前言
技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)了人類(lèi)進(jìn)步，深入研究發(fā)現(xiàn)，沒(méi)有哪一種技術(shù)對(duì)人類(lèi)的影響能像通信技術(shù)一樣深刻、廣泛。在信息爆炸時(shí)代，信息的采集、處理、傳輸、交換、加工、挖掘、應(yīng)用，源于且更依賴于通信技術(shù)的進(jìn)步。
回顧通信發(fā)展史，佐證了通信對(duì)人類(lèi)文明的深刻影響。從440萬(wàn)年前出現(xiàn)南方古猿，大約在9萬(wàn)年前人類(lèi)開(kāi)始說(shuō)話，3��5萬(wàn)年前開(kāi)始使用語(yǔ)言。最原始通信語(yǔ)言的使用，促進(jìn)了人類(lèi)對(duì)知識(shí)的掌握和傳播，但語(yǔ)言只能口口相傳，只能在部落內(nèi)、相近年代人之間傳播，知識(shí)積累非常慢，其結(jié)果是人類(lèi)文明進(jìn)步緩慢。公元前3500年左右人類(lèi)開(kāi)始使用圖像符號(hào)，進(jìn)而演化出文字，這使知識(shí)可以異地傳播并長(zhǎng)時(shí)間保存。公元105年蔡倫發(fā)明了被稱為四大發(fā)明之一的造紙術(shù)，使知識(shí)可以方便廉價(jià)跨地域傳輸，促進(jìn)了世界范圍內(nèi)不同國(guó)家、民族之間的知識(shí)共享和傳承，使人類(lèi)可以學(xué)習(xí)、繼承、發(fā)揚(yáng)前人思想，可以做到秀才不出門(mén)，全知天下事，紙質(zhì)文字通信開(kāi)始加速人類(lèi)文明進(jìn)程。1831年法拉第制造了世界上第一臺(tái)電磁感應(yīng)發(fā)電機(jī)，以電為基礎(chǔ)誕生了電報(bào)、電話、計(jì)算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)，使人類(lèi)逐步進(jìn)入了通信時(shí)代和信息時(shí)代。1844年電報(bào)的發(fā)明解決了信息的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程傳輸問(wèn)題，1875年電話的發(fā)明實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)語(yǔ)音遠(yuǎn)距離傳輸，1895年無(wú)線電報(bào)的誕生使越洋通信和移動(dòng)通信進(jìn)入人類(lèi)生活。在此基礎(chǔ)上誕生的傳真與廣播電視帶來(lái)了媒體革命，新聞的快速傳播不僅提供休閑、娛樂(lè)，更使人們可即時(shí)了解世界動(dòng)態(tài)，推動(dòng)了社會(huì)民主、文明傳播進(jìn)程。1946年計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和1969年網(wǎng)絡(luò)的誕生，以及今天的云計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘、量子計(jì)算、區(qū)塊鏈的出現(xiàn)，增加了人類(lèi)獲取、加工、存儲(chǔ)信息的能力，導(dǎo)致了信息爆炸時(shí)代的來(lái)臨。而雷達(dá)與衛(wèi)星的出現(xiàn)延伸了人類(lèi)的感知，導(dǎo)致了射電天文學(xué)的出現(xiàn)，將人類(lèi)的觸覺(jué)延伸到整個(gè)宇宙，人類(lèi)進(jìn)入探索與外星人通信的時(shí)代。深海通信技術(shù)的發(fā)展，使人類(lèi)的觸覺(jué)可伸向廣袤的海洋。物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)將地球上的所有物體同人類(lèi)聯(lián)系在一起，人類(lèi)進(jìn)入超感知世界。人工智能技術(shù)的出現(xiàn)，大量工作由智能機(jī)器完成，使人類(lèi)工作效率大大提高，能有更多的時(shí)間享受生活和解決更加復(fù)雜的科學(xué)問(wèn)題。
可以這樣形象地描述信息爆炸：現(xiàn)今人類(lèi)每秒鐘創(chuàng)造的網(wǎng)線長(zhǎng)度已經(jīng)超過(guò)了聲速，信息膨脹的速度和原子彈爆炸的速度是一樣的，而且這個(gè)爆炸是持續(xù)的。今天，人們有理由相信：通信改變?nèi)祟?lèi)社會(huì)行為、通信顛覆世界面貌、通信鑄造未來(lái)夢(mèng)想。
1�� 本書(shū)的內(nèi)容組織
全書(shū)用6章的篇幅，由淺入深地介紹了通信技術(shù)的發(fā)展歷程、通信網(wǎng)絡(luò)體系與基本終端、通信傳輸系統(tǒng)、通信交換技術(shù)及有線和無(wú)線通信應(yīng)用技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容。
