
本书共分三篇14章,以通信系统中基本的三种通信技术:光纤通信、卫星通信、移动通信为主要内容,全面介绍了这三种技术的基本知识、基本理论和新发展动向。 本书可作为高等院校电子信息工程专业相关课程教材,也可以作为相近专业学习通信技术的选修课教材,同时可供从事这方面工作的工程技术人员和技术管理人员阅读和参考。
第2版前言 本书第1版于1998年由机械工业出版社出版以来,得到全国很多大专院校的支持和采用,先后印刷5次,受到广大师生的关注并提出了许多宝贵意见,在此表示衷心的感谢。虽然从第1版出版至今只有短短五、六年时间,但是“光纤通信”、“卫星通信”、“移动通信”等技术却取得了飞速发展。在光纤通信中,密集光波分复用技术(DWDM)和光放大器已经得到了普遍应用,WDM全光通信网的出现为光纤通信开拓了极为广阔的前景;在卫星通信技术中,数字卫星通信技术已经成为主流,基本取代了模拟卫星通信技术;在移动通信技术中,第一代蜂窝移动通信系统(1G)已经基本停止运营,取而代之的第二代数字蜂窝移动通信系统(2G)已经占有80%以上的移动市场份额,同时第三代移动通信系统(3G)已经开始投入商业运营。为了能够更好地适应教学的需要,充分反映这些技术的最新发展成果,我们重新修订了本书。 本书共分三篇14章,以通信系统中最基本的三种通信技术:光纤通信、卫星通信、移动通信为主要内容,全面介绍了这三种通信技术的基本知识、基本理论和最新发展动向。需要说明的是,由于各院校通常将有关“数据通信”的内容放在计算机通信网络课程中,因此在本修订版中不再包括这部分内容。 本书由冯锡钰编写绪论,,冯锡钰和邢慧玲编写第一篇,魏东兴编写第二篇,魏东兴和邢慧玲编写第三篇,全书由魏东兴统稿。此外,硕士研究生常娥、任春静、赵冠男、国炜、李旭、张荣强等同学认真阅读并整理了本书文稿,在此表示感谢。 本书在编写过程中,参阅了大量书籍、文章、资料,在此向这些文献的著作者表示诚挚的谢意。 本书的出版得到了大连理工大学教材出版基金的资助。 由于编者水平和能力有限,难免书中存在错误及疏漏之处,恳请广大读者斧正。 编著者 2003年7月于大连 第1版前言 随着信息社会的发展,通信技术以惊人的速度发展着,特别是以光纤通信、卫星通信和移动通信为代表的现代通信技术更是日新月异。为使学生在有限的学时内了解和掌握现代通信技术的发展,我们把以往单独设置的“光纤通信”、“卫星通信”、“移动通信”和“数据通信”等课程合并为一门“现代通信技术”课程。为适应教学的需要,特组织编写了本书。 本书全面地介绍现代通信的几个主要发展方向,全书分四篇十四章讲述光纤通信、卫星通信、移动通信和数据通信与数据网的基本知识和基本理论,并介绍了这些领域的新成果和新发展动向。 本书由冯锡钰编写绪论和第一篇,魏东兴编写第二篇,孙怡编写第三篇,刘军民编写第四篇。全书由冯锡钰主编。 本书得到大连理工大学教材出版基金的支持和大连理工大学教务处王续跃老师的大力帮助,在此表示诚挚的感谢。 由于编者水平有限,书中不足及错误之处,恳请广大读者批评指正。 编者 1997年1月
目 录
第2版前言
第1版前言
绪论
0.1 通信技术的发展及基本概念
0.1.1 通信技术的发展
0.1.2 通信系统及分类
0.1.3 通信方式
0.1.4 传输技术
0.1.5 质量指标
0.2 现代通信的主要技术
0.2.1 光纤通信
0.2.2 卫星通信
0.2.3 移动通信
0.3 现代通信技术发展趋势
0.3.1 通信技术数字化
0.3.2 通信业务综合化
0.3.3 网络互通融合化
0.3.4 通信网络宽带化
0.3.5 网络管理智能化
0.3.6 通信服务个人化
第1篇光纤通信
第1章 光纤通信概论
1.1 光纤通信的发展
1.1.1 光纤通信的发展历程
1.1.2 光纤通信的发展方向和新技术
1.2 光纤通信系统的基本构成
1.2.1 光纤线路
1.2.2 光发射机
1.2.3 光接收机
1.3 光纤通信的优点和应用
1.3.1 光纤通信的优点
1.3.2 光纤通信的应用
第2章 光纤和光缆
2.1 光纤的结构和类型
2.1.1 光纤结构
2.1.2 光纤类型
2.2 光纤的几何光学分析
2.2.1 射线理论要点
2.2.2 光在多模阶跃光纤中的传输
2.2.3 光在多模渐变光纤中的传输
2.3 光纤的波动光学分析
2.3.1 波动方程
