前言
技術(shù)進(jìn)步推動了人類進(jìn)步，深入研究發(fā)現(xiàn)，沒有哪一種技術(shù)對人類的影響能像通信技術(shù)一樣深刻、廣泛。在信息爆炸時代，信息的采集、處理、傳輸、交換、加工、挖掘、應(yīng)用，源于且更依賴于通信技術(shù)的進(jìn)步。
回顧通信發(fā)展史，佐證了通信對人類文明的深刻影響。從440萬年前出現(xiàn)南方古猿，大約在9萬年前人類開始說話，3��5萬年前開始使用語言。最原始通信語言的使用，促進(jìn)了人類對知識的掌握和傳播，但語言只能口口相傳，只能在部落內(nèi)、相近年代人之間傳播，知識積累非常慢，其結(jié)果是人類文明進(jìn)步緩慢。公元前3500年左右人類開始使用圖像符號，進(jìn)而演化出文字，這使知識可以異地傳播并長時間保存。公元105年蔡倫發(fā)明了被稱為四大發(fā)明之一的造紙術(shù)，使知識可以方便廉價跨地域傳輸，促進(jìn)了世界范圍內(nèi)不同國家、民族之間的知識共享和傳承，使人類可以學(xué)習(xí)、繼承、發(fā)揚前人思想，可以做到秀才不出門，全知天下事，紙質(zhì)文字通信開始加速人類文明進(jìn)程。1831年法拉第制造了世界上第一臺電磁感應(yīng)發(fā)電機，以電為基礎(chǔ)誕生了電報、電話、計算機、通信網(wǎng)絡(luò)，使人類逐步進(jìn)入了通信時代和信息時代。1844年電報的發(fā)明解決了信息的實時遠(yuǎn)程傳輸問題，1875年電話的發(fā)明實現(xiàn)了實時語音遠(yuǎn)距離傳輸，1895年無線電報的誕生使越洋通信和移動通信進(jìn)入人類生活。在此基礎(chǔ)上誕生的傳真與廣播電視帶來了媒體革命，新聞的快速傳播不僅提供休閑、娛樂，更使人們可即時了解世界動態(tài)，推動了社會民主、文明傳播進(jìn)程。1946年計算機的出現(xiàn)和1969年網(wǎng)絡(luò)的誕生，以及今天的云計算、數(shù)據(jù)挖掘、量子計算、區(qū)塊鏈的出現(xiàn)，增加了人類獲取、加工、存儲信息的能力，導(dǎo)致了信息爆炸時代的來臨。而雷達(dá)與衛(wèi)星的出現(xiàn)延伸了人類的感知，導(dǎo)致了射電天文學(xué)的出現(xiàn)，將人類的觸覺延伸到整個宇宙，人類進(jìn)入探索與外星人通信的時代。深海通信技術(shù)的發(fā)展，使人類的觸覺可伸向廣袤的海洋。物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)將地球上的所有物體同人類聯(lián)系在一起，人類進(jìn)入超感知世界。人工智能技術(shù)的出現(xiàn)，大量工作由智能機器完成，使人類工作效率大大提高，能有更多的時間享受生活和解決更加復(fù)雜的科學(xué)問題。
可以這樣形象地描述信息爆炸：現(xiàn)今人類每秒鐘創(chuàng)造的網(wǎng)線長度已經(jīng)超過了聲速，信息膨脹的速度和原子彈爆炸的速度是一樣的，而且這個爆炸是持續(xù)的。今天，人們有理由相信：通信改變?nèi)祟惿鐣�行為、通信顛覆世界面貌、通信鑄造未來夢想。
1�� 本書的內(nèi)容組織
全書用6章的篇幅，由淺入深地介紹了通信技術(shù)的發(fā)展歷程、通信網(wǎng)絡(luò)體系與基本終端、通信傳輸系統(tǒng)、通信交換技術(shù)及有線和無線通信應(yīng)用技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容。
第1章通信技術(shù)的發(fā)展過程，介紹了古代通信技術(shù)的發(fā)展、通信終端技術(shù)的發(fā)展、通信交換技術(shù)的發(fā)展、通信傳輸技術(shù)的發(fā)展、物聯(lián)網(wǎng)與人工智能技術(shù)的發(fā)展。包括原始通信的演進(jìn)、電的發(fā)明與應(yīng)用；電報的產(chǎn)生與消亡、電話的興起、廣播電視的演進(jìn)、計算機與相關(guān)應(yīng)用技術(shù)的出現(xiàn)；電話交換的演進(jìn)、數(shù)據(jù)交換的出現(xiàn)；電纜長途傳輸?shù)陌l(fā)展、光纖傳輸?shù)某霈F(xiàn)、無線長途傳輸?shù)难葸M(jìn)、雷達(dá)與衛(wèi)星通信的出現(xiàn)；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)、人工智能技術(shù)的出現(xiàn)。討論了通信技術(shù)發(fā)展過程及對人類文明與進(jìn)步的影響。為讀者建立一個通信體系的總體輪廓。
