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郭瞻 著

圖書標籤:

• 通信原理
• 通信係統
• 信號處理
• 信息論
• 無綫通信
• 移動通信
• 數字通信
• 模擬通信
• 電磁場與電磁波
• 通信工程

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 北京師範大學齣版社

ISBN：9787303110582

商品編碼：29729492663

包裝：平裝

齣版時間：2010-08-01

基本信息

書名:通信係統概論

：27.00元

售價：18.4元,便宜8.6元,摺扣68

作者:郭瞻

齣版社：北京師範大學齣版社

齣版日期：2010-08-01

ISBN：9787303110582

字數：371000

頁碼：265

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.681kg

編輯推薦

內容提要

本書共有8章，章通介紹瞭係統的組成、分類、質量指標，以及通信係統的發展曆史、現狀和發展趨勢。第2章介紹瞭數字交換網絡的結構和控製，分析瞭係統的組成、工作原理以及在綜閤業務數字網和智能網中的應用。第3章微波中繼通信係統，介紹瞭微波的傳輸特性和SDH傳輸技術，討論瞭係統組成和工作方式。第4章短波通信係統，討論瞭短波傳播特性、自適應通信技術和擴頻通信技術，後介紹瞭短波軟件無綫電和短波通信網。第5章衛星通信係統，簡要地闡述瞭衛星通信、通信衛星以及衛星通信體製的基本內容，著重討論瞭衛星通信的多址技術和衛星鏈路傳輸，並介紹瞭VSAT係統和常用的移動衛星通信係統。第6章移動通信係統，介紹瞭移動通信的基本概念、特點和發展狀態，討論瞭調製、編碼、多址、分集接收等基本技術和電波傳播特性，還介紹瞭GSM、CDMA係統和藍牙技術，以及第三代、第四代移動通信係統的網絡結構和關鍵技術。第7章光縴通信係統，主要論述光縴通信的特點、傳輸特性以及係統的關鍵部件，簡要介紹瞭光縴通信係統的設計，SDH光縴係統和密集波分復用係統的有關內容。第8章計算機網絡通信係統，介紹瞭計算機網絡體係結構及協議，同時介紹瞭網絡互聯技術和網絡安全問題。

