基本信息
书名:大话无线通信
定价:45.00元
作者:丁奇
出版社:人民邮电出版社
出版日期:2010-01-01
ISBN:9787115217417
字数:
页码:
版次:1
装帧:平装-胶订
开本:16开
商品重量:0.599kg
编辑推荐
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内容提要
本书是一本介绍无线通信的通俗书,首先介绍了有线通信向无线通信的演进、通信系统的理论基础知识和无线通信的空中接口技术,然后以GSM系统为范例详细介绍了一个无线通信系统的组成、空中接口物理层、Um接口的第三层协议、七号信令和通信的信令流程。 本书来源于通信人家园(bbs.c114.)非常热门的技术帖“无线通信原理通俗解读”。全书采用了独特的行文风格,大量采用“水煮”的方式来帮助读者快速而轻松地对无线通信技术有一个整体的认识。本书在写法上没有采取先摆结论后进行解说的方式,而是先提出问题,再逐步给出解决问题的方法,希望读者知其然也能知其所以然,向读者揭示无线通信的奥秘。对于初学者而言,这种方式尤其有效。 本书可供无线通信技术的初学者和自学者阅读参考,也可作为无线通信从业人员的参考书。
目录
作者介绍
丁奇,现就职于某通信设备商,之前曾供职于运营商,对技术理解透彻,文字功底深厚,文风生动幽默,涉猎甚广,除技术外,对历史、管理、金融等学科有深厚兴趣,所著书中亦有其思想体现,著有畅销图书《大话无线通信》、《大话移动通信》,后续还会有新品推出。
文摘
序言
《光辉的轨迹:信号传输的艺术与科学》 一、 跨越时空的对话:人类对远距离通信的百年求索 自古以来,人类就从未停止过对“远隔千山万水,却能心意相通”的渴望。从烽火狼烟的古老信号,到依靠信鸽传递信息的渺茫期待,再到蒸汽时代的电报电话,每一次技术的革新,都意味着人类在缩短时空距离上的又一次巨大飞跃。然而,这些早期的通信方式,要么信号微弱,易受干扰;要么速率低下,信息量有限。真正的“无线”革命,是一场对自然界潜在能量的深刻洞察,一场将电磁波的神秘力量转化为人类沟通桥梁的伟大实践。 这本书,并非对某些特定技术细节的百科全书式罗列,也非简单粗暴的“技术堆砌”。它旨在揭示隐藏在无线通信背后,那股驱动人类不断探索、突破边界的智慧之光,以及这条充满智慧与挑战的“光辉轨迹”。我们将一起回溯,看看人类是如何从模糊的电磁波理论,一步步走向精准而高效的无线传输,如何从简单的摩尔斯码,演进到今天能够承载高清视频、海量数据的复杂网络。 二、 穿越电磁迷雾:从理论萌芽到无线世界的曙光 要理解无线通信,首先要认识我们所处的这个无形而强大的领域——电磁波。本书将带你走进电磁学的殿堂,不是为了让你成为一名物理学家,而是让你领略那些伟大的头脑如何洞察物质世界的奥秘。我们将从麦克斯韦方程组这宛如宇宙语法般的公式开始,体会它如何预言了电磁波的存在,并勾勒出其传播的规律。这就像是为我们打开了一扇通往全新世界的大门。 接着,我们将聚焦于赫兹的开创性实验。这位伟大的科学家,用严谨的实验验证了电磁波的存在,并成功地产生了、检测到了它们。这标志着无线电时代的黎明,证明了利用电磁波进行远距离通信的科学可能性。我们会仔细剖析赫兹实验的精巧设计,理解每一个环节的意义,感受科学家在探索未知时,那种严谨、大胆与创新的精神。 然而,从实验室的验证到实际的应用,还有漫长的道路。我们将探讨早期的无线电技术,比如马可尼如何将赫兹的发现转化为实用的远程通信系统,他如何克服了信号衰减、干扰等诸多技术难题,最终实现了跨越大西洋的无线电报传输。这不仅仅是技术的突破,更是人类智慧与毅力的胜利。我们会看到,早期无线电技术的每一次进步,都伴随着对信号传播特性的深入研究,以及对发射和接收装置的不断优化。 三、 声音、图像、数据的流淌:从模拟到数字的深刻变革 早期的无线通信,主要以模拟信号为主。这意味着,信息直接以信号的连续变化来表示,就像声音的波形直接映射到电波的波形。虽然这种方式在初期实现了声音的远距离传输,但其固有的缺陷也日益凸显:信号易受噪声干扰而失真,传输距离有限,且难以实现高效的信息编码和存储。 本书将深入浅出地阐述模拟信号传输的原理,以及它所面临的挑战。