通信技術(shù)基礎(chǔ)

前言

　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電氣工程與自動化技術(shù)正以令人矚目的發(fā)展速度，改變著我國工業(yè)的整體面貌。同時，對社會的生產(chǎn)方式、人們的生活方式和思想觀念也產(chǎn)生了重大的影響，并在現(xiàn)代化建設(shè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。隨著與信息科學(xué)、計算機(jī)科學(xué)和能源科學(xué)等相關(guān)學(xué)科的交叉融合，它正在向智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化的方向發(fā)展?！　〗逃桥囵B(yǎng)人才和增強(qiáng)民族創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)，高等學(xué)校作為國家培養(yǎng)人才的主要基地，肩負(fù)著教書育人的神圣使命。在實際教學(xué)中，根據(jù)社會需求，構(gòu)建具有時代特征、反映最新科技成果的知識體系是每個教育工作者義不容辭的光榮任務(wù)?！　〗虝耍滩南刃?。機(jī)械工業(yè)出版社幾十年來出版了大量的電氣工程與自動化類教材，有些教材十幾年、幾十年長盛不衰，有著很好的基礎(chǔ)。為了適應(yīng)我國目前高等學(xué)校電氣工程與自動化類專業(yè)人才培養(yǎng)的需要，配合各高等學(xué)校的教學(xué)改革進(jìn)程，滿足不同類型、不同層次的學(xué)校在課程設(shè)置上的需求，由中國機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會電氣工程及自動化學(xué)科教育委員會、中國電工技術(shù)學(xué)會高校工業(yè)自動化教育專業(yè)委員會、機(jī)械工業(yè)出版社共同發(fā)起成立了“全國高等學(xué)校電氣工程與自動化系列教材編審委員會”，組織出版新的電氣工程與自動化類系列教材。這類教材基于“加強(qiáng)基礎(chǔ)。削枝強(qiáng)干，循序漸進(jìn)，力求創(chuàng)新”的原則，通過對傳統(tǒng)課程內(nèi)容的整合、交融和改革，以不同的模塊組合來滿足各類學(xué)校特色辦學(xué)的需要。并力求做到：　　1．適用性：結(jié)合電氣工程與自動化類專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、專業(yè)定位，按技術(shù)基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課和教學(xué)實踐等環(huán)節(jié)，進(jìn)行選材組稿。對有的具有特色的教材采取一綱多本的方法。注重課程之間的交叉與銜接，在滿足系統(tǒng)性的前提下，盡量減少內(nèi)容上的重復(fù)?！　?．示范性：力求教材中展現(xiàn)的教學(xué)理念、知識體系、知識點和實施方案在本領(lǐng)域中具有廣泛的輻射性和示范性，代表并引導(dǎo)教學(xué)發(fā)展的趨勢和方向?！　?．創(chuàng)新性：在教材編寫中強(qiáng)調(diào)與時俱進(jìn)，對原有的知識體系進(jìn)行實質(zhì)性的改革和發(fā)展，鼓勵教材涵蓋新體系、新內(nèi)容、新技術(shù)，注重教學(xué)理論創(chuàng)新和實踐創(chuàng)新，以適應(yīng)新形勢下的教學(xué)規(guī)律?！　?．權(quán)威性：本系列教材的編委由長期工作在教學(xué)第一線的知名教授和學(xué)者組成。他們知識淵博，經(jīng)驗豐富。組稿過程嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致，對書目確定、主編征集、資料申報和專家評審等都有明確的規(guī)范和要求，為確保教材的高質(zhì)量提供了有力保障?！　〈颂捉滩牡捻樌霭妫群蟮玫饺珖鴶?shù)十所高校相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的大力支持和廣大骨干教師的積極參與，在此謹(jǐn)表示衷心的感謝，并歡迎廣大師生提出寶貴的意見和建議?！　〈颂捉滩牡某霭嫒缒茉谵D(zhuǎn)變教學(xué)思想、推動教學(xué)改革、更新專業(yè)知識體系、創(chuàng)造適應(yīng)學(xué)生個性和多樣化發(fā)展的學(xué)習(xí)環(huán)境、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力等方面收到成效，我們將會感到莫大的欣慰?！　∪珖叩葘W(xué)校電氣工程與自動化系列教材編審委員會