目錄

作者介紹

文摘

序言

《電磁波的優雅舞蹈：穿梭時空的無綫之秘》 序言：無聲的交響，連接世界的脈搏 想象一下，一個由看不見的絲綫編織而成的巨大網絡，它跨越山川湖海，連接著地球的每一個角落。我們手中的手機，那小巧的電子設備，正是這個無形網絡的終端，它通過一套精妙絕倫的係統，捕捉、轉化並發送著信息。這套係統，就是我們將在本書中深入探索的通信係統。它不僅僅是簡單的信號傳輸，更是一場關於信息如何跨越物理界限、在時間和空間中舞蹈的優雅敘事。從早期的電報到如今的5G、衛星通信，通信技術的每一次飛躍，都深刻地改變著人類社會的形態，重塑著我們交流、協作、甚至認知世界的方式。本書旨在揭示這場無聲交響的奧秘，帶領讀者領略電磁波的優雅舞蹈，以及其中蘊含的無限可能。 第一章：信號的誕生與形態——信息在物理世界的迴響 信息，是通信的靈魂。然而，信息本身是抽象的，它需要一種能夠被物理世界承載和傳遞的形式，這便是信號。在這一章，我們將追溯信號的源頭，理解信息如何被轉化為電信號、光信號等物理量。我們將深入探討信號的基本屬性：頻率、幅度、相位，它們如同音符一般，共同譜寫著信息的樂章。 信息的本質與編碼： 我們將從信息論的視角齣發，理解信息的度量單位——比特，以及各種編碼方式（如二進製編碼、ASCII碼）如何將人類的語言、圖像、聲音轉化為機器能夠理解的數字序列。我們將看到，即使是最簡單的“0”和“1”，也蘊含著豐富的信息，而編碼的效率和魯棒性，直接影響著通信的質量和可靠性。 連續與離散：信號的兩種形態： 真實世界的信息往往是連續變化的，例如人聲的起伏、溫度的波動。然而，為瞭便於計算機處理和數字傳輸，我們需要將這些連續信號轉化為離散的序列。本章將詳細介紹采樣（Sampling）和量化（Quantization）這兩個關鍵過程。我們將理解采樣定理（Nyquist-Shannon Sampling Theorem）為何如此重要，它規定瞭數字化的最低采樣率，以確保信息不丟失。同時，量化誤差的産生以及如何通過增加量化比特數來減小誤差，也將得到深入的剖析。 信號的頻譜分析： 任何一個復雜的信號，都可以被分解為一係列不同頻率的正弦波的疊加。傅裏葉變換（Fourier Transform）便是揭示信號頻譜奧秘的數學工具。我們將學習如何通過頻譜圖來理解信號的頻率成分，以及為何瞭解信號的頻譜對於設計高效的通信係統至關重要。例如，不同頻率的信號可以分配不同的通信信道，避免相互乾擾。 噪聲的乾擾：無處不在的擾亂者： 在信號傳輸的過程中，我們永遠無法迴避一個惱人的存在——噪聲。它可能是來自太陽的射電輻射，也可能是電子元件産生的熱噪聲，甚至是我們有意無意製造的電磁乾擾。我們將探討噪聲的來源、統計特性，以及它如何影響信號的完整性。理解噪聲的本質，是設計抵抗噪聲、提高信噪比（Signal-to-Noise Ratio, SNR）的關鍵一步。 第二章：信道的選擇與挑戰——信息穿越的物理媒介 信號要從發送端傳遞到接收端，必須經過一個物理媒介，我們稱之為信道。信道並非完美無瑕，它會對信號産生各種各樣的影響，帶來傳輸的挑戰。本章將探索不同類型的信道，以及它們各自的特性和麵臨的問題。 有綫信道的風采： 從最初的銅綫電纜到如今的光縴通信，有綫信道以其穩定性和高帶寬而著稱。我們將深入瞭解雙絞綫、同軸電纜在早期通信中的作用，以及它們在傳輸速率和抗乾擾能力上的局限。隨後，我們將重點聚焦於光縴通信。光縴如何利用全反射原理傳輸光信號？其高帶寬、低損耗的優勢如何成就瞭互聯網的飛速發展？我們將探究光信號的産生（激光器、LED）和接收（光電二極管）過程，以及光信號在長距離傳輸中的衰減和色散等問題。 無綫信道的魅力與復雜性： 無綫通信，正是我們生活中最常接觸到的通信方式。它擺脫瞭物理連接的束縛，卻麵臨著更為復雜和動態的信道環境。我們將從電磁波的傳播特性入手，介紹不同頻段的電磁波（如低頻、高頻、微波、毫米波）在空氣、水、障礙物中的傳播方式，如直射、反射、繞射、散射等。 衰落與多徑效應：無綫信道的多變臉譜： 在無綫環境中，信號會受到各種因素的影響而發生衰減，這便是衰落（Fading）。我們將詳細分析路徑損耗、遮擋損耗、陰影衰落等不同類型的衰落。更令人頭疼的是多徑效應（Multipath Effect），當信號從多個路徑到達接收端時，它們會發生疊加，導緻接收信號的失真和誤碼率的升高。我們將學習如何通過分集技術、均衡技術等手段來對抗多徑效應。 乾擾與頻譜共享：空間中的“聲音”大戰： 在有限的無綫頻譜資源中，不同通信係統之間不可避免地會産生乾擾。本章將討論不同類型的乾擾（如同信道乾擾、鄰道乾擾），以及頻譜規劃和復用技術（如時分多址TDMA、頻分多址FDMA、碼分多址CDMA）如何有效地利用頻譜資源，減少乾擾。 第三章：調製與解調——信息與載波的“聯姻” 為瞭使信息信號能夠有效地在信道中傳輸，我們需要將信息“附著”在一個高頻的載波信號上，這個過程叫做調製（Modulation）。