现代通信技术(面向新工科的电工电子信息基础课程系列教材)

本书从最原始的通信系 统谈起，细致地勾勒出数字 通信技术的发展脉络；注重 通信技术发展的内在逻辑， 多角度呈现微波通信系统、 卫星通信系统、光纤通信系 统的基本特征，并阐明它们 的关键技术，最后把这些技 术归结到对移动通信系统的 讨论，从而突破5G关键技 术的学习难点。 本书采用易于动手的程 序，由易到难地安排PCM技 术、基带传输技术、二进制 数字调制技术、卷积码编译 码技术、高阶调制技术、 CDMA技术、光纤传输技术 、OFDM技术和Polar码编译 码技术的仿真实验，帮助读 者快速把握现代通信技术的 特点，轻松理解5G关键技 术，从而弄清现代通信技术 的发展趋势。 本书可作为电子信息类 等专业的“现代通信技术”课 程教材，也可供相关领域的 兴趣爱好者、工程技术人员 参考。

刘丹平，重庆大学副教授、硕士生导师。2005年于电子科技大学获得博士学位。长期从事卫星激光通信、深度学习和机器视觉等方面的教学和科研工作，讲授“现代通信系统”“信息论与编码”等课程。国家科技专家库专家、教育部学位与研究生教育中心评阅专家、四川省科委评议专家、广西省科委评议专家、中国电子学会高级会员。主持/参与完成国家863计划、国防重点装备基金、国防预研基金、科技部重大专项以及国家自然科学基金重点项目、面上项目、青年项目等。发表论文30多篇，授权专利20余项。 唐明春，重庆大学教授、博士生导师。2013年于电子科技大学获得博士学位，2011—2012年在美国亚利桑那大学进行学术访问。长期致力于微波毫米波集成电路与系统、天线及相控阵技术、宽带无线通信技术等方向的研究。国家优秀青年基金获得者、重庆市杰出青年基金获得者、重庆市学术技术带头人、重庆市科技创新领军人才、重庆市高等学校青年骨干教师、重庆大学弘深优秀学者。主持/参与国家863计划、国家自然科学基金、国防预研基金、航空科技基金、国家重点实验室基金、中央高校基本科研业务费学校科技创新专项重点项目等。发表论文260余篇，Google学术引用1700余次，申请专利50项，已授权16项。 贾云健,重庆大学教授、博士生导师。2006年于日本大阪大学获得博士学位，2006—2012年就职于日本日立公司中央研究所，任终身制研究员，移动网络先行研究组长，新一代移动通信国际标准组长。长期从事信息通信、移动网络、通信与计算协同等领域研究，在4G关键技术、5G网络智能化、车联网、工业互联网和6G方面开展深入研究。国家“万人计划”科技创新领军人才、科技部中青年科技创新领军人才、重庆英才计划创新领军人才、重庆市引进海外高层次人才、重庆高校创新团队带头人。作为国家IMT-2020(5G)工作组成员以及《5G网络技术架构》白皮书主要编写者之一，积极推动我国5G研究及国际标准化工作。承担国家级、省部级以及头部企业关键技术攻关项目20余项，发表论文100余篇，授权国内外专利40余项。获中国产学研合作创新奖、重庆市科技进步奖、IEEE VTS优秀青年学者奖、IEICE期刊论文奖、亚太通信大会最佳论文奖等。

