商品簡介
《重點大學計算機教材：數據通信》以培養學生對當今流行的數據通信技術的掌握和應用能力為目的，采用深入淺出的寫作指導思想與原則，比較系統地介紹了數據通信的基本概念、基本原理和技術基礎，涉及傳輸介質、數字信號分析、基帶傳輸和載波調制傳輸、同步、交換、差錯控制和復用，以及GSM網絡和3G等移動通信相關知識。全書共分10章，各章后面均附有習題，書后還提供了參考答案。
《重點大學計算機教材：數據通信》可作為計算機科學與技術專業碩士和軟件工程專業工程碩士研究生的教材，也可作為數據通信和網絡愛好者的參考書。
序
本書作者結合多年的教學經驗，參閱了目前國內外比較優秀的一些同類教材，根據本學科的發展趨勢和最新的技術成果，既注重數據通信的基礎理論與基本概念的介紹，又強調了核心知識與應用技術，同時也涉及了當今最新的通信技術；內容上一改大多數通信類書籍申過多地介紹基礎理論、羅列大量的定理和數學公式等風格，少講過程與中間推導，注重結論與結果及實用技術；盡量將原理與實現技術相聯系，注重培養學生獨立思考、實際應用與創新能力；結構上也進行了合理的安排。總之，本書力爭使各個章節內容劃分得當、緊湊且風格土保持一致，做到有因有果，易于接受；加深學生對原理的理解、基礎知識與實用技術的掌握，以及提升實踐運用與創新能力。
本書主要由劉衍珩、王健編著，鄧鈞憶、張婧、周鵬和王沿錫也參與了部分章節的編寫工作。全書由劉衍珩通審。
吉林大學的胡亮教授和盂繁二研究員對本書的編寫給予了極大關心與支持，在此表示誠摯的謝意。
由于編者水平有限，書中難免存在不足之處，懇請讀者批評指正。
編者
目次
前言
教學建議
第1章 通信基礎簡介
1.1 通信技術發展
1.2 通信系統模型
1.3 數據傳輸介質
1.3.1 傳輸線理論
1.3.2 傳輸介質
1.3.3 實際信道特性
1.4 噪聲與干擾
1.4.1 噪聲
1.4.2 干擾
1.4.3 信噪比與誤碼率
習題1
第2章 信號
2.1 信號的類型
2.2 確知信號的性質
2.2.1 功率信號的頻譜
2.2.2 能量信號的頻譜密度
2.2.3 功率（周期）信號的頻譜密度
2.2.4 能量信號的能量譜密度
2.2.5 功率信號的功率譜密度
2.2.6 自相關函數
2.2.7 互相關函數
2.2.8 相關系數
2.3 隨機過程
2.3.1 隨機過程的基本概念
2.3.2 平穩隨機過程
2.4 高斯過程
2.4.1 高斯過程的定義
2.4.2 高斯過程的性質
2.4.3 高斯隨機變量
2.4.4 加性高斯白噪聲
2.5 窄帶隨機過程
2.6 正弦波加窄帶高斯過程
2.7 信號通過線性系統
習題2
第3章 模擬調制系統
3.1 線性調制
3.1.1 振幅調制
3.1.2 雙邊帶調制
3.1.3 線性調制的抗噪聲性能
3.2 非線性調制
3.2.1 角調制的基本原理
3.2.2 頻率調制
3.2.3 調頻信號的產生和解調
3.2.4 調頻系統的抗噪聲性能
3.3 各種模擬調制系統的比較
習題3
第4章 模擬信號的數字化
4.1 模擬信號的抽樣
4.1.1 低通模擬信號的抽樣
4.1.2 帶通模擬信號的抽樣
4.1.3 模擬脈沖調制
4.2 抽樣信號的量化
4.2.1 量化原理
4.2.2 均勻量化
4.2.3 非均勻量化
4.3 脈沖編碼調制
4.3.1 脈沖編碼調制的基本原理
4.3.2 PCM系統中的噪聲影響
4.4 差分脈沖編碼調制
