾等問題。 光明的速度： 光縴通信以其巨大的帶寬、極低的損耗和不受電磁乾擾的特性，成為現代高速通信的基石。您將瞭解光縴的材質（如玻璃、塑料）、光在其中的傳播方式（全反射），以及不同類型光縴（單模、多模）的差異及其適用範圍。我們將探討光信號的産生（激光器、LED）與接收（光電二極管），以及光縴連接中的關鍵技術，如光縴連接器和光縴熔接。 無綫傳輸： 電磁波的無形之翼： 無綫通信打破瞭物理綫路的束縛，實現瞭移動性和廣泛覆蓋。我們將從基礎的電磁波譜學起，理解不同頻段（如低頻、中頻、高頻、微波）的特性及其在無綫通信中的應用。您將瞭解到調幅（AM）、調頻（FM）、調相（PM）等調製技術，它們如何將數據信息“加載”到無綫電波上，以便進行遠距離傳輸。 現代無綫技術： 從早期的蜂窩通信到如今的 Wi-Fi、藍牙、5G，無綫通信技術經曆瞭飛躍式的發展。我們將探討蜂窩網絡（如2G、3G、4G、5G）的演進，它們如何通過基站、切換等技術實現移動通信。Wi-Fi 如何在室內環境中提供便捷的無綫網絡連接，藍牙如何實現短距離設備間的通信，這些技術背後的原理和應用場景都將一一展開。 第三部分：信號的變形記——調製解調技術 信號在傳輸過程中，需要根據傳輸介質和通信方式進行“加工”，以便更有效地進行傳輸和接收。這個過程便是調製（Modulation）和解調（Demodulation）。 模擬信號的“包裝”： 我們將深入探討模擬調製技術，包括調幅（AM）、調頻（FM）和調相（PM）。理解它們如何通過改變載波信號的振幅、頻率或相位來攜帶信息，以及它們在廣播、通信等領域的應用。 數字信號的“語言”： 隨著數字通信的普及，數字調製技術變得尤為重要。我們將學習移頻鍵控（FSK）、相移鍵控（PSK）、正交幅度調製（QAM）等技術。這些技術如何將數字比特流映射到不同的信號狀態，實現高效的數字信息傳輸。您將瞭解星座圖的直觀錶示，理解QAM如何在幅度和相位上攜帶更多信息，從而提高頻譜利用率。 第四部分：雜音的剋星——信道編碼與差錯控製 通信過程中，信號難免會受到噪聲和乾擾的影響，導緻傳輸錯誤。為瞭保證數據的可靠性，我們需要引入信道編碼和差錯控製技術。 冗餘的智慧： 信道編碼的核心在於增加數據的冗餘度，以便在接收端檢測和糾正錯誤。我們將介紹檢錯碼（如奇偶校驗碼）和糾錯碼（如漢明碼、捲積碼、裏德-索羅門碼）。理解這些編碼是如何在原始數據中添加校驗位，以及如何利用這些校驗位來識彆和修復傳輸過程中産生的錯誤。 差錯的對策： 除瞭編碼，我們還將探討其他差錯控製機製，如自動重傳請求（ARQ）和前嚮糾錯（FEC）。ARQ 如何通過發送方和接收方的交互來請求重傳丟失或損壞的數據幀，而 FEC 如何在發送端直接添加糾錯信息，使得接收端能夠在不進行重傳的情況下自行糾錯。 第五部分：數據的組織者——多路復用與多址技術 在一個通信係統中，往往需要同時傳輸多個用戶的數據。如何有效地利用有限的信道資源，讓多路數據共享同一個傳輸介質，是多路復用和多址技術的核心。 共享的藝術： 頻分復用（FDM）： 將整個信道帶寬劃分為多個獨立的子信道，每個子信道用於傳輸一路信號。如同廣播電颱區分不同頻道一樣。 時分復用（TDM）： 將傳輸時間劃分為多個時間片，每個時間片分配給一個用戶。如同按順序發言一樣。 碼分復用（CDM）： 為每個用戶分配一個獨特的編碼序列，通過在同一頻率上使用不同的編碼來區分不同的用戶。如同用不同語言交談，彼此卻能聽懂自己的語言。 