內(nèi)容概要

　　《通信技術(shù)基礎(chǔ)》是普通高等教育“十一五”規(guī)劃教材叢書?！锻ㄐ偶夹g(shù)基礎(chǔ)》內(nèi)容可概括為3部分：其一，通信的歷史演進(jìn)、信息時代、現(xiàn)代通信的概念及其廣泛應(yīng)用。其二，通信技術(shù)基本內(nèi)容、基本概念、基本應(yīng)用，信息、信源、交換、傳輸及數(shù)字通信3大系統(tǒng)，信息網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用以及它們之間的關(guān)系。其三，通信的發(fā)展前景、協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用中的接口技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)中可靠與安全的熱點話題?！　　锻ㄐ偶夹g(shù)基礎(chǔ)》共分lO章：現(xiàn)代通信及應(yīng)用概述、信息與信號、信源數(shù)字化、信息傳輸技術(shù)基礎(chǔ)、信息交換技術(shù)、現(xiàn)代通信系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用、通信技術(shù)的發(fā)展、通信協(xié)議與應(yīng)用接口技術(shù)、通信的可靠與安全?！　　锻ㄐ偶夹g(shù)基礎(chǔ)》突出通信技術(shù)工程應(yīng)用基礎(chǔ)的特點，抓住通信的基本概念、特別是“數(shù)字化”這一核心思想進(jìn)行講述，解析當(dāng)代信息工程領(lǐng)域信息網(wǎng)絡(luò)方面通信技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)，使學(xué)生能用這些基礎(chǔ)知識和技術(shù)去理解各種信息網(wǎng)絡(luò)，為適應(yīng)信息技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用打下基礎(chǔ)。　　《通信技術(shù)基礎(chǔ)》注重講解通信技術(shù)的基本概念、基本內(nèi)容和基本應(yīng)用，深入淺出，前呼后應(yīng)。書中盡量避免繁瑣公式推導(dǎo)，偏重于通信技術(shù)基礎(chǔ)和應(yīng)用方面的描述。

作者簡介

　　鮮繼清，教授，碩士生導(dǎo)師，中國電子學(xué)會、通信學(xué)會高級會員；1969年畢業(yè)于重慶郵電學(xué)院通信工程專業(yè)，參與我國最早的數(shù)字通信PCM系統(tǒng)研制工作。曾擔(dān)任全國郵電高等函授教學(xué)指導(dǎo)委員會副主任，重慶郵電大學(xué)自動化學(xué)院院長、黨總支書記等職務(wù)。主持國家及?。ㄊ校┎考壙蒲?、教育教學(xué)改革研究項目多項?！　≈骶幱小冬F(xiàn)代通信技術(shù)概論》、《現(xiàn)代通信系統(tǒng)》、《現(xiàn)代通信系統(tǒng)與信息網(wǎng)》等教材。