第2章通信網(wǎng)絡(luò)體系與基本終端，介紹了通信體系、通信終端和電話網(wǎng)絡(luò)的基本概念。包括對常見通信術(shù)語的理解、通信系統(tǒng)的基本概念、電話機和手機的結(jié)構(gòu)與工作過程；固定電話網(wǎng)和移動電話網(wǎng)的概念、本地電話網(wǎng)和長途電話網(wǎng)及國際電話網(wǎng)的組織、電話網(wǎng)中電話號碼的管理；分組數(shù)據(jù)網(wǎng)、電信網(wǎng)、接入網(wǎng)、長途電話網(wǎng)的基本概念。為讀者建立起通信網(wǎng)絡(luò)體系與基本終端的概念。
第3章通信傳輸系統(tǒng)基礎(chǔ)，介紹了通信信道的概念、不同傳輸介質(zhì)的信道、信號調(diào)制與編碼、信號濾波與電平調(diào)整。包括傳輸信道基本概念、信道頻分復(fù)用技術(shù)、時分復(fù)用技術(shù)、空分復(fù)用技術(shù)、碼分復(fù)用技術(shù)、金屬導(dǎo)線傳輸信道特性、光纖傳輸信道特性、高分子塑料導(dǎo)線傳輸信道特性、無線傳輸信道的特性、無線長波通信技術(shù)、中波通信技術(shù)、短波通信技術(shù)、微波通信技術(shù)、自由空間光通信技術(shù)、水下光通信技術(shù)；模擬信號的AM調(diào)制技術(shù)、FM調(diào)制技術(shù)、PM調(diào)制技術(shù)、數(shù)字信號的2ASK調(diào)制技術(shù)、2FSK調(diào)制技術(shù)、2PSK調(diào)制技術(shù)、DPSK調(diào)制技術(shù)、PAM調(diào)制技術(shù)、PWM調(diào)制技術(shù)、PPM調(diào)制技術(shù)、PFM調(diào)制技術(shù)、模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)、字符編碼技術(shù)、PCM編碼技術(shù)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)基帶信號常用碼型、數(shù)字基帶傳輸常用碼型；網(wǎng)絡(luò)傳輸函數(shù)的描述、無源濾波器設(shè)計技術(shù)、有源濾波器設(shè)計技術(shù)、數(shù)字濾波器設(shè)計技術(shù)、自適應(yīng)數(shù)字濾波器技術(shù)；信號電平調(diào)整的衰減器設(shè)計技術(shù)、均衡器設(shè)計技術(shù)、放大器設(shè)計技術(shù)。使讀者了解信號在通信網(wǎng)中傳輸所受到的信道影響和為適應(yīng)不同信道傳輸所要經(jīng)過的加工和處理環(huán)節(jié)。
第4章交換技術(shù)基礎(chǔ)，介紹了電話交換技術(shù)、數(shù)據(jù)交換技術(shù)和交換前沿技術(shù)。包括電話交換的分類與組成、程控數(shù)字電話交換技術(shù)、信令技術(shù)；電路交換與報文交換技術(shù)、分組交換技術(shù)、信元交換技術(shù)、多協(xié)議標(biāo)記交換技術(shù)、移動MPLS IP技術(shù)；空分光交換技術(shù)、時分光交換技術(shù)、波分光交換技術(shù)、軟交換技術(shù)、即時通信技術(shù)。使讀者了解信號在經(jīng)過通信網(wǎng)絡(luò)交換節(jié)點時會面臨的問題和所涉及的相關(guān)技術(shù)。
第5章有線通信應(yīng)用技術(shù)，介紹了骨干通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、用戶接入技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)與融合技術(shù)。包括SDH技術(shù)、PTN技術(shù)、SDN技術(shù)、量子通信技術(shù)、ULH DWDM技術(shù)、光孤子通信技術(shù)；PON接入技術(shù)、FTTx接入技術(shù)、IPTV技術(shù)、VoIP技術(shù)、VoLTE技術(shù)、VoWiFi技術(shù)；統(tǒng)一通信與融合通信技術(shù)、三網(wǎng)融合技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算技術(shù)、區(qū)塊鏈技術(shù)、未來通信技術(shù)。使讀者了解信號在有線傳輸信道中傳輸時會面臨的問題和解決這些問題所涉及的相關(guān)技術(shù)手段。
