當(dāng)今世界，通信技術(shù)與各行各業(yè)深度融合，通信設(shè)備隨處可見，這些設(shè)備已成為21世紀(jì)最重要的標(biāo)志，它無時(shí)無刻不提示著： 現(xiàn)代通信技術(shù)正改變著人們的生活方式和生產(chǎn)方式。
然而，現(xiàn)有的通信系統(tǒng)正變得越來越復(fù)雜，面對5G技術(shù)，即使是通信相關(guān)專業(yè)的學(xué)生也感到無所適從。我們一直在思考如何讓學(xué)生在較短的時(shí)間輕松入門現(xiàn)代通信技術(shù)。事實(shí)上，這個(gè)問題已經(jīng)引起了社會(huì)的關(guān)注，《大話通信》、《大話無線通信》和《大話移動(dòng)通信》等成為暢銷書就是明證。
多年的教學(xué)實(shí)踐讓我們逐步悟出了一些道理：
(1) 回顧歷史是為了理解當(dāng)下。雖然舊技術(shù)不能滿足人們的需要，已經(jīng)被新技術(shù)淘汰了，但是新技術(shù)往往是在舊技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，如果鄙視舊技術(shù)，就無法理解新技術(shù)。
(2) 盡量引入更多的PK，在對比中討論。通過多個(gè)維度的比較，能夠活躍思維，發(fā)現(xiàn)問題所在，很快找準(zhǔn)切入點(diǎn)，甚至是創(chuàng)新點(diǎn)。
(3) 最直觀的教育是引導(dǎo)學(xué)習(xí)者自己走一遍。是不是懂了，去試一下�？荚囈彩窃�，但不如自測，而虛擬的自測更舒服。
因此，我們形成了一套有效的教學(xué)方案： 從最原始的通信系統(tǒng)談起，細(xì)致地勾勒出數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展脈絡(luò)； 立足當(dāng)前時(shí)代，多角度比較微波通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)、光纖通信系統(tǒng)和移動(dòng)通信系統(tǒng)，展示它們的各自特點(diǎn)； 采用易于動(dòng)手的程序，由易到難地安排PCM技術(shù)、基帶傳輸技術(shù)、二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制技術(shù)、卷積碼編譯碼技術(shù)、高階調(diào)制技術(shù)、CDMA技術(shù)、光纖傳輸技術(shù)、正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)和Polar碼編譯碼技術(shù)的仿真實(shí)驗(yàn)，從而直觀地討論現(xiàn)代通信的基本原理、基本方法和關(guān)鍵技術(shù)，幫助學(xué)習(xí)者快速把握現(xiàn)代通信技術(shù)的特點(diǎn)，輕松理解5G技術(shù)，從而弄清楚現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展趨勢。
本書在編寫過程中得到了重慶大學(xué)胡學(xué)斌、譚曉衡、曾浩、于彥濤等領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)懷和支持，在此表示由衷的謝意。
由于我們水平有限，書中肯定存在不足之處，懇請廣大讀者批評指正。
2023年4月
劉丹平，重慶大學(xué)副教授、碩士生導(dǎo)師。2005年于電子科技大學(xué)獲得博士學(xué)位。長期從事衛(wèi)星激光通信、深度學(xué)習(xí)和機(jī)器視覺等方面的教學(xué)和科研工作，講授現(xiàn)代通信系統(tǒng)信息論與編碼等課程。國家科技專家?guī)鞂＜摇?學(xué)位與研究生教育中心評閱專家、四川省科委評議專家、廣西省科委評議專家、中國電子學(xué)會(huì)高級會(huì)員。主持/參與完成國家863計(jì)劃、國防重點(diǎn)裝備基金、國防預(yù)研基金、科技部重大專項(xiàng)以及國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、面上項(xiàng)目、青年項(xiàng)目等。發(fā)表論文30多篇，授權(quán)專利20余項(xiàng)。
唐明春，重慶大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師。2013年于電子科技大學(xué)獲得博士學(xué)位，20112012年在美國亞利桑那大學(xué)進(jìn)行學(xué)術(shù)訪問。長期致力于微波毫米波集成電路與系統(tǒng)、天線及相控陣技術(shù)、寬帶無線通信技術(shù)等方向的研究。國家優(yōu)秀青年基金獲得者、重慶市杰出青年基金獲得者、重慶市學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人、重慶市科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才、重慶市高等學(xué)校青年骨干教師、重慶大學(xué)弘深優(yōu)秀學(xué)者。主持/參與國家863計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、國防預(yù)研基金、航空科技基金、國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金、中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)學(xué)�？萍紕�(chuàng)新專項(xiàng)重點(diǎn)項(xiàng)目等。發(fā)表論文260余篇，Google學(xué)術(shù)引用1700余次，申請專利50項(xiàng)，已授權(quán)16項(xiàng)。