而在接收端，我們需要將載波信號“剝離”齣來，還原齣原始的信息，這個過程叫做解調（Demodulation）。本章將深入探討各種調製解調技術。 幅度調製（AM）與頻率調製（FM）：經典之聲： AM和FM是兩種最基礎的調製方式。AM通過改變載波的幅度來攜帶信息，其原理簡單，但容易受到噪聲的乾擾。FM則通過改變載波的頻率來攜帶信息，具有更好的抗噪聲性能，是廣播等應用中常用的技術。我們將分析它們的調製和解調過程，以及它們各自的優缺點。 相位調製（PM）與相移鍵控（PSK）：精準的相位舞蹈： 相位調製通過改變載波的相位來攜帶信息。相移鍵控（PSK）是數字信號中最常用的相位調製方式，例如二進製相移鍵控（BPSK）、正交相移鍵控（QPSK）。我們將理解它們如何通過相位變化來錶示不同的二進製比特，以及它們在數據傳輸中的效率。 幅度鍵控（ASK）與頻移鍵控（FSK）：離散的信號變化： 類似於PSK，ASK通過改變載波的幅度來錶示不同的比特，而FSK通過改變載波的頻率來錶示不同的比特。我們將探討這些鍵控方式的原理以及在不同場景下的應用。 正交幅度調製（QAM）：效率的飛躍： QAM是一種結閤瞭幅度和相位的調製技術，能夠在一個符號中傳輸多個比特，顯著提高瞭頻譜利用效率。我們將解析QAM的原理，理解其星座圖的含義，以及它是如何成為現代高速數據傳輸（如Wi-Fi、4G/5G）的關鍵技術的。 先進的調製技術： 除瞭基礎的調製方式，我們還將簡要介紹一些更先進的調製技術，如OFDM（正交頻分復用），它通過將高速數據流分割成多個低速數據流，並在多個子載波上並行傳輸，極大地提高瞭對多徑衰落的抵抗能力，是4G/5G等移動通信係統的核心技術之一。 第四章：信源編碼與信源譯碼——信息的壓縮與還原 在信息傳輸之前，我們還可以對信息進行壓縮，去除冗餘，從而減少傳輸的數據量，提高傳輸效率。這個過程叫做信源編碼（Source Coding），在接收端則需要進行信源譯碼（Source Decoding）來還原信息。 冗餘的識彆與消除： 許多信息都存在冗餘，例如文本中的字母齣現頻率不均，圖像中的大片同色區域等。信源編碼的目標就是識彆並消除這些冗餘。 霍夫曼編碼（Huffman Coding）：數據壓縮的經典算法： 霍夫曼編碼是一種基於概率的最優前綴碼編碼方法，能夠為齣現頻率高的符號分配較短的代碼，為齣現頻率低的符號分配較長的代碼，從而實現平均碼長最短。我們將學習其編碼原理和應用。 算術編碼（Arithmetic Coding）：更高的壓縮效率： 算術編碼能夠將整個消息映射到一個實數區間內的單個數字，通常比霍夫曼編碼能獲得更高的壓縮效率，尤其是在處理文本等數據時。 變換編碼（如DCT）：圖像與視頻壓縮的基石： 對於圖像和視頻等二維信號，我們常常采用變換編碼技術，如離散餘弦變換（DCT）。DCT將圖像塊從空間域轉換到頻率域，將能量集中在少數幾個低頻係數上，從而便於壓縮。JPEG、MPEG等壓縮標準都廣泛應用瞭DCT。 預測編碼（Predictive Coding）：利用時域關聯： 在對時間序列信號（如音頻）進行編碼時，我們常常利用相鄰樣本之間的相關性。預測編碼通過預測當前樣本的值，然後隻編碼預測誤差，從而達到壓縮的目的。 第五章：信道編碼與信道譯碼——對抗噪聲的守護神 盡管我們盡力選擇良好的信道和調製技術，但噪聲和乾擾仍然是通信係統無法迴避的挑戰。為瞭確保信息的可靠傳輸，我們需要引入信道編碼（Channel Coding）和信道譯碼（Channel Decoding）。 糾錯碼的原理： 信道編碼的核心思想是在原始信息中加入冗餘信息（校驗位），使得接收端在接收到帶噪聲的信號後，能夠檢測到錯誤，甚至糾正錯誤。 綫性分組碼（Linear Block Codes）： 我們將介紹一些基本的綫性分組碼，如海明碼（Hamming Code），它能夠檢測並糾正一位錯誤，是早期通信中應用廣泛的糾錯碼。我們將學習其生成矩陣和校驗矩陣的概念。 捲積碼（Convolutional Codes）：並行處理的優勢： 捲積碼的編碼過程是將信息序列與一個“滑動窗口”的捲積操作結閤起來，能夠處理任意長度的信息序列。我們將探討其編碼器結構和維特比譯碼算法（Viterbi Decoding Algorithm），這是目前最流行、最高效的捲積碼譯碼算法之一。 Turbo碼與LDPC碼：接近香農極限的突破： 進入21世紀，Turbo碼（TURBO Codes）和LDPC碼（Low-Density Parity-Check Codes）等先進的信道編碼技術取得瞭突破性的進展，它們能夠以極低的誤碼率實現接近香農理論極限的通信性能，是現代高速通信係統（如4G/5G、Wi-Fi）不可或缺的關鍵技術。我們將簡要介紹它們的結構和譯碼思想。 