第6章無線通信應(yīng)用技術(shù)，介紹了遠(yuǎn)距離和近距離無線傳輸技術(shù)。包括移動通信技術(shù)、無線智能終端技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能無線信道獲取技術(shù)、衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)、特殊無線傳輸技術(shù)；ZigBee技術(shù)、Z-Wave技術(shù)、Wibree技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、UWB技術(shù)、NFC技術(shù)、60GHz技術(shù)、RFID技術(shù)。其中移動通信技術(shù)涉及WiMAX技術(shù)、4G技術(shù)、5G技術(shù)、6G技術(shù)；無線智能終端技術(shù)涉及智能手機技術(shù)、移動計算技術(shù)、移動IP技術(shù)；無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)涉及WiFi技術(shù)、LiFi技術(shù)、Ad Hoc技術(shù)、無線網(wǎng)格網(wǎng)技術(shù)、WLAN技術(shù)、WMAN技術(shù)、WPAN技術(shù)；智能無線信道獲取技術(shù)涉及SDR技術(shù)、CR技術(shù)、OPM技術(shù)；衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)涉及GPS導(dǎo)航和BD導(dǎo)航技術(shù)、移動GIS技術(shù)；特殊無線傳輸技術(shù)涉及FSO技術(shù)、近空通信技術(shù)、深空通信技術(shù)、水下無線通信技術(shù)、地下通信技術(shù)。使讀者了解信號在無線傳輸信道中傳輸時會面臨的問題和所涉及的相關(guān)技術(shù)手段。
2�� 本書適應(yīng)的課程及課時分配
本書內(nèi)容適用于電子大類、計算機大類、自動化大類及相關(guān)專業(yè)的大專生、本科生和研究生學(xué)習(xí)，也可供其他相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)與管理人員或通信技術(shù)愛好者作為擴大知識面的參考書籍。
本書教學(xué)共需40學(xué)時，不同層級和專業(yè)的學(xué)生，可根據(jù)教學(xué)大綱的安排和自己的特點進(jìn)行內(nèi)容的取舍。各章學(xué)習(xí)的參考學(xué)時分配為：第1章通信技術(shù)的發(fā)展過程，理論教學(xué)2學(xué)時；第2章通信網(wǎng)絡(luò)體系與基本終端，理論教學(xué)4學(xué)時；第3章通信傳輸系統(tǒng)基礎(chǔ)，理論教學(xué)6學(xué)時；第4章交換技術(shù)基礎(chǔ)，理論教學(xué)6學(xué)時；第5章有線通信應(yīng)用技術(shù)，理論教學(xué)8學(xué)時；第6章無線通信應(yīng)用技術(shù)，理論教學(xué)14學(xué)時。
3�� 第2版說明
《通信導(dǎo)論》(第2版)是在2013年第1版的基礎(chǔ)上改編而來的。原第1版共印刷了4次，受到不少讀者歡迎。但隨著通信技術(shù)的發(fā)展，涌現(xiàn)出許多新技術(shù)，因此第2版對第1版各章內(nèi)容進(jìn)行了較大規(guī)模的調(diào)整和重寫。由于本書篇幅的限制，一些新技術(shù)的介紹側(cè)重于基本概念，主要是拋磚引玉地提出問題，對此感興趣的讀者可進(jìn)一步參考相關(guān)書籍。為使用本書的教師提供了PPT課件、綜合練習(xí)和解答。
感謝四川工業(yè)科技學(xué)院對本書的支持。感謝研究生鄧鵬、李鑫、卿琦、陳俊鳳、吳睿、趙耀、羅鳳、鄧洪權(quán)、何楷、丁松柏、李果村、吳浩等同學(xué)對第2版給予的支持和幫助。

作者于四川工業(yè)科技學(xué)院目錄