2.3.2 光纤中的模式
2.3.3 单模光纤的模式特性
2.4光纤的传输特性
2.4.1 光纤的损耗特性
2.4.2 光纤的色散特性
2.5 光纤中的非线性光学效应
2.5.1 受激光散射
2.5.2 非线性折射
2.5.3 四波混频
2.6 光缆及连接技术
2.6.1 光缆及其结构
2.6.2 光纤及光缆的连接
第3章 光源和光发射机
3.1 光发射机的基本组成
3.2 半导体光源的发光机理
3.2.1 光辐射和粒子数反转分布
3.2.2 PN结的能带和电子分布
3.3 半导体激光器(LD)
3.3.1 形成激光振荡的条件
3.3.2 F-P腔半导体激光器
3.3.3 分布反馈激光器
3.3.4 半导体激光器的主要特性
3.4 发光二极管(LED)
3.4.1 发光二极管的结构
3.4.2 发光二极管的工作特性
3.5 光源的调制及驱动电路
3.5.1 光源的调制方式
3.5.2 直接调制及驱动电路
3.6 激光器的控制电路
3.6.1 自动温度控制
3.6.2 自动功率控制
第4章光接收机
4.1 数字光接收机的基本组成
4.2 光检测器
4.2.1 光敏二极管工作原理
4.2.2 PEN光敏二极管
4.2.3 雪崩光敏二极管(APD)
4.3 光接收机的前端及噪声
4.3.1 等效电路
4.3.2 光接收机的噪声与信噪比
4.3.3 前置放大器的设计
4.4 光接收机的灵敏度
4.4.1 误码率
4.4.2 灵敏度
4.4.3 理想光接收机的灵敏度
4.5 光接收机的线性通道及数据恢复
4.5.1 自动增益控制和动态范围
4.5.2 码间干扰与均衡滤波
4.5.3 数据恢复
第5章 光纤通信系统及新技术
5.1 系统结构与类型
5.1.1 光纤通信系统的结构
5.1.2 光纤通信系统的类型
5.2 数字光纤通信系统
5.2.1 数字光纤通信系统的组成
5.2.2 系统的性能
5.3 光同步数字传输网
5.3.1 SDH的产生
5.3.2 SDH的特点
5.3.3 SDH的帧结构
5.3.4 SDH的复用映射结构,
5.3.5 SDH传输网
5.4 光纤通信系统的设计
5.4.1 总体考虑
5.4.2 中继距离的计算
5.5 模拟光纤通信系统
5.5.1 调制方式
5.5.2 副载波复用(SCM)光传输系统
5.6 光纤接入网
5.6.1 接入网概述
5.6.2 光纤接入网的基本结杉和应用类型
5.6.3 无源光网络
5.6.4 有源光网络
5.6.5 光纤同轴电缆混合网
5.7光放大技术
5.7.1 掺铒光纤放大器(EDFA)工作原理
5.7.2 掺铒光纤放大器的优点和应用
5.8 光波分复用技术
5.8.1 光波分复用概述
5.8.2 WDM系统的构成及特点
5.8.3 光波分复用器与解复用器
5.9相干光通信技术
5.9.1 相干光通信系统的组成与工作原理
5.9.2 相干光通信的优点和关键技术
5.10 光孤子通信
5.10.1 光孤子的形成与传输特点
5.10.2 光孤子通信系统的构成
5.11 全光通信网
5.11.1 光传送网的概念
5.11.2 光传送网的分层结构
5.11.3 光分插复用器
5.11.4 光交叉连接器
5.11.5 WDM光网络示例
5.12光时分复用技术
参考文献
第2篇 卫星通信
第6章 卫星通信概论
6.1 卫星通信的概念
6.1.1基本概念
6.1.2 卫星通信的特点
6.1.3 卫星通信系统概述
6.2 卫星通信的发展
6.2.1 国际卫星通信的发展
6.2.2 中国卫星通信的发展
6.2.3 卫星通信技术的发展趋势
第7章 卫星通信系统
7.1 通信卫星
7.1.1 卫星的分类
7.1.2 卫星的轨道
7.1.3 静止卫星的发射
7.1.4 通信卫星的基本技术参数
7.1.5 通信卫星的组成
7.2 地球站系统
7.2.1 地球站的类型和基本要求
7.2.2 地球站的主要性能指标
7.2.3 地球站的组成
7.2.4 地球站的站址选择及布局
7.3 传输线路的计算
7.3.1 基本概念
7.3.2 传输损耗
7.3.3 噪声与干扰
7.3.4 卫星通信链路的计算
第8章 卫星通信系统信号传输技术
8.1 概述
8.2 信道复用技术
8.2.1 频分多址方式(FDMA)
8.2.2 时分多址方式(TDMA)
