內容簡介
移動通信是當前發展快、應用廣和前沿的通信領域之一。本書共分為八章,主要內容包括概述、移動通信網、 移動通信的電波傳播、數字調製技術、 GSM數字蜂窩移動通信係統與GPRS、CDMA數字蜂窩移動通信係統、第三代移動通信係統(3G)、 第四代移動通信係統(4G)。本書是作者近十年來為本科生、研究生講授“移動通信”課程教學經驗的總結,在選材上參考瞭新的文獻,因而在內容上充分反映瞭當代移動通信技術的新進展,在講述上內容全麵係統,結構嚴密,概念清晰,理論與工程相結閤,可讀性強。
本書可作為高等院校通信以及電子信息專業學生的教材,也可作為從事移動通信以及相關專業工作的工程技術人員的參考書。
《現代通信技術原理與應用》 概述 在信息爆炸、萬物互聯的時代,通信技術以前所未有的速度和深度滲透到社會經濟的各個層麵,成為驅動技術革新、提升生活品質的關鍵力量。從最初的電報到如今的5G、6G,通信技術的每一次飛躍都極大地拓展瞭人類的認知邊界和活動範圍。《現代通信技術原理與應用》旨在為讀者提供一個全麵、深入且係統性的現代通信技術知識體係。本書不僅梳理瞭通信技術發展的曆史脈絡,更著重於解析當前主流通信係統的核心原理、關鍵技術及其廣泛的應用場景,以期幫助讀者理解信息社會運轉的基石,並為相關領域的研究、開發和創新奠定堅實的基礎。 內容概要 本書的編寫遵循由淺入深、由理論到實踐的邏輯順序,力求在保證學術嚴謹性的同時,兼顧內容的易懂性和可讀性。 第一部分:通信係統的基礎理論 本部分內容將從通信的本質齣發,構建讀者對通信係統整體框架的認知。 信息論基礎: 探討信息的度量(比特)、熵的概念及其意義,為理解通信容量和數據壓縮奠定理論基礎。將介紹香農定理,闡述信道容量的極限,並解釋信道編碼的作用,包括信源編碼(如霍爾曼編碼、算術編碼)和信道編碼(如漢明碼、捲積碼、Turbo碼、LDPC碼)的基本原理和目的。 信號與係統: 迴顧傅裏葉變換、拉普拉斯變換、Z變換等重要的數學工具,以及它們在信號分析和係統響應中的應用。講解綫性時不變係統(LTI)的特性,如頻率響應、衝激響應和階躍響應。介紹采樣定理,解釋數字信號産生的基本原理,並討論抗混疊濾波器的作用。 調製與解調: 詳細闡述模擬調製技術,如調幅(AM)、調頻(FM)、調相(PM),分析它們的調製解調原理、頻譜特性及優缺點。深入講解數字調製技術,包括基本移位鍵控(ASK)、頻移鍵控(FSK)、相移鍵控(PSK)及其各種變種(如QPSK、8PSK),以及正交振幅調製(QAM)的原理。分析這些調製方式的功率譜密度、帶寬效率、抗噪聲能力等關鍵性能指標。 噪聲與乾擾: 探討通信係統中常見的噪聲類型,如熱噪聲、散粒噪聲、閃爍噪聲等,以及它們對信號的影響。介紹信噪比(SNR)和信號質量參數(如誤比特率BER、誤碼率)的定義和計算方法。講解乾擾的來源和類型,以及抗乾擾的基本策略。 第二部分:現代無綫通信係統的核心技術 本部分內容將聚焦於當前占據主導地位的無綫通信技術,剖析其關鍵技術細節。 多址技術: 深入分析實現多個用戶共享同一通信資源的各種多址技術。詳細介紹頻分多址(FDMA)、時分多址(TDMA)、碼分多址(CDMA)的工作原理、優缺點和適用場景。重點講解正交頻分復用(OFDM)技術,包括其原理、關鍵優勢(如抗多徑衰落、頻譜利用率高)以及在4G/5G等現代通信係統中扮演的角色。 無綫傳輸的物理層技術: 探討多徑傳播、衰落、乾擾等無綫信道特有的挑戰,並介紹相應的應對技術。講解均衡技術(如綫性均衡、非綫性均衡)用於補償符號間乾擾。介紹分集技術(如空間分集、頻率分集、時間分集)以提高信號的魯棒性。重點介紹MIMO(多輸入多輸齣)技術,包括其基本原理、空間復用、空間分集和波束賦形等多種應用模式,以及MIMO在提升係統容量和覆蓋範圍方麵的巨大潛力。 蜂窩移動通信網絡架構: 介紹蜂窩網絡的層級結構,包括核心網(Core Network)、接入網(Radio Access Network, RAN)和用戶終端(User Equipment, UE)。詳細講解移動通信係統中的關鍵功能,如切換(Handover)、尋呼(Paging)、位置更新(Location Update)等。分析不同代際移動通信係統(如2G、3G、4G、5G)在架構和技術上的演進,特彆是5G網絡在網絡切片、邊緣計算、超低時延通信(URLLC)和海量機器類通信(mMTC)等方麵的創新。 信道編碼與交織: 進一步深入信道編碼,重點介紹現代通信係統中廣泛使用的編碼方案,如Turbo碼和LDPC碼,分析它們的編碼結構、譯碼算法(如BCJR算法、軟判決譯碼)及其逼近香農極限的優異性能。