波分復用（WDM）： 在光縴通信中，利用不同波長的光來承載不同的信號，實現多路信號的復用。如同彩虹中的不同顔色。 誰是使用者： 多址技術（Multiple Access）則側重於如何讓多個用戶能夠“接入”和“共享”同一個通信係統。我們將在介紹多路復用的基礎上，探討用戶如何根據信道資源分配獲得使用權，例如在無綫通信中的時分多址（TDMA）、頻分多址（FDMA）、碼分多址（CDMA）以及OFDMA（正交頻分多址）。 第六部分：網絡的脈動——交換與路由 數據從源頭到達目的地，需要經過一係列的“中間站”——交換設備。交換和路由技術決定瞭數據在網絡中的路徑選擇和轉發。 連接的智慧： 電路交換： 在通信開始前，為通信雙方建立一條專用的通信綫路，在通信結束後釋放。如同打電話時占用的電話綫。 報文交換： 將整個報文作為一個整體進行傳輸和存儲。 分組交換： 將報文分割成若乾個數據包（分組），每個分組獨立傳輸，並在目的地重新組裝。這是互聯網的基礎。我們將深入探討分組交換的原理、優點及其在現代網絡中的重要性。 路徑的選擇： 路由技術負責為數據包尋找最優路徑。我們將瞭解靜態路由和動態路由的區彆，以及各種路由協議（如RIP、OSPF、BGP）的工作原理，理解它們如何通過交換路由信息來動態更新路由錶，確保數據能夠高效、可靠地送達目的地。 第七部分：通信的規則——網絡協議 為瞭實現不同設備、不同廠商之間的互聯互通，必須遵循一套共同的“語言”和“規則”，這就是網絡協議。 協同的語言： 本書將重點介紹構成現代通信網絡核心的協議棧，特彆是TCP/IP協議族。您將詳細瞭解OSI七層模型和TCP/IP四層模型的概念，理解各層協議的功能和職責，例如： 應用層： HTTP（網頁瀏覽）、FTP（文件傳輸）、SMTP（電子郵件）等，為用戶提供各種網絡應用服務。 傳輸層： TCP（麵嚮連接的可靠傳輸）和UDP（無連接的不可靠傳輸），負責端到端的通信。 網絡層： IP（互聯網協議），負責數據包的尋址和路由。 數據鏈路層： Ethernet（以太網）、PPP等，負責在相鄰節點之間進行可靠傳輸。 物理層： 定義瞭比特流的傳輸方式。 協議的交互： 通過詳細分析這些協議的封裝、解封裝過程，您將能夠理解數據在網絡中是如何從應用層層層嚮下傳遞，最終被發送齣去，又如何在接收端層層嚮上解析，最終迴到應用層。 第八部分：未來的脈動——前沿技術與發展趨勢 數據通信領域的發展日新月異，新的技術和應用層齣不窮。本書將展望未來的發展方嚮。 更快的速度，更廣的連接： 5G及未來的6G技術將帶來更高的帶寬、更低的延遲，為自動駕駛、物聯網（IoT）、虛擬現實（VR）/增強現實（AR）等應用提供強大的支撐。 萬物互聯的智能： 物聯網的興起，使得海量設備需要接入網絡並進行通信，這需要更高效、更安全的通信協議和網絡架構。 智能網絡的進化： 人工智能（AI）和機器學習（ML）正在被應用於網絡管理、故障預測、資源優化等方麵，構建更加智能、自適應的網絡。 安全通信的挑戰： 隨著通信量的激增，網絡安全問題也日益突齣。加密技術、身份認證、防火牆等安全機製將持續發展，以應對不斷演變的網絡威脅。 結語 數據通信，是一門跨越物理學、計算機科學、通信工程等多學科的綜閤性學科。它不僅僅是技術的堆砌，更是人類智慧的結晶。通過對本書內容的學習，您將不再僅僅是一個被動的數據使用者，而是能夠理解數據流動背後的原理，洞察未來通信的發展趨勢。願您在這場穿越時空的信使之旅中，收獲知識，激發靈感，共同見證數據通信為人類社會帶來的無限可能。

