本教材的編寫以現(xiàn)代信息通信領域中新技術、新方法、新業(yè)務為亮點,區(qū)別于市場上同類教材以工科專業(yè)為背景,以“必需、夠用”為度,“全而新”為原則,采用通俗易懂的語言講解,突出基本概念,講清原理,避開大量公式推導,同時新增實際應用與相關領域發(fā)展動向,深入淺出,循序漸進,增加書本的可讀性和普遍適用性。適合作為普通高校通信專業(yè)低年級學生或非通信專業(yè)(如計算機工程類、管理工程類、機械類、化工類、經(jīng)濟類等)本科生、研究生的專業(yè)選修課或公共選修課教材,也可作為高職高專院校相關專業(yè)教材,或?qū)νㄐ偶夹g感興趣的有關人員的參考書。全書內(nèi)容共分為八個章節(jié),涉及通信原理、信號與系統(tǒng)的基礎理論,還包括語音通信、計算機通信、光纖通信、移動通信、信息安全和物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新通信技術的知識。內(nèi)容深入淺出,有理論有應用,教師可根據(jù)教學學時計劃合理安排。
目前市場上相關的國外的同類教材對于沒有通信工程專業(yè)背景或通信基礎薄弱的非通工專業(yè)讀者并不適用,而國內(nèi)一些出版社出版過少數(shù)同類教材,但絕大部分出版時間久遠,內(nèi)容更新速度跟不上實際信息通信技術的發(fā)展。本教材的編寫以現(xiàn)代信息通信領域中新技術、新方法、新業(yè)務為亮點,區(qū)別于市場上同類教材以工科專業(yè)為背景,以“必需、夠用”為度,“全而新”為原則,采用通俗易懂的語言講解,突出基本概念,講清原理,避開大量公式推導,同時新增實際應用與相關領域發(fā)展動向,深入淺出,循序漸進,增加書本的可讀性和普遍適用性。適合作為普通高校通信專業(yè)低年級學生或非通信專業(yè)(如計算機工程類、管理工程類、機械類、化工類、經(jīng)濟類等)本科生、研究生的專業(yè)選修課或公共選修課教材,也可作為高職高專院校相關專業(yè)教材,或?qū)νㄐ偶夹g感興趣的有關人員的參考書。
隨著當今科學技術的不斷發(fā)展,人類社會正進入全球信息化時代。由通信技術、電子技術以及計算機和信息服務產(chǎn)業(yè)所構成的信息通信產(chǎn)業(yè),已成為信息化社會的重要基礎。面對日益更新、種類繁多的通信新技術,無論是高校學生還是從事信息通信領域的技術人員,都希望能夠快速、有效地學習、掌握或是了解相關通信技術的概念及基本原理,把握通信技術的*新發(fā)展趨勢。這正是本書編寫的目的所在。
本書共分為9個章節(jié)。第1章主要介紹通信技術中的基本概念及通信發(fā)展簡史;第2章介紹了數(shù)字通信技術的基本原理,其中包括模擬信號的數(shù)字化方法,差錯控制方法,數(shù)字信號的基帶和頻帶傳輸,以及多路傳輸和同步技術;第3章主要介紹計算機網(wǎng)絡的特點及其網(wǎng)絡體系結(jié)構,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)議和應用;第4章介紹了相關傳統(tǒng)交換和現(xiàn)代交換相關技術,包括相關數(shù)據(jù)交換原理及相關技術、傳統(tǒng)程控電話交換技術和7號信令系統(tǒng);第5章介紹光纖通信系統(tǒng)的基本概念,主要技術,發(fā)展歷程及未來發(fā)展展望等;第6章介紹了移動通信的概念,以及各代移動通信系統(tǒng)的基本概況和關鍵技術;第7章主要介紹了多媒體通信技術的基本概念、音頻、圖像、視頻壓縮編碼技術,以及多媒體網(wǎng)絡及應用;第8章介紹了信息安全技術的概念和常用的網(wǎng)絡安全與防范技術;第9章主要介紹了當今通信領域中已經(jīng)被采用或正在研究的一些新技術的概念及其簡單應用,包括物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)、量子通信、虛擬現(xiàn)實以及人工智能。本書每章都附有小結(jié)和思考題,有助于讀者學習和思考。全書*后還附有縮略詞英漢對照表,可以幫助讀者熟悉通信領域的信息技術專業(yè)詞匯。
本書的第1章、第3章、第8章、第9章以及附錄由金蓉編寫,第2章、第6章、第7章由梁彥霞編寫,第4章、第5章由張新社編寫,全書由金蓉統(tǒng)稿。本書承蒙西安郵電大學副校長、博士生導師盧光躍教授主審。盧教授在百忙之中抽出寶貴時間、全面仔細地審閱了全書,并提出了十分寶貴的修改意見,在此表示由衷的感謝。
在本書的編寫過程中,作者得到了西安郵電大學通信與信息工程學院院長孫愛晶副教授、通信與信息工程學院副院長楊武軍副教授以及通信與信息工程學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)驗不足,加上作者水平有限、時間倉促,書中難免有不當和疏漏之處,敬請廣大讀者批評指正。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,主要從事無線通信干擾與資源管理,語音編碼,信息壓縮等研究方向。發(fā)表期刊會議等論文二十余篇,授權發(fā)明專利3項,主持陜西省科技廳國際交流與合作項目,陜西省教育廳項目等,作為主要參與人參與國家重大專項、國家自然科學基金等。曾參與編寫美國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》,清華大學出版社出版的《全國通信專業(yè)技術人員職業(yè)水平考試參考用書通信專業(yè)綜合能力(初級)考試輔導)》,人民郵電出版社出版的《全國通信專業(yè)技術人員職業(yè)水平考試試題分析與解答(初級)》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 信號和信道
1.2.1 信息、消息與信號
1.2.2 信號的分類
1.2.3 信號的時域和頻域特性
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
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
1.5通信系統(tǒng)的組成及分類
1.5.1 按傳輸信號特征分類