講解交織(Interleaving)的作用,即通過打亂數據塊的順序來應對突發性錯誤,提高糾錯碼的效率。 第三部分:通信網絡與協議 本部分內容將擴展到通信網絡的層麵,討論網絡協議和互聯互通。 數據鏈路層與網絡層協議: 介紹數據鏈路層的基本功能,如幀同步、差錯控製(海明碼、CRC校驗)、流量控製。講解以太網(Ethernet)等局域網(LAN)技術。深入分析網絡層協議,重點介紹IP(Internet Protocol)協議,包括IPv4和IPv6的地址結構、數據報格式、路由選擇原理(如距離嚮量路由、鏈路狀態路由)。 傳輸層協議: 詳細闡述TCP(Transmission Control Protocol)和UDP(User Datagram Protocol)的功能和區彆。分析TCP的可靠傳輸機製,包括三次握閤、四次揮手、擁塞控製、流量控製、差錯恢復。講解UDP的無連接、不可靠傳輸特點及其適用場景(如實時音視頻傳輸)。 應用層協議與網絡應用: 介紹DNS(Domain Name System)、HTTP(Hypertext Transfer Protocol)、FTP(File Transfer Protocol)等常見應用層協議的工作原理,以及它們在互聯網應用中的作用。探討VoIP(Voice over IP)等實時通信技術的實現方式。 第四部分:新興通信技術與發展趨勢 本部分內容將展望未來,介紹當前和未來通信技術的發展方嚮。 物聯網(IoT)通信: 探討物聯網的通信需求和挑戰,介紹NB-IoT(Narrowband IoT)、LoRa(Long Range)等低功耗廣域網(LPWAN)技術,以及它們在智能傢居、智慧城市、工業自動化等領域的應用。 下一代移動通信(6G): 概述6G網絡可能具備的關鍵能力,如太赫茲通信、人工智能驅動的網絡優化、空天地一體化網絡、全息通信、感官互聯等,以及其潛在的應用前景。 人工智能在通信中的應用: 探討AI技術如何賦能通信係統,包括智能信道估計、智能波束賦形、網絡資源優化、故障預測與診斷等,以及AI如何提升通信係統的效率、性能和智能化水平。 安全通信: 討論通信安全的重要性,介紹加密技術(如對稱加密、非對稱加密)、認證技術、數字簽名等在保障通信過程中的應用。 本書特色 係統性強: 覆蓋瞭從基礎理論到前沿技術,構建瞭一個完整的通信技術知識框架。 原理深入: 注重對通信技術背後原理的剖析,幫助讀者理解“為什麼”而非僅僅“是什麼”。 應用導嚮: 結閤大量的實際應用場景,展示理論知識的實踐價值,激發讀者的學習興趣。 語言精煉: 采用清晰、準確的語言,力求避免晦澀難懂的專業術語,同時保證學術的嚴謹性。 前瞻性: 關注通信技術的最新發展動態和未來趨勢,為讀者提供前沿視野。 目標讀者 本書適閤電子信息工程、通信工程、計算機科學與技術等相關專業的高校學生,以及從事通信技術研發、網絡規劃與優化、産品設計等工作的工程師和技術人員。同時,對現代通信技術感興趣的廣大讀者,也可通過本書係統地瞭解信息社會運轉的奧秘。 通過對《現代通信技術原理與應用》的學習,讀者將能夠: 理解通信係統的基本工作原理和信息傳輸的本質。 掌握現代無綫和有綫通信係統中關鍵技術的理論基礎。 分析不同通信技術在性能、效率和適用性上的差異。 瞭解通信網絡協議的工作機製和互聯網的構建方式。 洞察通信技術未來的發展趨勢和潛在的應用前景。 本書緻力於為讀者搭建一座通往信息科技前沿的橋梁,助力每一位求知者在這個日新月異的時代中,成為更具競爭力的信息構建者和應用者。
最近剛入手瞭這本《移動通信(第五版)》,還沒來得及深入研讀,但光是翻閱目錄和前言,就覺得內容涵蓋得相當廣泛。尤其對其中關於5G及未來6G技術展望的部分,感覺作者的視野非常宏大,預測和分析都頗有深度。我個人是做通信設備研發的,平時工作就離不開這方麵的知識。這本書在傳統2G、3G、4G技術講解的基礎上,花瞭大量篇幅深入剖析瞭4G LTE Advanced和5G NR的核心技術,比如OFDM、MIMO、波束賦形等,這些都是我們日常工作中經常遇到的關鍵概念。而且,從前言的錶述來看,作者似乎非常注重理論與實踐的結閤,這一點對於我這樣的工程技術人員來說尤為重要。希望這本書的論述能夠清晰易懂,能夠幫助我理清一些復雜的概念,甚至為我今後的工作提供一些新的思路和啓發。期待能從書中獲得更多關於網絡架構、信道編碼、多址技術等方麵的深入理解,這些都是移動通信係統性能優劣的關鍵所在。