評分☆☆☆☆☆

這本書，我剛翻開沒多久，就被它嚴謹的學術態度和清晰的邏輯結構深深吸引瞭。特彆是關於網絡分層模型的部分，作者沒有簡單羅列OSI七層或TCP/IP四層，而是花瞭大量篇幅去深入剖析每一層的功能、協議及其相互之間的依賴關係。我印象最深刻的是對數據鏈路層差錯控製的講解，比如ARQ（自動重傳請求）的不同機製，如停-等ARQ、迴退N幀ARQ和選擇重傳ARQ，作者不僅清晰地解釋瞭它們的工作原理，還用圖示和對比的方式，生動地展示瞭它們在效率和可靠性上的權衡。這對於我這種初學者來說，避免瞭死記硬背，而是真正理解瞭“為什麼”要設計成這樣。此外，書中對物理層的一些編碼方式，比如曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼，也做瞭非常細緻的講解，從信號變化到比特流的轉換過程，都描繪得非常到位，讓我對信號如何在物理介質上傳輸有瞭更直觀的認識。這本書並非泛泛而談，而是真正地在夯實基礎，為後續更復雜的網絡協議和技術理解打下瞭堅實的地基，這讓我對接下來的學習充滿瞭期待。

評分☆☆☆☆☆

一直以來，我都覺得數據通信在網絡體係結構上有些抽象，直到我讀到《數據通信原理與技術(第2版)》的《網絡應用與服務》章節。作者沒有直接跳到具體的應用層協議，而是先迴顧瞭TCP/IP模型中的一些核心概念，比如端口號、套接字以及客戶端-服務器模型。然後，他循序漸進地講解瞭HTTP協議的工作流程，從請求報文的構成，到服務器響應報文的處理，再到Cookie和Session的作用，讓我對Web瀏覽的底層機製有瞭前所未有的理解。接著，書中還涉及瞭DNS（域名係統）的解析過程，我這纔明白，原來我們輸入的網址背後，經曆瞭如此復雜卻高效的查詢過程。另外，對於FTP、SMTP、POP3等常用應用層協議的講解，也都非常到位，詳細描述瞭它們的命令格式、數據傳輸方式以及在實際應用中的場景。這本書讓我覺得，原本看似遙不可及的網絡應用，其實都建立在堅實的數據通信原理之上，這是一種非常美妙的認知。

評分☆☆☆☆☆

作為一名高校教師，我一直在尋找一本能夠兼顧理論深度和工程實踐的教材。這本《數據通信原理與技術(第2版)》在這方麵做得相當齣色。《網絡傳輸介質與設備》這一章，給我留下瞭深刻的印象。關於各種傳輸介質，如雙絞綫、同軸電纜、光縴的物理特性、傳輸速率、適用範圍以及它們在不同網絡拓撲中的應用，作者都進行瞭非常係統性的介紹。特彆是對光縴通信的闡述，從單模光縴和多模光縴的區彆，到光信號的傳輸原理，再到光收發模塊的構成，都寫得非常透徹，這對於我們學生理解現代高速通信的基礎至關重要。同時，書中對於網絡設備，如集綫器、交換機、路由器的工作原理，特彆是二層交換機如何通過MAC地址錶進行轉發，三層路由器如何基於IP地址進行路由選擇，以及VLAN技術是如何隔離廣播域的，都用大量的圖示和案例進行瞭講解。這些內容不僅能夠幫助學生建立對網絡硬件的直觀認識，更能為他們理解更高級的網絡配置和故障排除打下基礎。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在網絡安全領域摸爬滾打多年的工程師，這次拿到《數據通信原理與技術(第2版)》，更多的是想從更底層的視角來審視和理解一些安全威脅的根源。《通信協議與網絡安全》這個章節，可以說是直擊我心。書中對TCP/IP協議族中一些關鍵協議的細節分析，比如TCP三次握手和四次揮手的狀態轉移，以及SYN Flood等攻擊是如何利用這些機製的，描述得非常詳盡。我尤其欣賞作者對IP碎片攻擊的剖析，不僅僅是理論上的描述，還結閤瞭實際的網絡抓包分析，展示瞭攻擊者如何構造特製的IP包來繞過防火牆或導緻目標主機崩潰。另外，關於MAC地址欺騙和ARP欺騙的講解，也讓我有瞭新的認識。作者通過對ARP協議工作原理的深入分析，解釋瞭攻擊者如何通過僞造ARP響應包來劫持流量，其原理的揭示和潛在的防範思路都寫得非常到位。這本書並非僅僅停留在理論層麵，而是提供瞭很多可以與實際工作相結閤的思路，讓我能更深入地理解現有安全防護的原理，以及潛在的攻擊手段。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對無綫通信充滿好奇的學生，這本書的《無綫通信技術》部分無疑是我的最愛。作者在這一章節中，詳細闡述瞭無綫信號的傳播特性，包括反射、摺射、衍射和散射等現象，以及它們對信號衰減和多徑效應的影響。這對於理解Wi-Fi信號為什麼會在某些區域信號很弱，或者為什麼會齣現信號乾擾，提供瞭科學的解釋。書中對不同無綫調製技術，如ASK、FSK、PSK以及更復雜的QAM的講解，讓我對信息是如何編碼並傳輸到無綫介質上有瞭更清晰的認識。特彆是對OFDM（正交頻分復用）技術的介紹，它如何通過將高速數據流分割成多個低速數據流，並在多個正交的子載波上傳輸，從而有效地對抗頻率選擇性衰落，給我留下瞭非常深刻的印象。這本書讓我看到瞭無綫通信的魅力所在，也為我進一步學習Wi-Fi、藍牙、蜂窩通信等技術打下瞭堅實的基礎。