書籍目錄

序前言第1章 現(xiàn)代通信及應(yīng)用概述1.1 通信與現(xiàn)代通信1.1.1 通信的歷史演進(jìn)1.1.2 通信的定義1.1.3 現(xiàn)代通信的基本概念1.2 信息時代與現(xiàn)代通信1.2.1 信息時代的概念1.2.2 信息技術(shù)與信息化1.2.3 通信技術(shù)在信息化中的地位與作用1.3 通信技術(shù)應(yīng)用概述1.3.1 通信與生活1.3.2 通信與電子政務(wù)1.3.3 通信與企業(yè)信息化1.3.4 通信與商務(wù)信息化1.3.5 通信與軍事思考題與習(xí)題第2章 信息與信號2.1 信息的概念2.1.1 基本概念2.1.2 香農(nóng)對“信息”的定義2.2 信息的度量2.2.1 自信息2.2.2 信息熵2.3 信號的概念及分類2.3.1 基本概念2.3.2 信號的分類2.4 信號的一般特性2.5 隨機(jī)信號概述2.5.1 隨機(jī)變量2.5.2 隨機(jī)過程的一般表述2.5.3 平穩(wěn)隨機(jī)過程2.6 通信中噪聲的概念2.6.1 噪聲的分類2.6.2 高斯噪聲2.6.3 高斯白噪聲2.7 信息處理2.7.1 信息處理的基本概念2.7.2 信息處理的主要手段思考題與習(xí)題第3章 信源數(shù)字化3.1 引言3.2 模擬信號的數(shù)字化3.2.1 抽樣定理3.2.2 模擬信號的量化3.2.3 脈沖編碼調(diào)制3.2.4 語音壓縮編碼3.2.5 圖像壓縮編碼3.2.6 語音和圖像壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)3.3 離散信源編碼3.3.1 信源編碼的相關(guān)概念3.3.2 編碼效率3.3.3 最佳編碼法3.4 傳感器的數(shù)字化技術(shù)3.4.1 基本概念3.4.2 傳感器信息數(shù)字化3.4.3 信息數(shù)字化的實現(xiàn)思考題與習(xí)題第4章 信息傳輸技術(shù)基礎(chǔ)4.1 信息傳輸和信道4.1.1 信息傳輸?shù)幕靖拍?.1.2 有線傳輸信道4.1.3 無線傳輸信道4.2 傳輸技術(shù)基礎(chǔ)4.2.1 模擬傳輸技術(shù)基礎(chǔ)4.2.2 數(shù)字傳輸技術(shù)基礎(chǔ)4.3 多路信號傳輸技術(shù)4.3.1 信號多路傳輸?shù)幕靖拍?.3.2 PDH數(shù)字復(fù)接4.3.3 SDH數(shù)字復(fù)接思考題與習(xí)題第5章 信息交換技術(shù)5.1 信息交換的基本概念5.1.1 交換的概念5.1.2 交換的方式分類5.1.3 信息交換的常用術(shù)語5.2 幾種主要的數(shù)字交換技術(shù)5.2.1 程控交換技術(shù)5.2.2 分組交換技術(shù)5.2.3 ATM交換技術(shù)5.2.4 IP與軟交換技術(shù)思考題與習(xí)題第6章 現(xiàn)代通信系統(tǒng)6.1 數(shù)字通信系統(tǒng)概述6.1.1 現(xiàn)代通信系統(tǒng)模型6.1.2 現(xiàn)代通信系統(tǒng)分類6.2 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.2.1 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的概念6.2.2 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的組成6.2.3 SDH光同步傳輸系統(tǒng)6.2.4 光波分復(fù)用系統(tǒng)6.2.5 光傳送網(wǎng)6.3 數(shù)字微波與衛(wèi)星通信系統(tǒng)6.3.1 數(shù)字微波通信系統(tǒng)概述6.3.2 衛(wèi)星通信系統(tǒng)6.3.3 數(shù)字衛(wèi)星通信系統(tǒng)的概念6.3.4 衛(wèi)星通信多址方式6.3.5 數(shù)字衛(wèi)星通信系統(tǒng)范例6.4 數(shù)字移動通信系統(tǒng)6.4.1 移動通信系統(tǒng)概述6.4.2 蜂窩數(shù)字移動通信系統(tǒng)6.4.3 GSM數(shù)字移動通信系統(tǒng)6.4.4 CDMA移動通信系統(tǒng)思考題與習(xí)題第7章 通信網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用7.1 通信網(wǎng)的概述7.1.1 通信網(wǎng)的概念與拓?fù)?.1.2 通信網(wǎng)的分類7.2 公用通信網(wǎng)7.2.1 電話網(wǎng)7.2.2 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)7.2.3 廣播電視網(wǎng)7.3 通信網(wǎng)的支撐系統(tǒng)7.3.1 信令網(wǎng)7.3.2 同步網(wǎng)7.3.3 電信管理網(wǎng)7.4 接入網(wǎng)7.5 專用信息網(wǎng)7.5.1 政務(wù)信息網(wǎng)7.5.2 電力信息網(wǎng)7.5.3 交通信息網(wǎng)7.5.4 工業(yè)、企業(yè)信息網(wǎng)7.5.5 監(jiān)控網(wǎng)7.5.6 移動自組織網(wǎng)7.5.7 校園網(wǎng)7.5.8 家居信息網(wǎng)思考題與習(xí)題第8章 通信技術(shù)的發(fā)展8.1 