8.2.3 扩频多址方式(SSMA)
8.2.4 空分多址方式(SDMA)
8.2.5 随机多址方式(ALOHA)
8.3 信道分配
8.3.1 信道分配的含义
8.3.2 预分配(PA)方式
8.3.3 按需分配(按申请分配)方式
8.4 差错控制技术
8.4.1 差错类型
8.4.2 差错控制方法
8.4.3 信道编码技术
8.5 数字调制技术
8.5.1 概述
8.5.2 数字调制的基本原理
8.5.3 星通信系统中的数字调制技术
8.6 语音编码技术
8.6.1 概述
8.6.2 波形编码
8.6.3 参量编码——线性预测编码(LPC)
8.6.4 混合编码
8.7 数字电路倍增技术
第9章 卫星通信网
9.1 卫星广播电视网
9.1.1 卫星电视广播系统的组成
9.1.2 数字卫星电视广播
9.2 VSAT网
9.2.1 概述
9.2.2 VSAT网的组成及工作原理
9.2.3 VSAT小站设备简介
9.3 全球定位系统(GPS)
9.3.1 概述
9.3.2 GPS系统的组成
9.3.3 GPS定位原理
9.3.4 GPS系统的特点
参考文献
第3篇移动通信
第10章 移动通信概论
10.1 移动通信的基本概念与发展
10.1.1 基本概念
10.1.2 移动通信的演变与发展
10.2 移动通信系统的组成原理
10.2.1 移动通信系统的分类
10.2.2 移动通信系统的组成
10.2.3 移动通信的基本技术要求
10.3 移动通信的主要技术特点
第11章 无线信道的特性与电波传播
11.1 概述
11.2 无线信号的传播——大尺度路径损耗
11.2.1 自由空间无线信号的传播
11.2.2 反射、衍射与散射
11.3 路径损耗模型
11.3.1 地面反射(双射线)模型
11.3.2 室外传播模型
11.3.3 室内传播模型
11.3.4 其他信道的损耗特性
11.4 无线信道的特性——小尺度衰落与多径
11.4.1 多径传播
11.4.2 慢衰落与快衰落
11.4.3 选择性衰落
11.5 无线信道中的干扰
第12章 移动通信基本技术
12.1 数字调制解调技术
12.1.1 移动通信对数字调制的要求
12.1.2 恒包络调制技术
12.1.3 线性及恒包络混合调制方式
12.2 扩频(SS)技术
12.2.1 基本原理
12.2.2 直接序列扩频(DS—SS)
12.2.3 跳频扩频(FH-SS)
12.3 组网技术
12.3.1 概述
12.3.2 区域覆盖方式
12.3.3 蜂窝网组网
12.3.4 多信道共用技术
12.4 双工技术
12.4.1 频分双工
12.4.2 时分双工
12.5 抗衰落技术
12.5.1 分集技术
12.5.2 自适应均衡技术
12.6 网络安全技术
第13章 典型的移动通信系统简介
13.1 GSM系统
13.1.1 GSM的主要业务与特点
13.1.2 GSM的系统结构
13.1.3 GSM的无线子系统
13.1.4 GSM系统的信道类型
13.1.5 GSM系统的信号处理
13.1.6 GSM的呼叫接续及过区切换
13.1.7 短消息业务(SMS)
13.1.8 无线应用协议(WAP)
13.1.9 向3G过渡——GPRS与EDGE
13.2 CDMA系统
13.2.1 CDMA技术的发展
13.2.2 CDMA的基本原理与特点
13.2.3 IS-95A标准
13.2.4 IS-95B简介
13.3 数字无线市话系统
13.3.1 CT-2系统
13.3.2 DECT系统
13.3.3 PHS系统
13.3.4 PAS(小灵通)系统
13.4 卫星移动通信系统
13.4.1 概述
13.4.1 卫星移动通信系统的基本原理
13.4.3 铱(Iridium)系统
13.4.4 全球星(Globalstar)系统
13.5 高空平台站(HAP)通信系统
13.5.1 概述
13.5.2 HAP系统的基本原理
13.5.3 HAP系统的特点
第14章 新一代移动通信系统简介
14.1 引言
14.2 第三代移动通信标准简介
14.2.1 概述
14.2.2 IMT-2000使用的频段
14.2.3 IMT-2000的地面传输标准
14.2.4 现有系统向3G演进的过程
14.3 移动通信系统展望
参考文献
附录 英文缩写词汇对照表
大连理工大学