第1章 现代通信概述 1.1 通信系统的概念 1.2 通信的历史回顾 1.2.1 远古通信系统 1.2.2 近代通信系统 1.2.3 现代通信系统 1.3 现代通信的概念 1.4 现代通信的特点 1.5 仿真实验 1.5.1 通信仿真概述 1.5.2 基于频分复用的通信系统仿真 习题 第2章 数字通信系统 2.1 数字通信系统模型 2.2 模拟信号数字化 2.2.1 脉冲编码调制技术 2.2.2 差值编码调制技术 2.3 信道编码技术 2.3.1 重复码 2.3.2 线性分组码 2.3.3 卷积码 2.4 数字基带信号及其传输 2.4.1 数字基带信号 2.4.2 数字基带信号传输 2.5 数字调制与解调 2.5.1 二进制数字调制 2.5.2 数字信号的解调 2.5.3 数字调制系统性能比较 2.6 复接技术 2.6.1 时分复用 2.6.2 脉冲编码调制基群帧 2.6.3 PDH复接 2.7 仿真实验 2.7.1 通信系统性能评价 2.7.2 A律13折线的脉冲编码调制仿真 2.7.3 基带传输系统仿真 2.7.4 基于2ASK的通信系统仿真 2.7.5 基于2FSK的通信系统仿真 2.7.6 基于2PSK的通信系统仿真 2.7.7 线性分组码的标准阵列译码 2.7.8 卷积码和分组码的性能比较 习题 第3章 微波通信系统 3.1 微波通信的概述 3.1.1 微波通信的概念 3.1.2 微波通信系统基本构成 3.1.3 微波通信的发展历史 3.1.4 微波通信的特点 3.2 微波通信中继方式 3.2.1 微波通信线路构成 3.2.2 中继方式 3.3 微波天线 3.3.1 天线的效率 3.3.2 天线增益 3.4 微波传输特性 3.4.1 自由空间传播 3.4.2 反射模型 3.4.3 菲涅尔区概念 3.4.4 大气折射 3.4.5 大气的吸收和散射 3.5 关键技术 3.5.1 抗衰落技术 3.5.2 高阶调制技术 3.6 跳频技术 3.6.1 跳频概念 3.6.2 帧跳频和时隙跳频 3.7 仿真实验 3.7.1 基于多进制数字相位调制的通信系统仿真 3.7.2 基于16QAM的通信系统仿真 习题 第4章 卫星通信系统 4.1 卫星通信概述 4.1.1 卫星通信概念 4.1.2 卫星运行轨道 4.1.3 静止卫星的观察参数 4.1.4 卫星通信系统组成 4.1.5 卫星通信历史 4.1.6 静止卫星通信特点 4.2 卫星通信系统的结构 4.2.1 通信卫星 4.2.2 地球站 4.3 卫星通信的工作频率 4.3.1 大气吸收的影响 4.3.2 噪声的影响 4.3.3 常用工作频段 4.3.4 中国的“鹊桥”中继卫星 4.4 复用和多址 4.4.1 多路复用 4.4.2 卫星多址技术 4.5 频分多址 4.5.1 频分多址原理 4.5.2 典型的频分多址系统 4.6 时分多址 4.6.1 时分多址原理 4.6.2 时分多址典型的制式 4.6.3 时分多址的帧结构 4.7 码分多址 4.7.1 码分复用原理 4.7.2 码分多址原理 4.8 仿真实验 4.8.1 基于载波调制的通信系统仿真 4.8.2 基于CDM的通信系统仿真 习题 第5章 光纤通信系统 5.1 光纤通信概述 5.1.1 光纤通信的概念 5.1.2 光纤通信系统组成 5.1.3 光纤通信历史 5.1.4 光纤通信特点 5.2 光纤及其导光 5.2.1 光纤结构 5.2.2 光纤结构参数 5.2.3 光纤的导光原理 5.3 光纤的衰减特性 5.3.1 损耗的定义 5.3.2 损耗系数 5.3.3 损耗机理 5.3.4 吸收损耗 5.3.5 散射损耗 5.3.6 光纤的损耗谱 5.4 光纤色散特性 5.4.1 色散的定义 5.4.2 模间色散 5.4.3 材料色散 5.4.4 波导色散 5.4.5 三种色散的比较 5.4.6 光纤的带宽 5.4.7 光纤的非线性特性 5.5 半导体激光器和光发射机 5.5.1 半导体激光原理 5.5.2 LD的特性 5.5.3 光调制技术 5.5.4 光发射机 5.6 光电探测技术 5.6.1 光接收机 5.6.2 光电二极管 5.6.3 PIN光电二极管 5.6.4 雪崩光电二极管 5.6.5 光电检测器的特性 5.7 掺铒光纤放大器 5.8 光波分复用技术 5.9 光纤相干通信技术 5.10 仿真实验 5.10.1 光纤内脉冲信号传输仿真 5.10.2 光纤通信系统仿真 习题 第6章 移动通信系统 6.1 移动通信概述 6.1.1 移动通信的概念 6.1.2 移动通信系统结构 6.1.3 移动通信的发展历程 6.1.4 移动通信的特点 6.2 蜂窝技术 6.2.1 蜂窝概念 6.2.2 复用距离 6.2.3 中心激励和顶点激励 6.2.4 小区分裂 6.2.5 信道配置 6.2.6 信令 6.2.7 移动性管理 6.2.8 GSM系统的传输方式 6.3 移动环境下的电磁信号传播 6.3.1 地形 6.3.