第1章通信技術(shù)的發(fā)展過(guò)程，介紹了古代通信技術(shù)的發(fā)展、通信終端技術(shù)的發(fā)展、通信交換技術(shù)的發(fā)展、通信傳輸技術(shù)的發(fā)展、物聯(lián)網(wǎng)與人工智能技術(shù)的發(fā)展。包括原始通信的演進(jìn)、電的發(fā)明與應(yīng)用；電報(bào)的產(chǎn)生與消亡、電話的興起、廣播電視的演進(jìn)、計(jì)算機(jī)與相關(guān)應(yīng)用技術(shù)的出現(xiàn)；電話交換的演進(jìn)、數(shù)據(jù)交換的出現(xiàn)；電纜長(zhǎng)途傳輸?shù)陌l(fā)展、光纖傳輸?shù)某霈F(xiàn)、無(wú)線長(zhǎng)途傳輸?shù)难葸M(jìn)、雷達(dá)與衛(wèi)星通信的出現(xiàn)；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)、人工智能技術(shù)的出現(xiàn)。討論了通信技術(shù)發(fā)展過(guò)程及對(duì)人類(lèi)文明與進(jìn)步的影響。為讀者建立一個(gè)通信體系的總體輪廓。
第2章通信網(wǎng)絡(luò)體系與基本終端，介紹了通信體系、通信終端和電話網(wǎng)絡(luò)的基本概念。包括對(duì)常見(jiàn)通信術(shù)語(yǔ)的理解、通信系統(tǒng)的基本概念、電話機(jī)和手機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作過(guò)程；固定電話網(wǎng)和移動(dòng)電話網(wǎng)的概念、本地電話網(wǎng)和長(zhǎng)途電話網(wǎng)及國(guó)際電話網(wǎng)的組織、電話網(wǎng)中電話號(hào)碼的管理；分組數(shù)據(jù)網(wǎng)、電信網(wǎng)、接入網(wǎng)、長(zhǎng)途電話網(wǎng)的基本概念。為讀者建立起通信網(wǎng)絡(luò)體系與基本終端的概念。
第3章通信傳輸系統(tǒng)基礎(chǔ)，介紹了通信信道的概念、不同傳輸介質(zhì)的信道、信號(hào)調(diào)制與編碼、信號(hào)濾波與電平調(diào)整。包括傳輸信道基本概念、信道頻分復(fù)用技術(shù)、時(shí)分復(fù)用技術(shù)、空分復(fù)用技術(shù)、碼分復(fù)用技術(shù)、金屬導(dǎo)線傳輸信道特性、光纖傳輸信道特性、高分子塑料導(dǎo)線傳輸信道特性、無(wú)線傳輸信道的特性、無(wú)線長(zhǎng)波通信技術(shù)、中波通信技術(shù)、短波通信技術(shù)、微波通信技術(shù)、自由空間光通信技術(shù)、水下光通信技術(shù)；模擬信號(hào)的AM調(diào)制技術(shù)、FM調(diào)制技術(shù)、PM調(diào)制技術(shù)、數(shù)字信號(hào)的2ASK調(diào)制技術(shù)、2FSK調(diào)制技術(shù)、2PSK調(diào)制技術(shù)、DPSK調(diào)制技術(shù)、PAM調(diào)制技術(shù)、PWM調(diào)制技術(shù)、PPM調(diào)制技術(shù)、PFM調(diào)制技術(shù)、模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)、字符編碼技術(shù)、PCM編碼技術(shù)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)基帶信號(hào)常用碼型、數(shù)字基帶傳輸常用碼型；網(wǎng)絡(luò)傳輸函數(shù)的描述、無(wú)源濾波器設(shè)計(jì)技術(shù)、有源濾波器設(shè)計(jì)技術(shù)、數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)技術(shù)、自適應(yīng)數(shù)字濾波器技術(shù)；信號(hào)電平調(diào)整的衰減器設(shè)計(jì)技術(shù)、均衡器設(shè)計(jì)技術(shù)、放大器設(shè)計(jì)技術(shù)。使讀者了解信號(hào)在通信網(wǎng)中傳輸所受到的信道影響和為適應(yīng)不同信道傳輸所要經(jīng)過(guò)的加工和處理環(huán)節(jié)。
第4章交換技術(shù)基礎(chǔ)，介紹了電話交換技術(shù)、數(shù)據(jù)交換技術(shù)和交換前沿技術(shù)。包括電話交換的分類(lèi)與組成、程控?cái)?shù)字電話交換技術(shù)、信令技術(shù)；電路交換與報(bào)文交換技術(shù)、分組交換技術(shù)、信元交換技術(shù)、多協(xié)議標(biāo)記交換技術(shù)、移動(dòng)MPLS IP技術(shù)；空分光交換技術(shù)、時(shí)分光交換技術(shù)、波分光交換技術(shù)、軟交換技術(shù)、即時(shí)通信技術(shù)。使讀者了解信號(hào)在經(jīng)過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)交換節(jié)點(diǎn)時(shí)會(huì)面臨的問(wèn)題和所涉及的相關(guān)技術(shù)。