我们将模拟技术比作“手工绘制的画作”,虽然充满艺术感,却难以精确复制和完美保存。而数字信号,则像是“像素化的图像”,它将连续的信息离散化,用0和1这两个简单的符号来表示。这种“0101”的语言,看似简单,却蕴含着无比强大的生命力。 数字化的浪潮,是无线通信发展史上的一个里程碑。我们将详细探讨数字信号的优势:更高的抗干扰能力,更强的保密性,更高效的信息压缩和纠错能力,以及更低的设备成本。我们会看到,数字化是如何将原本粗糙的模拟信号,转化为清晰、准确、可控的数字信息流,为更复杂的通信任务奠定了坚实的基础。 从模拟到数字的转变,并非一蹴而就。我们将追溯这一过程中的关键技术和理论发展,比如采样定理、量化、编码等概念。我们会用生动的比喻,让你理解这些抽象的数字信号处理过程,理解它们如何让无线通信的质量和效率得到质的飞跃。 四、 编织信息之网:从点对点到无处不在的无线网络 一旦信息能够以数字化的形式被准确、高效地传输,人类的目光便投向了更广阔的天地——如何将无数个点连接起来,形成一个无缝的信息网络。无线网络的发展,是解决这一问题的关键。 本书将带领你走进无线网络的世界。我们将从早期的无线电台和寻呼系统说起,理解它们如何实现了基本的点对点或点对多点的通信。然后,我们将聚焦于蜂窝通信的诞生。蜂窝网络的出现,彻底改变了人们对移动通信的认知。我们将解析蜂窝网络的基本原理,包括基站、小区划分、频率复用等概念,理解它们是如何巧妙地实现大规模用户的同时接入和通信。 随着技术的不断进步,无线网络的速度和容量也在飞速提升。我们将回顾从第一代到如今的各代移动通信技术(1G、2G、3G、4G、5G)的发展历程。这不是简单的时间线叙述,而是深入分析每一代技术在核心技术上的突破,例如从模拟到数字的飞跃(2G),从语音到数据传输的增强(3G),高速数据传输的实现(4G),以及如今万物互联的愿景(5G)。我们会强调,每一次代际的升级,都离不开对无线传输技术、网络架构、编码方式等方面的深刻创新。 同时,我们也将触及Wi-Fi、蓝牙等其他重要的无线技术。它们各自扮演着怎样的角色?如何与蜂窝网络协同工作,共同构建起一个立体的信息传播体系?我们将探讨它们的设计理念和应用场景,展现无线通信在我们的日常生活、工作乃至于社会发展中所扮演的不可或缺的角色。 五、 穿越障碍的智慧:信号传播的奥秘与抗干扰之道 无线信号的传输并非一帆风顺。它必须穿越空气、墙壁,甚至要跨越山川河流。在这个过程中,信号会遇到各种各样的“阻碍”和“干扰”,就像是在信息传递的道路上设置了重重难关。 本书将深入探讨无线信号传播的物理规律。我们将分析信号衰减(Path Loss)是如何发生的,为什么距离越远,信号越弱。我们会了解多径效应(Multipath Effect),即信号经过多次反射、散射后到达接收端,由此产生的信号叠加和失真。这些都是影响无线通信质量的关键因素。 面对这些挑战,人类发明了无数巧妙的“智慧”来克服。我们将详细介绍几种核心的抗干扰技术。例如,信号调制(Modulation),它就像是给信息穿上一件“易于在空气中传播”的外衣,将信息“编码”到载波信号中。我们会介绍幅度调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)等基本原理,以及更先进的数字调制技术,如QPSK、QAM等,理解它们如何更有效地编码信息,提高频谱利用率。 信号解调(Demodulation)则是调制技术的“反向操作”,是如何从接收到的信号中“剥离”出原始信息。信号放大(Amplification)和信号滤波(Filtering),则是保持信号强度、滤除干扰信号的重要手段。 更重要的是,本书将重点阐述多天线技术(Multiple-Antenna Technologies),尤其是MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)。这是一种革命性的技术,通过在发射端和接收端使用多个天线,能够显著地提升通信的容量和可靠性,克服多径效应带来的不利影响。我们会用形象的比喻,让你理解MIMO技术是如何让信号在“多条道路”上同时传输,如同拥有多条信息高速公路,从而极大地提高了传输效率。 