賈云健,重慶大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師。2006年于日本大阪大學(xué)獲得博士學(xué)位，20062012年就職于日本日立公司中央研究所，任終身制研究員，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)先行研究組長，新一代移動(dòng)通信國際標(biāo)準(zhǔn)組長。長期從事信息通信、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、通信與計(jì)算協(xié)同等領(lǐng)域研究，在4G關(guān)鍵技術(shù)、5G網(wǎng)絡(luò)智能化、車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和6G方面開展深入研究。國家萬人計(jì)劃科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才、科技部中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才、重慶英才計(jì)劃創(chuàng)新領(lǐng)軍人才、重慶市引進(jìn)海外高層次人才、重慶高校創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)帶頭人。作為國家IMT-2020(5G)工作組成員以及《5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)架構(gòu)》白皮書主要編寫者之一，積極推動(dòng)我國5G研究及國際標(biāo)準(zhǔn)化工作。承擔(dān)國家級、省部級以及頭部企業(yè)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目20余項(xiàng)，發(fā)表論文100余篇，授權(quán)國內(nèi)外專利40余項(xiàng)。獲中國產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新獎(jiǎng)、重慶市科技進(jìn)步獎(jiǎng)、IEEE VTS優(yōu)秀青年學(xué)者獎(jiǎng)、IEICE期刊論文獎(jiǎng)、亞太通信大會(huì)最佳論文獎(jiǎng)等。
大綱 課件
源代碼 測試題
第1章現(xiàn)代通信概述
1．1通信系統(tǒng)的概念
1．2通信的歷史回顧
1．2．1遠(yuǎn)古通信系統(tǒng)
1．2．2近代通信系統(tǒng)
1．2．3現(xiàn)代通信系統(tǒng)
1．3現(xiàn)代通信的概念
1．4現(xiàn)代通信的特點(diǎn)
1．5仿真實(shí)驗(yàn)
1．5．1通信仿真概述
1．5．2基于頻分復(fù)用的通信系統(tǒng)仿真
習(xí)題
第2章數(shù)字通信系統(tǒng)
2．1數(shù)字通信系統(tǒng)模型
2．2模擬信號數(shù)字化
2．2．1脈沖編碼調(diào)制技術(shù)
2．2．2差值編碼調(diào)制技術(shù)
2．3信道編碼技術(shù)
2．3．1重復(fù)碼
2．3．2線性分組碼
2．3．3卷積碼
2．4數(shù)字基帶信號及其傳輸
2．4．1數(shù)字基帶信號
2．4．2數(shù)字基帶信號傳輸
2．5數(shù)字調(diào)制與解調(diào)
2．5．1二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制
2．5．2數(shù)字信號的解調(diào)
2．5．3數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)性能比較
2．6復(fù)接技術(shù)
2．6．1時(shí)分復(fù)用
2．6．2脈沖編碼調(diào)制基群幀
2．6．3PDH復(fù)接
2．7仿真實(shí)驗(yàn)
2．7．1通信系統(tǒng)性能評價(jià)
2．7．2A律13折線的脈沖編碼調(diào)制仿真
2．7．3基帶傳輸系統(tǒng)仿真
2．7．4基于2ASK的通信系統(tǒng)仿真
2．7．5基于2FSK的通信系統(tǒng)仿真
2．7．6基于2PSK的通信系統(tǒng)仿真
2．7．7線性分組碼的標(biāo)準(zhǔn)陣列譯碼
2.7.8卷積碼和分組碼的性能比較
習(xí)題
第3章微波通信系統(tǒng)
3．1微波通信的概述
3．1．1微波通信的概念
3．1．2微波通信系統(tǒng)基本構(gòu)成
3．1．3微波通信的發(fā)展歷史
3．1．4微波通信的特點(diǎn)
3．2微波通信中繼方式
3．2．1微波通信線路構(gòu)成
3．2．2中繼方式
3．3微波天線
3．3．1天線的效率
3．3．2天線增益
3．4微波傳輸特性
3．4．1自由空間傳播
3．4．2反射模型
3．4．3菲涅爾區(qū)概念
3．4．4大氣折射