4.4.1 差分脈沖編碼調制的基本原理
4.4.2 DPCM的量化噪聲
4.5 增量調制
4.5.1 增量調制的基本原理
4.5.2 增量調制系統的抗噪聲性能
習題4
第5章 基帶數字信號的表示和傳輸
5.1 基帶數字信號的表示
5.1.1 字符的編碼方法
5.1.2 基帶數字信號的波形
5.2 基帶數字信號的傳輸碼型
5.2.1 傳輸碼型的要求
5.2.2 幾種常用的傳輸碼型
5.3 基帶數字信號的頻率特性
5.4 基帶數字信號傳輸與碼間串擾
5.4.1 基帶數字信號傳輸系統的組成
5.4.2 無碼間串擾基帶傳輸
5.5 眼圖
5.6 時域均衡器
習題5
第6章 基本的數字調制系統
6.1 引言
6.2 二進制幅移鍵控
6.3 二進制頻移鍵控
6.4 二進制相移鍵控
6.5 二進制差分相移鍵控
6.6 二進制數字鍵控傳輸系統性能比較
6.7 多進制數字鍵控
6.7.1 多進制幅移鍵控
6.7.2 多進制相移鍵控
6.7.3 多進制差分相移鍵控
6.7.4 多進制頻移鍵控
6.8 其他數字調制系統
6.8.1 單邊帶調制
6.8.2 殘留邊帶調制
6.8.3 正交振幅調制
6.8.4 幅度相位混合調制
習題6
第7章 同步和多路復用
7.1 載波同步方法
7.1.1 插入導頻法
7.1.2 直接法
7.2 位同步
7.2.1 外同步法
7.2.2 自同步法
7.3 群同步
7.3.1 起止同步法
7.3.2 集中插入法
7.3.3 分散插入法
7.4 網同步
7.5 頻分復用
7.6 時分復用
7.6.1 時分復用基本原理
7.6.2 同步時分復用
7.6.3 異步時分復用
7.7 碼分復用
7.8 多址技術
7.8.1 頻分多址
7.8.2 時分多址
習題7
第8章 信道編碼和差錯控制
8.1 糾錯編碼的基本原理
8.1.1 差錯分類
8.1.2 差錯控制的基本原理
8.2 糾錯編碼系統的性能
8.3 奇偶校驗碼
8.3.1 垂直奇偶校驗碼
8.3.2 水平奇偶校驗碼
8.3.3 二維奇偶校驗碼
8.4 線性分組碼
8.4.1 線性分組碼的原理
8.4.2 生成矩陣
8.4.3 監督矩陣
8.4.4 校正子
8.4.5 海明碼的基本原理
8.5 循環碼
8.5.1 循環碼的基本原理
8.5.2 循環碼的多項式
8.5.3 循環冗余校驗碼
8.5.4 CRC的檢錯能力
8.6 卷積碼
8.6.1 卷積碼的基本原理
8.6.2 狀態圖
8.6.3 樹圖
8.6.4 網格圖
8.6.5 維特比譯碼算法
8.7 Turbo碼
習題8
第9章 數字信號最佳接收原理
9.1 數字信號的統計表述
9.2 數字信號的最佳接收準則
9.3 確知數字信號的最佳接收機
9.4 確知數字信號最佳接收機的誤碼率
9.5 隨相數字信號的最佳接收
9.6 起伏數字信號的最佳接收
9.7 實際接收機和最佳接收機的性能比較
9.8 數字信號的匹配濾波接收原理
9.9 最佳基帶傳輸系統
9.9.1 理想信道的最佳傳輸系統
9.9.2 非理想信道的最佳基帶傳輸系統
習題9
第10章 移動通信
10.1 移動通信的發展簡述
10.2 移動通信的特點和傳輸方式
10.3 大尺度、小尺度衰落和多徑損耗
10.3.1 自由空間傳播模型
10.3.2 大尺度傳播模型
10.3.3 小尺度傳播模型
10.4 GSM網絡
10.4.1 移動IP工作機制
10.4.2 GSM網絡體系結構