1.5.2 按傳輸介質(zhì)分類
1.5.3 按調(diào)制方式分類
1.5.4 按通信方式分類
1.5.5 按業(yè)務功能分類
1.6 通信網(wǎng)與電信網(wǎng)
1.6.1 通信網(wǎng)的定義與構成
1.6.2 通信網(wǎng)的類型與拓撲結(jié)構
1.6.3 電信網(wǎng)
1.7 通信技術的發(fā)展趨勢
1.8 小結(jié)
第二章 數(shù)字通信技術
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)點和缺點
2.2 模擬信號的數(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 差錯控制技術
2.3.1 信道的分類
2.3.2 差錯控制方式
2.3.3 差錯控制原理
2.3.4 簡單實用的編碼
2.4 數(shù)字信號的基帶傳輸
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)字信號的頻帶傳輸
2.5.1 二進制振幅鍵控
2.5.2 二進制頻移鍵控
2.5.3 二進制相移鍵控
2.5.4 多進制調(diào)制
2.6 復用和同步技術
2.6.1 多路復用技術
2.6.2 數(shù)字復接技術
2.6.3 同步技術
2.7 小結(jié)
第三章 計算機通信
3.1 計算機通信概述
3.1.1 計算機通信的定義
3.1.2 數(shù)據(jù)通信
3.1.3 協(xié)議與標準
3.2 開放系統(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)絡互聯(lián)設備
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
4.1 交換技術概述
4.2 數(shù)據(jù)交換方式
4.2.1 電路交換
4.2.2 報文交換
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
4.3.3 電話網(wǎng)的編號計劃
4.3.4 No.7信令系統(tǒng)
4.3.5 智能網(wǎng)
4.4 業(yè)務融合的IP電話網(wǎng)
4.4.1 IP電話網(wǎng)的發(fā)展背景
4.4.2 VoIP的關鍵技術
4.4.3 下一代網(wǎng)絡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
5.2 光纖與光纜
5.2.1 光纖的結(jié)構與種類
5.2.2 光纖的導光原理
5.2.3 光纖的傳輸特性
5.2.4 光纜的結(jié)構與種類
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 波分復用技術
5.3.4 光網(wǎng)絡技術
5.3.5 光接入網(wǎng)技術
5.4 光纖通信新技術
5.5 小結(jié)
第六章 移動通信
6.1 移動通信的基本技術
6.1.1 移動通信概述
6.1.2 移動信道的傳播特性
6.1.3 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)技術
6.1.4 抗衰落技術
6.1.5 組網(wǎng)技術
6.2 2G移動通信系統(tǒng)
6.2.1 第二代移動通信系統(tǒng)概述
6.2.2 GSM系統(tǒng)及關鍵技術
6.2.3 基于CDMA的移動通信技術
6.3 3G移動通信技術
6.3.1 第三代移動通信系統(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
6.4 4G移動通信技術
6.4.1 LTE概述
6.4.2 LTE-Advanced技術
6.5 5G移動通信技術
6.5.1 5G愿景與需求
6.5.2 5G進展
6.6 小結(jié)
第七章 多媒體通信技術
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 多媒體通信的關鍵技術
7.1.3 多媒體通信的發(fā)展趨勢
7.2 音頻壓縮編碼
7.2.1 音頻與聽覺
7.2.2 音頻信號編碼
7.2.3 音頻編碼標準
7.3 圖像壓縮編碼
7.3.1 圖像與視覺
7.3.2 圖像編碼技術
7.3.3 圖像壓縮標準
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
7.4.3 視頻壓縮標準
7.5 多媒體通信網(wǎng)絡及應用
7.5.1 多媒體通信的網(wǎng)絡
7.5.2 多媒體通信的應用系統(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
8.2.1 對稱密碼技術
8.2.2 非對稱密碼技術
8.3 網(wǎng)絡安全技術
8.3.1 用戶身份認證技術
8.3.2 黑客與網(wǎng)絡攻擊
8.3.3 計算機病毒與木馬防護
8.3.4 防火墻技術
8.3.5 入侵檢測技術
8.3.6 虛擬專網(wǎng)技術
8.4 小結(jié)
第九章 現(xiàn)代通信新技術
9.1 物聯(lián)網(wǎng)技術
9.1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術的概念
9.1.2 物聯(lián)網(wǎng)的應用
9.2 云計算技術
9.2.1 云計算技術的概念
9.2.2 云計算的應用
9.3 大數(shù)據(jù)技術
9.3.1 大數(shù)據(jù)的概念
9.3.2 大數(shù)據(jù)的應用
9.4 移動互聯(lián)網(wǎng)
9.4.1 移動互聯(lián)網(wǎng)的概念
9.4.2 移動互聯(lián)網(wǎng)的應用
9.5 量子通信技術
9.5.1 量子通信的概念
9.5.2 量子通信模型及類型
9.6 虛擬現(xiàn)實技術
9.6.1 虛擬現(xiàn)實的概念
9.6.2 虛擬現(xiàn)實的應用
9.7 人工智能技術
9.7.1 人工智能的概念
9.7.2 人工智能的應用
附錄 信息通信領域?qū)I(yè)縮略語和術語