本教材的編寫(xiě)以現(xiàn)代信息通信領(lǐng)域中新技術(shù)、新方法、新業(yè)務(wù)為亮點(diǎn),區(qū)別于市場(chǎng)上同類(lèi)教材以工科專(zhuān)業(yè)為背景,以“必需、夠用”為度,“全而新”為原則,采用通俗易懂的語(yǔ)言講解,突出基本概念,講清原理,避開(kāi)大量公式推導(dǎo),同時(shí)新增實(shí)際應(yīng)用與相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展動(dòng)向,深入淺出,循序漸進(jìn),增加書(shū)本的可讀性和普遍適用性。適合作為普通高校通信專(zhuān)業(yè)低年級(jí)學(xué)生或非通信專(zhuān)業(yè)(如計(jì)算機(jī)工程類(lèi)、管理工程類(lèi)、機(jī)械類(lèi)、化工類(lèi)、經(jīng)濟(jì)類(lèi)等)本科生、研究生的專(zhuān)業(yè)選修課或公共選修課教材,也可作為高職高專(zhuān)院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)教材,或?qū)νㄐ偶夹g(shù)感興趣的有關(guān)人員的參考書(shū)。全書(shū)內(nèi)容共分為八個(gè)章節(jié),涉及通信原理、信號(hào)與系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論,還包括語(yǔ)音通信、計(jì)算機(jī)通信、光纖通信、移動(dòng)通信、信息安全和物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新通信技術(shù)的知識(shí)。內(nèi)容深入淺出,有理論有應(yīng)用,教師可根據(jù)教學(xué)學(xué)時(shí)計(jì)劃合理安排。
目前市場(chǎng)上相關(guān)的國(guó)外的同類(lèi)教材對(duì)于沒(méi)有通信工程專(zhuān)業(yè)背景或通信基礎(chǔ)薄弱的非通工專(zhuān)業(yè)讀者并不適用,而國(guó)內(nèi)一些出版社出版過(guò)少數(shù)同類(lèi)教材,但絕大部分出版時(shí)間久遠(yuǎn),內(nèi)容更新速度跟不上實(shí)際信息通信技術(shù)的發(fā)展。本教材的編寫(xiě)以現(xiàn)代信息通信領(lǐng)域中新技術(shù)、新方法、新業(yè)務(wù)為亮點(diǎn),區(qū)別于市場(chǎng)上同類(lèi)教材以工科專(zhuān)業(yè)為背景,以“必需、夠用”為度,“全而新”為原則,采用通俗易懂的語(yǔ)言講解,突出基本概念,講清原理,避開(kāi)大量公式推導(dǎo),同時(shí)新增實(shí)際應(yīng)用與相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展動(dòng)向,深入淺出,循序漸進(jìn),增加書(shū)本的可讀性和普遍適用性。適合作為普通高校通信專(zhuān)業(yè)低年級(jí)學(xué)生或非通信專(zhuān)業(yè)(如計(jì)算機(jī)工程類(lèi)、管理工程類(lèi)、機(jī)械類(lèi)、化工類(lèi)、經(jīng)濟(jì)類(lèi)等)本科生、研究生的專(zhuān)業(yè)選修課或公共選修課教材,也可作為高職高專(zhuān)院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)教材,或?qū)νㄐ偶夹g(shù)感興趣的有關(guān)人員的參考書(shū)。
隨著當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,人類(lèi)社會(huì)正進(jìn)入全球信息化時(shí)代。由通信技術(shù)、電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)和信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)所構(gòu)成的信息通信產(chǎn)業(yè),已成為信息化社會(huì)的重要基礎(chǔ)。面對(duì)日益更新、種類(lèi)繁多的通信新技術(shù),無(wú)論是高校學(xué)生還是從事信息通信領(lǐng)域的技術(shù)人員,都希望能夠快速、有效地學(xué)習(xí)、掌握或是了解相關(guān)通信技術(shù)的概念及基本原理,把握通信技術(shù)的*新發(fā)展趨勢(shì)。這正是本書(shū)編寫(xiě)的目的所在。