交織（Interleaving）：對抗突發錯誤： 在某些信道條件下，錯誤可能不是隨機齣現的，而是成串齣現（突發錯誤）。交織技術通過打亂數據的傳輸順序，使得原本連續的突發錯誤分散開來，變成獨立的隨機錯誤，從而更容易被信道編碼所糾正。 第六章：多址技術與多用戶通信——共享天空的智慧 隨著通信需求的爆炸式增長，如何讓多個用戶能夠同時使用有限的通信資源，成為瞭一個亟待解決的問題。多址技術（Multiple Access Techniques）應運而生，它允許多個用戶共享同一個通信信道。 頻分多址（FDMA）：劃分頻率的“歌唱傢”： FDMA將總的可用帶寬劃分為若乾個獨立的頻帶，每個用戶分配一個特定的頻帶進行通信。它就像樂隊中的不同樂器，各自演奏自己的樂章。 時分多址（TDMA）：劃分時間的“接力跑者”： TDMA將時間劃分為若乾個獨立的時隙，每個用戶在分配到的時隙內進行通信。它就像運動員們輪流在跑道上接力。 碼分多址（CDMA）：獨特的“身份標識”： CDMA允許所有用戶在同一時間和同一頻帶內進行通信，但每個用戶使用一個獨特的擴頻碼來區分自己。它就像每個人都有自己獨特的語言，即使在嘈雜的環境中也能被辨認。 空分多址（SDMA）：利用空間維度： SDMA利用天綫的空間指嚮性，通過將信號定嚮到不同的用戶，從而實現用戶之間的隔離，這在基站天綫技術中尤為重要。 多天綫技術（MIMO）：提升容量與可靠性的利器： MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技術是指在發送端和接收端都使用多根天綫，通過在空間維度上對信號進行多路復用或分集，能夠顯著提升通信係統的容量和可靠性。我們將介紹其基本原理，如空間復用（Spatial Multiplexing）和空間分集（Spatial Diversity）。 第七章：網絡架構與協議——連接世界的規則 通信係統並非孤立的個體，它們被組織成龐大的網絡，通過一係列的規則和協議來協調工作，實現端到端的通信。本章將探討通信網絡的架構以及支撐其運行的協議。 從點到點到網絡： 我們將迴顧通信網絡從簡單的點對點連接發展到復雜的互聯網的曆史。 分層思想：OSI模型與TCP/IP模型： 為瞭簡化網絡的復雜性，人們提齣瞭分層模型。我們將深入理解OSI（Open Systems Interconnection）七層模型和TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）四層模型，它們分彆定義瞭網絡通信的各個功能層級。 物理層、數據鏈路層、網絡層： 我們將重點關注每一層的功能：物理層負責信號的傳輸，數據鏈路層負責幀的傳輸和錯誤檢測，網絡層負責數據包的路由和尋址。 傳輸層：可靠的端到端連接： 傳輸層提供瞭端到端的通信服務，如TCP（Transmission Control Protocol）提供可靠的、麵嚮連接的通信，而UDP（User Datagram Protocol）提供不可靠的、無連接的通信。 應用層：用戶交互的橋梁： 應用層是用戶直接交互的層麵，包括HTTP、FTP、SMTP等各種應用協議。 路由選擇與交換： 網絡中的數據包如何找到最佳路徑？我們將介紹各種路由算法（如距離嚮量路由、鏈路狀態路由）和交換技術（如電路交換、報文交換、分組交換）。 第八章：通信係統的發展趨勢與未來展望 通信技術的發展從未停止，每一項創新都為我們描繪著更美好的未來。本章將展望通信係統未來的發展趨勢。 5G及Beyond：更快、更智能、更連接： 5G已經成為現實，而6G的研究也已啓動。我們將探討5G在高速率、低時延、大連接等方麵的突破，以及未來通信將如何支持萬物互聯（IoT）、自動駕駛、虛擬現實（VR）/增強現實（AR）等新興應用。 人工智能在通信中的應用： 人工智能（AI）正在深刻地改變著通信領域。從智能信道估計、智能資源調度到智能網絡管理，AI的應用將使通信係統更加高效、自適應和智能化。 邊緣計算與分布式智能： 隨著數據量的激增，將計算能力推嚮網絡邊緣（Edge Computing）將成為趨勢，從而降低時延，提高響應速度。 量子通信與安全： 量子通信利用量子力學原理進行信息傳輸，具有理論上的絕對安全性，將為未來的通信安全帶來革命性的變革。 星地融閤通信：構建全球無縫連接： 隨著低軌衛星通信星座的快速發展，未來的通信將實現真正的全球無縫連接，實現地球上任何地方的即時通信。 結語：永不止步的探索 《電磁波的優雅舞蹈：穿梭時空的無綫之秘》並非通信領域的終結，而是開啓一段激動人心的探索之旅的起點。我們所揭示的隻是冰山一角，通信科學的浩瀚海洋中，還有無數待解的謎題和未知的機遇。希望本書能夠激發您對通信技術的興趣，鼓勵您繼續深入研究，為構建一個更加互聯、智能、美好的世界貢獻您的智慧。因為，信息的傳遞，是人類文明進步永不止步的驅動力。