現(xiàn)代通信發(fā)展概述8.1.1 通信技術(shù)的綜合化發(fā)展8.1.2 通信系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)的寬帶化8.1.3 通信網(wǎng)絡(luò)的智能化8.1.4 通信的個人化8.1.5 通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用及網(wǎng)絡(luò)全球化8.2 通信系統(tǒng)的發(fā)展8.2.1 光纖通信系統(tǒng)的發(fā)展8.2.2 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的發(fā)展8.2.3 陸地移動通信系統(tǒng)的發(fā)展8.3 信息交換的發(fā)展8.3.1 IP交換向軟交換的發(fā)展8.3.2 光交換技術(shù)8.4 通信網(wǎng)的發(fā)展8.4.1 三網(wǎng)融合8.4.2 第二代光互聯(lián)網(wǎng)8.4.3 下一代網(wǎng)絡(luò)——NGN8.5 NIl與GII和網(wǎng)絡(luò)的全球化8.5.1 NII與GII的概念8.5.2 網(wǎng)絡(luò)全球化思考題與習(xí)題第9章 通信協(xié)議與應(yīng)用接口技術(shù)9.1 通信協(xié)議與標(biāo)準(zhǔn)概述9.1.1 通信協(xié)議的概念9.1.2 通信協(xié)議的主要內(nèi)容9.1.3 通信標(biāo)準(zhǔn)化組織簡介9.2 通信總線及接口基本概念9.2.1 通信總線接口概述9.2.2 并行通信9.2.3 串行通信9.2.4 串行通信和并行通信的發(fā)展9.3 常用內(nèi)部串行通信總線及接口9.3.1 SPI總線及接口9.3.2 I2C總線及接口9.3.3 UART異步串行通信接口9.4 常用外部通信總線及接口9.4.1 異步串行總線及接口9.4.2 USB接口9.4.3 以太網(wǎng)接口9.4.4 PCMICA9.4.5 1394總線及接口9.4.6 CAN總線及接口思考題與習(xí)題第10章 通信的可靠與安全10.1 概述10.1.1 通信可靠與安全的意義10.1.2 通信可靠與安全的現(xiàn)狀10.2 通信的可靠10.2.1 通信可靠性的含義10.2.2 通信可靠性的影響因素及特點10.2.3 通信的可靠性設(shè)計10.2.4 通信可靠性的評價模型與方法10.2.5 我國通信的可靠性管理10.3 通信的安全10.3.1 通信安全的內(nèi)涵10.3.2 影響通信安全的主要因素10.3.3 實現(xiàn)通信安全的主要途徑10.3.4 通信安全的典型解決方案思考題與習(xí)題參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章 現(xiàn)代通信及應(yīng)用概述　　1.1 通信與現(xiàn)代通信　　1.1.1 通信的歷史演進(jìn)　　通信的歷史演進(jìn)伴隨著通信技術(shù)的發(fā)展，它與人類社會的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有極為密切的關(guān)系。通信技術(shù)的發(fā)展深刻地改變著人們的生產(chǎn)方式和生活習(xí)慣，推動人類社會向前邁進(jìn)。從通信的發(fā)展可以看到社會進(jìn)步的過程。通信發(fā)展的歷史雖然沒有明確的界限，但大致可以分為3個階段，即古代通信、近代通信、現(xiàn)代通信?！　?．古代通信　　在遠(yuǎn)古時候，人類的祖先就已經(jīng)能夠在一定范圍內(nèi)借助于呼叫、打手勢或采取以物示意的辦法來相互傳遞一些簡單的信息，至今在人們的生活中仍然能找到這些方式的影子，如旗語（通過各色旗子的舞動）、號角、燈塔、喇叭、擊鼓敲鑼、風(fēng)箏、信號樹、信鴿等?！　∥覈鞘澜缟献钤缃⒂薪M織的傳遞信息系統(tǒng)的國家之一。驛傳是早期有組織的通信方式，就是通過騎馬接力送信的方法，將文書一個驛站接一個驛站地傳遞下去。驛站是古代接待傳遞公文的差役和來訪官員途中休息、換馬的處所，它在我國古代信息傳遞中有著重要的地位和作用，在通信手段十分原始的情況下，擔(dān)負(fù)著政治、經(jīng)濟(jì)、文化、軍事等方面的信息傳遞任務(wù)。中國信息文化的發(fā)源地之一的嘉峪關(guān)，其火車站廣場有一“驛使”雕塑，驛使手舉簡牘文書，驛馬四足騰空，速度飛快，就是對當(dāng)時驛傳的描繪。發(fā)展到宋代時，將所有的公文和書信的機(jī)構(gòu)總稱為“遞”，并出現(xiàn)了“急遞鋪”。急遞的驛騎馬頸上系有銅鈴，在道上奔馳時，白天鳴鈴，夜間舉火，撞死人不負(fù)責(zé)。鋪鋪換馬，數(shù)鋪換人，風(fēng)雨無阻，晝夜兼程。南宋初年抗金將領(lǐng)岳飛被宋高宗以12道金牌從前線強(qiáng)迫召回臨安，這類金牌就是急遞鋪傳遞的金字牌，含有十萬火急的意思?！　」湃艘渤３＠脛游锿ㄐ?，如信鴿傳書、鴻雁傳書、魚傳尺素、青鳥傳書、黃耳傳書等就是古人利用動物通信的最好典范。有“會飛的郵遞員”美稱的鴿子，是人們使用最廣泛的動物。同鴻雁傳書一樣，魚傳尺素也被認(rèn)為是郵政通信的象征。在我國古詩文中，魚被看做傳遞書信的使者，并用“魚素”、“魚書”、“鯉魚”、“雙鯉”等作為書信的代稱。　　……

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