本書(shū)共分為9個(gè)章節(jié)。第1章主要介紹通信技術(shù)中的基本概念及通信發(fā)展簡(jiǎn)史;第2章介紹了數(shù)字通信技術(shù)的基本原理,其中包括模擬信號(hào)的數(shù)字化方法,差錯(cuò)控制方法,數(shù)字信號(hào)的基帶和頻帶傳輸,以及多路傳輸和同步技術(shù);第3章主要介紹計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)及其網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),包括OSI互聯(lián)參考模型、TCP/IP協(xié)議以及OSI模型各層中使用的協(xié)議和應(yīng)用;第4章介紹了相關(guān)傳統(tǒng)交換和現(xiàn)代交換相關(guān)技術(shù),包括相關(guān)數(shù)據(jù)交換原理及相關(guān)技術(shù)、傳統(tǒng)程控電話交換技術(shù)和7號(hào)信令系統(tǒng);第5章介紹光纖通信系統(tǒng)的基本概念,主要技術(shù),發(fā)展歷程及未來(lái)發(fā)展展望等;第6章介紹了移動(dòng)通信的概念,以及各代移動(dòng)通信系統(tǒng)的基本概況和關(guān)鍵技術(shù);第7章主要介紹了多媒體通信技術(shù)的基本概念、音頻、圖像、視頻壓縮編碼技術(shù),以及多媒體網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用;第8章介紹了信息安全技術(shù)的概念和常用的網(wǎng)絡(luò)安全與防范技術(shù);第9章主要介紹了當(dāng)今通信領(lǐng)域中已經(jīng)被采用或正在研究的一些新技術(shù)的概念及其簡(jiǎn)單應(yīng)用,包括物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、量子通信、虛擬現(xiàn)實(shí)以及人工智能。本書(shū)每章都附有小結(jié)和思考題,有助于讀者學(xué)習(xí)和思考。全書(shū)*后還附有縮略詞英漢對(duì)照表,可以幫助讀者熟悉通信領(lǐng)域的信息技術(shù)專(zhuān)業(yè)詞匯。
本書(shū)的第1章、第3章、第8章、第9章以及附錄由金蓉編寫(xiě),第2章、第6章、第7章由梁彥霞編寫(xiě),第4章、第5章由張新社編寫(xiě),全書(shū)由金蓉統(tǒng)稿。本書(shū)承蒙西安郵電大學(xué)副校長(zhǎng)、博士生導(dǎo)師盧光躍教授主審。盧教授在百忙之中抽出寶貴時(shí)間、全面仔細(xì)地審閱了全書(shū),并提出了十分寶貴的修改意見(jiàn),在此表示由衷的感謝。
在本書(shū)的編寫(xiě)過(guò)程中,作者得到了西安郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院院長(zhǎng)孫愛(ài)晶副教授、通信與信息工程學(xué)院副院長(zhǎng)楊武軍副教授以及通信與信息工程學(xué)院通信工程系副主任郭娟老師的大力支持和幫助,在此表示感謝。
由于經(jīng)驗(yàn)不足,加上作者水平有限、時(shí)間倉(cāng)促,書(shū)中難免有不當(dāng)和疏漏之處,敬請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。謝謝。
編者
2019年10月
梁彥霞,女,1981年生人,博士,副教授。2011年博士畢業(yè)于西安電子科技大學(xué),主要從事無(wú)線通信干擾與資源管理,語(yǔ)音編碼,信息壓縮等研究方向。發(fā)表期刊會(huì)議等論文二十余篇,授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利3項(xiàng),主持陜西省科技廳國(guó)際交流與合作項(xiàng)目,陜西省教育廳項(xiàng)目等,作為主要參與人參與國(guó)家重大專(zhuān)項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金等。曾參與編寫(xiě)美國(guó)IGI Global出版的《Interference mitigation and energy management in heterogeneous and small cell networks》。電子工業(yè)出版社出版的《現(xiàn)代通信系統(tǒng)原理》,清華大學(xué)出版社出版的《全國(guó)通信專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員職業(yè)水平考試參考用書(shū)通信專(zhuān)業(yè)綜合能力(初級(jí))考試輔導(dǎo))》,人民郵電出版社出版的《全國(guó)通信專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員職業(yè)水平考試試題分析與解答(初級(jí))》等。
第一章 緒論
1.1 通信的定義及發(fā)展史
1.1.1 通信的定義
1.1.2 通信發(fā)展史
1.2 信號(hào)和信道
1.2.1 信息、消息與信號(hào)
1.2.2 信號(hào)的分類(lèi)
1.2.3 信號(hào)的時(shí)域和頻域特性
1.2.4 信道
1.2.5噪聲
1.3 信息量與信道容量
1.3.1 信息量
1.3.2 信道容量
1.4 通信系統(tǒng)的模型及性能指標(biāo)
1.4.1 通信系統(tǒng)的一般模型
1.4.2 通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)
1.5通信系統(tǒng)的組成及分類(lèi)
1.5.1 按傳輸信號(hào)特征分類(lèi)
1.5.2 按傳輸介質(zhì)分類(lèi)