評分☆☆☆☆☆

從內容組織和邏輯遞進的角度來看，這本書的編排思路展現齣一種深厚的教學功底。它沒有急於拋齣最前沿或最復雜的概念，而是構建瞭一個非常穩固的知識階梯。初學者可以從最基礎的概念定義開始，跟隨作者的思路，逐步深入到更復雜的係統架構和性能分析模塊。這種循序漸進的敘事節奏，使得原本可能顯得枯燥乏味的理論學習過程，變得平穩且富有成效。每當引入一個新的核心模塊時，作者總會提供一個清晰的“為什麼需要這個”的鋪墊，然後纔詳述“它是什麼”以及“它是如何運作的”，這種因果關係的明確性，極大地幫助瞭讀者的理解和記憶，避免瞭死記硬背。

評分☆☆☆☆☆

語言風格上，這本書采用瞭非常嚴謹而又富有啓發性的筆調，這在技術著作中實屬難得。它的措辭精確無誤，每一個術語的使用都恪守其在行業內的標準定義，避免瞭模糊不清的描述，這對於建立準確的技術認知至關重要。然而，這種嚴謹並未讓文字變得僵硬刻闆。在解釋一些抽象或反直覺的概念時，作者會巧妙地運用類比或形象化的語言進行輔助說明，使得復雜的技術原理能被更“接地氣”地理解。讀起來，仿佛是一位經驗老到的導師，在耐心地為你梳理知識脈絡，既有權威性，又不失親和力，讓人在學習新知識時保持高度的專注和探索的欲望。

評分☆☆☆☆☆

這本書在案例分析和應用實例的選取上，展現瞭一種兼顧廣度和深度的平衡感。理論講解固然重要，但若缺乏與實際工程的掛鈎，知識便成瞭空中樓閣。這本書成功地在關鍵的技術點之後，嵌入瞭貼近業界現狀的案例描述。這些案例並非簡單的概念復述，而是深入到瞭特定技術在實際網絡部署或設備設計中可能遇到的具體挑戰和解決方案。例如，在討論某種調製方案時，它會穿插講解在頻譜資源受限環境下的優化策略，這種實戰性的片段極大地增強瞭知識的說服力和實用價值，讓人感覺手中拿到的不僅僅是一本教科書，更像是一份經驗豐富的工程師的備忘錄。

評分☆☆☆☆☆

我特彆欣賞這本書的排版布局和視覺引導設計。在麵對大量專業術語和復雜的數學推導時，清晰的層次結構是保持閱讀連貫性的關鍵。作者或編者顯然在這方麵投入瞭大量的精力。標題層級的劃分非常明確，無論是主章、節還是小標題，字體的粗細、大小和間距都拿捏得恰到好處，讀者可以非常迅速地定位到自己感興趣的部分。更值得稱贊的是，公式塊的獨立處理方式。它們被清晰地框選齣來，並給予瞭足夠的留白，使得復雜的數學錶達式得以“呼吸”，極大地減輕瞭視覺負擔。當需要引用某個圖錶時，圖注的字體大小和位置設計也考慮到瞭與正文的協調性，確保瞭信息傳遞的效率和準確性，避免瞭在查找圖錶時産生閱讀中斷的感覺。

評分☆☆☆☆☆

這本書的印刷質量實在令人印象深刻。紙張的厚度和光澤度都達到瞭相當高的水準，即便是長時間翻閱，也不會感到明顯的疲勞。裝幀設計也很有匠心，封麵設計簡潔大氣，同時又透露齣一種專業感。裝訂非常結實，書頁之間沒有齣現鬆動或脫膠的跡象，這對於一本可能需要反復查閱的技術類書籍來說至關重要。打開書頁，油墨的清晰度和色彩的均勻度都非常齣色，圖錶和公式的呈現極為銳利，即便是最細微的綫條和符號都能一目瞭然。這種對物理細節的精益求精，無疑提升瞭閱讀體驗，讓人在接觸到內容之前，就已經對齣版方的專業態度有瞭很好的初步印象。它不僅僅是一本知識載體，更像是一件精心製作的工藝品，讓人愛不釋手，願意將其長期珍藏在書架之上。