3．4．5大氣的吸收和散射
3．5關(guān)鍵技術(shù)
3．5．1抗衰落技術(shù)
3．5．2高階調(diào)制技術(shù)
3．6跳頻技術(shù)
3．6．1跳頻概念
3．6．2幀跳頻和時(shí)隙跳頻
3．7仿真實(shí)驗(yàn)
3．7．1基于多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制的通信系統(tǒng)仿真
3．7．2基于16 QAM的通信系統(tǒng)仿真
習(xí)題
第4章衛(wèi)星通信系統(tǒng)
4．1衛(wèi)星通信概述
4．1．1衛(wèi)星通信概念
4．1．2衛(wèi)星運(yùn)行軌道
4．1．3靜止衛(wèi)星的觀察參數(shù)
4．1．4衛(wèi)星通信系統(tǒng)組成
4．1．5衛(wèi)星通信歷史
4．1．6靜止衛(wèi)星通信特點(diǎn)
4．2衛(wèi)星通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
4．2．1通信衛(wèi)星
4．2．2地球站
4．3衛(wèi)星通信的工作頻率
4．3．1大氣吸收的影響
4．3．2噪聲的影響
4．3．3常用工作頻段
4．3．4中國的鵲橋中繼衛(wèi)星
4．4復(fù)用和多址
4．4．1多路復(fù)用
4．4．2衛(wèi)星多址技術(shù)
4．5頻分多址
4．5．1頻分多址原理
4．5．2典型的頻分多址系統(tǒng)
4．6時(shí)分多址
4．6．1時(shí)分多址原理
4．6．2時(shí)分多址典型的制式
4．6．3時(shí)分多址的幀結(jié)構(gòu)
4．7碼分多址
4．7．1碼分復(fù)用原理
4．7．2碼分多址原理
4．8仿真實(shí)驗(yàn)
4．8．1基于載波調(diào)制的通信系統(tǒng)仿真
4．8．2基于CDM的通信系統(tǒng)仿真
習(xí)題
第5章光纖通信系統(tǒng)
5．1光纖通信概述
5．1．1光纖通信的概念
5．1．2光纖通信系統(tǒng)組成
5．1．3光纖通信歷史
5．1．4光纖通信特點(diǎn)
5．2光纖及其導(dǎo)光
5．2．1光纖結(jié)構(gòu)
5．2．2光纖結(jié)構(gòu)參數(shù)
5．2．3光纖的導(dǎo)光原理
5．3光纖的衰減特性
5．3．1損耗的定義
5．3．2損耗系數(shù)
5．3．3損耗機(jī)理
5．3．4吸收損耗
5．3．5散射損耗
5．3．6光纖的損耗譜
5．4光纖色散特性
5．4．1色散的定義
5．4．2模間色散
5．4．3材料色散
5．4．4波導(dǎo)色散
5．4．5三種色散的比較
5．4．6光纖的帶寬
5．4．7光纖的非線性特性
5．5半導(dǎo)體激光器和光發(fā)射機(jī)
5．5．1半導(dǎo)體激光原理
5．5．2LD的特性
5．5．3光調(diào)制技術(shù)
5．5．4光發(fā)射機(jī)
5．6光電探測技術(shù)
5．6．1光接收機(jī)
5．6．2光電二極管
5．6．3PIN光電二極管
5．6．4雪崩光電二極管
5．6．5光電檢測器的特性
5．7摻鉺光纖放大器
5．8光波分復(fù)用技術(shù)
5．9光纖相干通信技術(shù)
5．10仿真實(shí)驗(yàn)
5．10．1光纖內(nèi)脈沖信號傳輸仿真
5．10．2光纖通信系統(tǒng)仿真
習(xí)題
第6章移動(dòng)通信系統(tǒng)
6．1移動(dòng)通信概述
6．1．1移動(dòng)通信的概念
6．1．2移動(dòng)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
6．1．3移動(dòng)通信的發(fā)展歷程
6．1．4移動(dòng)通信的特點(diǎn)
6．2蜂窩技術(shù)
6．2．1蜂窩概念
6．2．2復(fù)用距離
6．2．3中心激勵(lì)和頂點(diǎn)激勵(lì)
6．2．4小區(qū)分裂
6．2．5信道配置
6．2．6信令
6．2．7移動(dòng)性管理
6．2．8GSM系統(tǒng)的傳輸方式
6．3移動(dòng)環(huán)境下的電磁信號傳播
6．3．1地形
6．3．2傳播環(huán)境
6．3．3電磁信號傳播的效應(yīng)
6．4Polar碼
6．4．1Polar碼概述
6．4．2信道極化
6．4．3Polar碼編碼
6．4．4Polar碼的SC譯碼算法
6．5正交頻分復(fù)用技術(shù)
6．5．1正交頻分復(fù)用概念
6．5．2子載波的正交特性
6．5．3串行與并行
6．5．4調(diào)制與映射
6．5．5OFDM的FFT實(shí)現(xiàn)
6．5．6保護(hù)間隔和循環(huán)前綴
6．6輸入輸出技術(shù)
6．6．1單輸入單輸出技術(shù)
6．6．2單輸入多輸出技術(shù)
6．6．3多輸入單輸出技術(shù)
6．6．4多輸入多輸出技術(shù)
6．7仿真實(shí)驗(yàn)
6．7．1多徑情況下的通信系統(tǒng)仿真
6．7．2基于正交頻分復(fù)用通信系統(tǒng)仿真
6．7．3基于Polar碼的通信系統(tǒng)仿真
習(xí)題
第7章現(xiàn)代通信系統(tǒng)發(fā)展趨勢
7．1引言
7．2光通信
7．3衛(wèi)星通信
7．4微波光子技術(shù)
7．5移動(dòng)通信
參考文獻(xiàn)
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