1.5.3 按調(diào)制方式分類(lèi)
1.5.4 按通信方式分類(lèi)
1.5.5 按業(yè)務(wù)功能分類(lèi)
1.6 通信網(wǎng)與電信網(wǎng)
1.6.1 通信網(wǎng)的定義與構(gòu)成
1.6.2 通信網(wǎng)的類(lèi)型與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
1.6.3 電信網(wǎng)
1.7 通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
1.8 小結(jié)
第二章 數(shù)字通信技術(shù)
2.1 數(shù)字通信系統(tǒng)概述
2.1.1 數(shù)字通信的系統(tǒng)模型
2.1.2 數(shù)字通信的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
2.2 模擬信號(hào)的數(shù)字化
2.2.1 抽樣
2.2.2 量化
2.2.3 脈沖編碼調(diào)制(PCM)
2.3 差錯(cuò)控制技術(shù)
2.3.1 信道的分類(lèi)
2.3.2 差錯(cuò)控制方式
2.3.3 差錯(cuò)控制原理
2.3.4 簡(jiǎn)單實(shí)用的編碼
2.4 數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸
2.4.1 基帶數(shù)字傳輸系統(tǒng)
2.4.2 基帶數(shù)字傳輸?shù)拇a型
2.4.3 基帶數(shù)字傳輸?shù)慕邮斩颂幚?
2.5 數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸
2.5.1 二進(jìn)制振幅鍵控
2.5.2 二進(jìn)制頻移鍵控
2.5.3 二進(jìn)制相移鍵控
2.5.4 多進(jìn)制調(diào)制
2.6 復(fù)用和同步技術(shù)
2.6.1 多路復(fù)用技術(shù)
2.6.2 數(shù)字復(fù)接技術(shù)
2.6.3 同步技術(shù)
2.7 小結(jié)
第三章 計(jì)算機(jī)通信
3.1 計(jì)算機(jī)通信概述
3.1.1 計(jì)算機(jī)通信的定義
3.1.2 數(shù)據(jù)通信
3.1.3 協(xié)議與標(biāo)準(zhǔn)
3.2 開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)協(xié)議
3.2.1 OSI互聯(lián)參考模型
3.2.2 TCP/IP協(xié)議
3.2.3 OSI/RM與TCP/IP比較
3.3 MAC協(xié)議及局域網(wǎng)
3.3.1 局域網(wǎng)
3.3.2 MAC地址
3.3.3 802.X協(xié)議
3.4 IP協(xié)議及互聯(lián)網(wǎng)
3.4.1 IP地址
3.4.2 IP協(xié)議
3.4.3 互聯(lián)網(wǎng)
3.4.4 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備
3.5 TCP/UDP協(xié)議
3.5.1 TCP協(xié)議
3.5.2 UDP協(xié)議
3.6 小結(jié)
第四章 現(xiàn)代交換技術(shù)
4.1 交換技術(shù)概述
4.2 數(shù)據(jù)交換方式
4.2.1 電路交換
4.2.2 報(bào)文交換
4.2.3 分組交換
4.2.4 異步傳輸模式ATM
4.2.5 MPLS
4.2.6 軟交換
4.2.7 光交換
4.3 傳統(tǒng)電話網(wǎng)
4.3.1 傳統(tǒng)電話交換網(wǎng)的組成
4.3.2 數(shù)字程控交換機(jī)
4.3.3 電話網(wǎng)的編號(hào)計(jì)劃
4.3.4 No.7信令系統(tǒng)
4.3.5 智能網(wǎng)
4.4 業(yè)務(wù)融合的IP電話網(wǎng)
4.4.1 IP電話網(wǎng)的發(fā)展背景
4.4.2 VoIP的關(guān)鍵技術(shù)
4.4.3 下一代網(wǎng)絡(luò)NGN
4.4.4 IP多媒體系統(tǒng)
4.5 小結(jié)
第五章 光纖通信
5.1 光纖通信概述
5.1.1 光纖通信的定義
5.1.2 光纖通信技術(shù)的發(fā)展
5.1.3 光纖通信系統(tǒng)的組成
5.1.4 光纖通信的特點(diǎn)
5.2 光纖與光纜
5.2.1 光纖的結(jié)構(gòu)與種類(lèi)
5.2.2 光纖的導(dǎo)光原理
5.2.3 光纖的傳輸特性
5.2.4 光纜的結(jié)構(gòu)與種類(lèi)
5.3 光纖通信網(wǎng)
5.3.1 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)概述
5.3.2 SDH傳送網(wǎng)
5.3.3 波分復(fù)用技術(shù)
5.3.4 光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
5.3.5 光接入網(wǎng)技術(shù)
5.4 光纖通信新技術(shù)
5.5 小結(jié)
第六章 移動(dòng)通信