10.4.3 GSM網絡特點
10.5 3G網絡
10.5.1 3G網絡業務
10.5.2 3G技術的網絡特性
10.5.3 3G網絡的典型代表技術
10.6 LTE網絡
10.6.1 LTE網絡簡介
10.6.2 LTE關鍵技術
10.6.3 LTE與4G的關系
習題10
各章 習題參考答案
參考文獻
書摘/試閱
內部噪聲主要是指熱噪聲，它是由于導體內部自由電子做無規則的熱運動（溫度越高越激烈）而產生的，是雜亂無章的。這種自由電子的無規則的碰撞運動在導體內部形成許多小的窄脈沖電流波動，其幅度、持續時間和方向都是隨機的，從而會在導體兩端隨機產生小的波動脈沖（小電壓），如電視中的雪花。雖然這種小電壓常常為微伏級的，但若經接收器中的放大器件的放大，還是不可忽視的。由此引起的位誤差完全是隨機的，常常通過加大信號功率以提高信號噪聲功率比的方法來減少其差錯。
熱噪聲的功率譜密度函數在整個頻域內是常數，即服從均勻分布，是一種功率譜密度在整個頻域內均勻分布即所有頻率具有相同能量的隨機噪聲，又稱白噪聲。實際上，理想的白噪聲是不存在的，通常只要噪聲功率譜密度函數均勻分布的頻率范圍遠遠超過通信系統工作頻率范圍時，就可近似認為是白噪聲。
2．外部噪聲
外部噪聲又分為兩種：自然噪聲和人為噪聲。
自然噪聲主要指天電噪聲和宇宙噪聲。天電噪聲（也稱大氣噪聲）是發生在大氣層中的各種電磁現象引起的，如雷電、帶電的雨雪和風沙天氣的塵埃運動等都會引起的放電現象，在極短時間內電壓可達數百萬伏，電流峰值可高達百萬安以上。其能量分布隨頻率升高而降低，對長波、中波通信影響較嚴重，短波次之，對超短波、微波的影響則很小，可以忽略。宇宙噪聲是太陽噪聲和銀河噪聲的總稱，是大氣層以外各天體輻射的電磁波所引起的一種起伏性干擾，由太陽引起的噪聲與太陽的輻射及太陽的黑子數有關（太陽黑子數多的年份，宇宙噪聲也加重）。當丁作頻率在150MH，以上時，天電噪聲和宇宙噪聲都比接收機內部噪聲小，基本上可不考慮。
人為噪聲是由汽車點火系統、高頻加熱設備、電力線、電機和電焊等工業電器設備中電流或電壓的劇烈變化如電路突然斷開或者接通時的瞬變過程而引起的電磁輻射造成的，且多屬于脈沖性的。大量噪聲混在一起還可能形成連續性噪聲，或連續性噪聲疊加有強烈的脈沖性噪聲。頻譜分析表明，這種噪聲的頻譜較寬，但噪聲強度也隨頻率升高而下降。通常，人為噪聲源的數量和集中程度隨地點和時間而異，故人為噪聲就地點或時間上來說，都是隨機變化的。一般噪聲源的直射影響距離為200—400米，但隨電力網傳播可達5-10公里。在1OOOMH，以下的頻段，人為噪聲較大，尤其是城市噪聲影響較大。這種干擾所引起的差錯往往是一串數據位的差錯，它是傳送數據中產生差錯的主要原因，這種差錯稱為突發差錯。雖然通過采用有效的屏蔽措施，改善設備性能，選擇合理的調制方法等可以大大降低噪聲，但是不能完全消除。這類噪聲是實際信道中常見的，在通信系統設計時應重點考慮。
1．4．2 干擾
與噪聲類似，干擾也是使通信性能變壞的重要因素。一般來說，噪聲（人為噪聲）主要來自內部，干擾來自外部，如其他無線電臺對本臺產生的干擾等；考慮到二者的影響，有時也將噪聲統稱為干擾。干擾按其性質可分為三種類型：周期性干擾、脈沖干擾和起伏干擾，常見的主要干擾有同頻干擾、鄰道干擾、互調干擾和其他干擾等。
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