第5章有線通信應(yīng)用技術(shù)，介紹了骨干通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、用戶接入技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)與融合技術(shù)。包括SDH技術(shù)、PTN技術(shù)、SDN技術(shù)、量子通信技術(shù)、ULH DWDM技術(shù)、光孤子通信技術(shù)；PON接入技術(shù)、FTTx接入技術(shù)、IPTV技術(shù)、VoIP技術(shù)、VoLTE技術(shù)、VoWiFi技術(shù)；統(tǒng)一通信與融合通信技術(shù)、三網(wǎng)融合技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、區(qū)塊鏈技術(shù)、未來(lái)通信技術(shù)。使讀者了解信號(hào)在有線傳輸信道中傳輸時(shí)會(huì)面臨的問(wèn)題和解決這些問(wèn)題所涉及的相關(guān)技術(shù)手段。
第6章無(wú)線通信應(yīng)用技術(shù)，介紹了遠(yuǎn)距離和近距離無(wú)線傳輸技術(shù)。包括移動(dòng)通信技術(shù)、無(wú)線智能終端技術(shù)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能無(wú)線信道獲取技術(shù)、衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)、特殊無(wú)線傳輸技術(shù)；ZigBee技術(shù)、Z-Wave技術(shù)、Wibree技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、UWB技術(shù)、NFC技術(shù)、60GHz技術(shù)、RFID技術(shù)。其中移動(dòng)通信技術(shù)涉及WiMAX技術(shù)、4G技術(shù)、5G技術(shù)、6G技術(shù)；無(wú)線智能終端技術(shù)涉及智能手機(jī)技術(shù)、移動(dòng)計(jì)算技術(shù)、移動(dòng)IP技術(shù)；無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)涉及WiFi技術(shù)、LiFi技術(shù)、Ad Hoc技術(shù)、無(wú)線網(wǎng)格網(wǎng)技術(shù)、WLAN技術(shù)、WMAN技術(shù)、WPAN技術(shù)；智能無(wú)線信道獲取技術(shù)涉及SDR技術(shù)、CR技術(shù)、OPM技術(shù)；衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)涉及GPS導(dǎo)航和BD導(dǎo)航技術(shù)、移動(dòng)GIS技術(shù)；特殊無(wú)線傳輸技術(shù)涉及FSO技術(shù)、近空通信技術(shù)、深空通信技術(shù)、水下無(wú)線通信技術(shù)、地下通信技術(shù)。使讀者了解信號(hào)在無(wú)線傳輸信道中傳輸時(shí)會(huì)面臨的問(wèn)題和所涉及的相關(guān)技術(shù)手段。
2�� 本書(shū)適應(yīng)的課程及課時(shí)分配
本書(shū)內(nèi)容適用于電子大類(lèi)、計(jì)算機(jī)大類(lèi)、自動(dòng)化大類(lèi)及相關(guān)專業(yè)的大專生、本科生和研究生學(xué)習(xí)，也可供其他相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)與管理人員或通信技術(shù)愛(ài)好者作為擴(kuò)大知識(shí)面的參考書(shū)籍。
本書(shū)教學(xué)共需40學(xué)時(shí)，不同層級(jí)和專業(yè)的學(xué)生，可根據(jù)教學(xué)大綱的安排和自己的特點(diǎn)進(jìn)行內(nèi)容的取舍。各章學(xué)習(xí)的參考學(xué)時(shí)分配為：第1章通信技術(shù)的發(fā)展過(guò)程，理論教學(xué)2學(xué)時(shí)；第2章通信網(wǎng)絡(luò)體系與基本終端，理論教學(xué)4學(xué)時(shí)；第3章通信傳輸系統(tǒng)基礎(chǔ)，理論教學(xué)6學(xué)時(shí)；第4章交換技術(shù)基礎(chǔ)，理論教學(xué)6學(xué)時(shí)；第5章有線通信應(yīng)用技術(shù)，理論教學(xué)8學(xué)時(shí)；第6章無(wú)線通信應(yīng)用技術(shù)，理論教學(xué)14學(xué)時(shí)。
3�� 第2版說(shuō)明
《通信導(dǎo)論》(第2版)是在2013年第1版的基礎(chǔ)上改編而來(lái)的。原第1版共印刷了4次，受到不少讀者歡迎。但隨著通信技術(shù)的發(fā)展，涌現(xiàn)出許多新技術(shù)，因此第2版對(duì)第1版各章內(nèi)容進(jìn)行了較大規(guī)模的調(diào)整和重寫(xiě)。由于本書(shū)篇幅的限制，一些新技術(shù)的介紹側(cè)重于基本概念，主要是拋磚引玉地提出問(wèn)題，對(duì)此感興趣的讀者可進(jìn)一步參考相關(guān)書(shū)籍。為使用本書(shū)的教師提供了PPT課件、綜合練習(xí)和解答。
感謝四川工業(yè)科技學(xué)院對(duì)本書(shū)的支持。感謝研究生鄧鵬、李鑫、卿琦、陳俊鳳、吳睿、趙耀、羅鳳、鄧洪權(quán)、何楷、丁松柏、李果村、吳浩等同學(xué)對(duì)第2版給予的支持和幫助。

作者于四川工業(yè)科技學(xué)院目錄