6.1 移動(dòng)通信的基本技術(shù)
6.1.1 移動(dòng)通信概述
6.1.2 移動(dòng)信道的傳播特性
6.1.3 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)技術(shù)
6.1.4 抗衰落技術(shù)
6.1.5 組網(wǎng)技術(shù)
6.2 2G移動(dòng)通信系統(tǒng)
6.2.1 第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)概述
6.2.2 GSM系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)
6.2.3 基于CDMA的移動(dòng)通信技術(shù)
6.3 3G移動(dòng)通信技術(shù)
6.3.1 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)概述
6.3.2 基于WCDMA的系統(tǒng)
6.3.2 基于CDMA2000的系統(tǒng)
6.3.3 TD-SCDMA技術(shù)
6.4 4G移動(dòng)通信技術(shù)
6.4.1 LTE概述
6.4.2 LTE-Advanced技術(shù)
6.5 5G移動(dòng)通信技術(shù)
6.5.1 5G愿景與需求
6.5.2 5G進(jìn)展
6.6 小結(jié)
第七章 多媒體通信技術(shù)
7.1 多媒體通信概述
7.1.1 多媒體通信的基本概念
7.1.2 多媒體通信的關(guān)鍵技術(shù)
7.1.3 多媒體通信的發(fā)展趨勢(shì)
7.2 音頻壓縮編碼
7.2.1 音頻與聽(tīng)覺(jué)
7.2.2 音頻信號(hào)編碼
7.2.3 音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)
7.3 圖像壓縮編碼
7.3.1 圖像與視覺(jué)
7.3.2 圖像編碼技術(shù)
7.3.3 圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)
7.4 視頻壓縮編碼
7.4.1 視頻壓縮基本概念
7.4.2 視頻編碼技術(shù)
7.4.3 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)
7.5 多媒體通信網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用
7.5.1 多媒體通信的網(wǎng)絡(luò)
7.5.2 多媒體通信的應(yīng)用系統(tǒng)
7.6 小結(jié)
第八章 信息安全
8.1 信息安全概述
8.1.1 信息安全的定義
8.1.2 信息安全威脅
8.1.3 信息安全模型
8.2 數(shù)據(jù)加密技術(shù)
8.2.1 對(duì)稱(chēng)密碼技術(shù)
8.2.2 非對(duì)稱(chēng)密碼技術(shù)
8.3 網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)
8.3.1 用戶(hù)身份認(rèn)證技術(shù)
8.3.2 黑客與網(wǎng)絡(luò)攻擊
8.3.3 計(jì)算機(jī)病毒與木馬防護(hù)
8.3.4 防火墻技術(shù)
8.3.5 入侵檢測(cè)技術(shù)
8.3.6 虛擬專(zhuān)網(wǎng)技術(shù)
8.4 小結(jié)
第九章 現(xiàn)代通信新技術(shù)
9.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
9.1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的概念
9.1.2 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
9.2 云計(jì)算技術(shù)
9.2.1 云計(jì)算技術(shù)的概念
9.2.2 云計(jì)算的應(yīng)用
9.3 大數(shù)據(jù)技術(shù)
9.3.1 大數(shù)據(jù)的概念
9.3.2 大數(shù)據(jù)的應(yīng)用
9.4 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)
9.4.1 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的概念
9.4.2 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
9.5 量子通信技術(shù)
9.5.1 量子通信的概念
9.5.2 量子通信模型及類(lèi)型
9.6 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)
9.6.1 虛擬現(xiàn)實(shí)的概念
9.6.2 虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用
9.7 人工智能技術(shù)
9.7.1 人工智能的概念
9.7.2 人工智能的應(yīng)用
附錄 信息通信領(lǐng)域?qū)I(yè)縮略語(yǔ)和術(shù)語(yǔ)