此外,我们还会讨论编码技术(Coding Techniques),尤其是信道编码(Channel Coding)。这是一种“添加冗余”的智慧,通过在信息中加入特定的校验位,即使信号在传输过程中出现错误,也能在接收端被检测出来,甚至被纠正。我们将介绍海明码、卷积码、Turbo码、LDPC码等经典的编码方案,理解它们如何为无线通信筑起一道坚实的“纠错防线”。 六、 信号的“语言”:编码、解码与信息安全 信息能够被准确无误地传输,离不开“编码”这一神奇的工具。编码是将原始信息转化为适合无线传输的特定格式的过程,而解码则是反向过程。本书将深入探索编码的艺术,让你理解为何它在无线通信中如此重要。 我们将从源编码(Source Coding)开始,它关注的是如何高效地压缩信息,去除冗余,以便用最少的比特数来表示信息。例如,图像压缩(如JPEG)和音频压缩(如MP3)都是源编码的经典应用。我们将揭示这些压缩技术背后隐藏的数学原理和信息论思想,让你理解为何能够实现如此高的压缩比,同时又不至于损失太多信息。 接着,我们将重点介绍信道编码(Channel Coding),如前所述。它并非为了压缩信息,而是为了对抗信道噪声和干扰。我们将详细分析各种纠错码的设计思想,以及它们如何通过增加一定的冗余度来提高传输的可靠性。理解这些编码方案,就如同掌握了为信息“加密”和“解密”的钥匙,能够让信号在充满不确定性的无线环境中“安全抵达”。 此外,在信息安全日益重要的今天,加密技术(Encryption)在无线通信中也扮演着至关重要的角色。我们将简要介绍对称加密和非对称加密的基本概念,以及它们在保障通信隐私和数据安全方面的作用。虽然本书的重点并非纯粹的网络安全,但理解信息如何在无线世界中被保护起来,也是构成无线通信整体认知的重要一环。 七、 展望未来:无限可能性的无线前沿 无线通信的发展从未停歇,它的未来充满了无限的可能性。本书的最后一章,将带你放眼未来,展望无线通信的下一个篇章。 我们将讨论当前正在蓬勃发展的技术,如5G的进一步演进(5G-Advanced),以及未来6G的概念。这些新的技术将带来怎样的变革?我们将看到更高的传输速率,更低的延迟,更广泛的连接能力,以及更加智能化的网络。 人工智能(AI)与无线通信的深度融合,将是未来发展的重要趋势。AI将如何优化网络资源分配,预测和消除干扰,甚至实现自主的网络管理?我们将探讨AI在无线通信中的应用前景,以及它将如何重塑我们的通信体验。 物联网(IoT)的爆发式增长,对无线通信提出了新的要求。我们将探讨低功耗广域网(LPWAN)等技术,以及它们如何支持海量设备的连接和数据传输,从而驱动智慧城市、智能家居等应用的实现。 无线供能(Wireless Power Transfer),以及无线通信与感知(Sensing)的结合,也将是未来发展的重要方向。想象一下,设备在通信的同时也能获取周围环境的信息,甚至无需充电就能实现能源的无线供给,这将是怎样一个令人兴奋的未来? 本书并非是对未来的精准预测,而是基于当前技术发展趋势的合理推测。我们旨在激发读者对无线通信未来发展的思考,以及对其中蕴含的无限可能性的憧憬。 《光辉的轨迹:信号传输的艺术与科学》,将是一场穿越时空的智慧之旅,它将带领你走进一个精彩绝伦的无线世界,让你深刻理解人类如何凭借智慧与勇气,不断突破时空的限制,编织起一张张连接你我、连接世界的无形之网。它不仅仅是一本关于技术的书,更是一本关于人类不懈追求连接与沟通的史诗。
最让我感到惊喜的是这本书在“安全与隐私”部分的处理方式。在如今这个数据泄露事件频发的时代,仅仅讨论如何“更快”地传输信息已经远远不够了。这本书用相当篇幅探讨了无线信道固有的不安全性,从物理层的窃听风险,到加密算法在移动设备上的实现挑战。作者清晰地解释了公钥基础设施(PKI)在建立安全连接中的核心作用,并且没有回避当前加密技术面临的量子计算威胁。这种将技术实现与社会责任、安全伦理紧密结合的视角,让整本书的格局瞬间打开了。它提醒我们,每一次点击、每一次连接背后,都牵动着复杂的安全博弈。这种对技术“双刃剑”效应的深刻反思,使得这本书的价值超越了单纯的技术指南,更像是一部关于信息时代公民素养的启蒙读物。