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绪论 1

0.1 通信技术的发展及基本概念 1

0.1.1 通信技术的发展 1

0.1.2 通信系统及分类 2

0.1.3 通信方式 2

0.1.4 传输技术 3

0.1.5 质量指标 3

0.2 现代通信的主要技术 4

0.2.1 光纤通信 4

0.2.2 卫星通信 5

0.2.3 移动通信 5

0.3 现代通信技术发展趋势 6

0.3.1 通信技术数字化 6

0.3.2 通信业务综合化 6

0.3.3 网络互通融合化 6

0.3.4 通信网络宽带化 7

0.3.5 网络管理智能化 7

0.3.6 通信服务个人化 7

第1篇 光纤通信 8

第1章 光纤通信概论 8

1.1 光纤通信的发展 8

1.1.1 光纤通信的发展历程 8

1.1.2 光纤通信的发展方向和新技术 9

1.2 光纤通信系统的基本构成 11

1.2.1 光纤线路 12

1.2.2 光发射机 12

1.2.3 光接收机 13

1.3 光纤通信的优点和应用 13

1.3.1 光纤通信的优点 13

1.3.2 光纤通信的应用 14

第2章 光纤和光缆 15

2.1 光纤的结构和类型 15

2.1.1 光纤结构 15

2.1.2 光纤类型 15

2.2 光纤的几何光学分析 16

2.2.1 射线理论要点 17

2.2.2 光在多模阶跃光纤中的传输 17

2.2.3 光在多模渐变光纤中的传输 19

2.3 光纤的波动光学分析 20

2.3.1 波动方程 20

2.3.2 光纤中的模式 20

2.3.3 单模光纤的模式特性 23

2.4 光纤的传输特性 25

2.4.1 光纤的损耗特性 25

2.4.2 光纤的色散特性 27

2.5 光纤中的非线性光学效应 32

2.5.1 受激光散射 32

2.5.2 非线性折射 33

2.5.3 四波混频 33

2.6 光缆及连接技术 34

2.6.1 光缆及其结构 34

2.6.2 光纤及光缆的连接 34

第3章 光源和光发射机 36

3.1 光发射机的基本组成 36

3.2 半导体光源的发光机理 36

3.2.1 光辐射和粒子数反转分布 37

3.2.2 PN结的能带和电子分布 38

3.3 半导体激光器（LD） 40

3.3.1 形成激光振荡的条件 40

3.3.2 F-P腔半导体激光器 40

3.3.3 分布反馈激光器 42

3.3.4 半导体激光器的主要特性 43

3.4 发光二极管（LED） 47

3.4.1 发光二极管的结构 47

3.4.2 发光二极管的工作特性 47

3.5 光源的调制及驱动电路 48

3.5.1 光源的调制方式 49

3.5.2 直接调制及驱动电路 49

3.6 激光器的控制电路 51

3.6.1 自动温度控制 51

3.6.2 自动功率控制 52

第4章 光接收机 53

4.1 数字光接收机的基本组成 53

4.2 光检测器 54

4.2.1 光敏二极管工作原理 54

4.2.2 PIN光敏二极管 55

4.2.3 雪崩光敏二极管（APD） 57

4.3 光接收机的前端及噪声 59

4.3.1 等效电路 59

4.3.2 光接收机的噪声与信噪比 59

4.3.3 前置放大器的设计 62

4.4 光接收机的灵敏度 64

4.4.1 误码率 64

4.4.2 灵敏度 67

4.4.3 理想光接收机的灵敏度 68

4.5 光接收机的线性通道及数据恢复 69

4.5.1 自动增益控制和动态范围 69

4.5.2 码间干扰与均衡滤波 69

4.5.3 数据恢复 70

第5章 光纤通信系统及新技术 71

5.1 系统结构与类型 71

5.1.1 光纤通信系统的结构 71

5.1.2 光纤通信系统的类型 73

5.2 数字光纤通信系统 74

5.2.1 数字光纤通信系统的组成 74

5.2.2 系统的性能 76

5.3 光同步数字传输网 77

5.3.1 SDH的产生 77

5.3.2 SDH的特点 78

5.3.3 SDH的帧结构 79

5.3.4 SDH的复用映射结构 80

5.3.5 SDH传输网 81

5.4 光纤通信系统的设计 82

5.4.1 总体考虑 82

5.4.2 中继距离的计算 83

5.5 模拟光纤通信系统 86

5.5.1 调制方式 87

5.5.2 副载波复用（SCM）光纤传输系统 88

5.6 光纤接入网 91

5.6.1 接入网概述 91

5.6.2 光纤接入网的基本结构和应用类型 92

5.6.3 无源光网络 93

5.6.4 有源光网络 95

5.6.5 光纤同轴电缆混合网 95

5.7 光放大技术 97

5.7.1 掺铒光纤放大器（EDFA）工作原理 98

5.7.2 掺铒光纤放大器的优点和应用 98

5.8 光波分复用技术 99

5.8.1 光波分复用概述 99

5.8.2 WDM系统的构成及特点 100

5.8.3 光波分复用器与解复用器 101

5.9 相干光通信技术 105

5.9.1 相干光通信系统的组成与工作原理 106

5.9.2 相干光通信的优点和关键技术 108

5.10 光孤子通信 108

5.10.1 光孤子的形成与传输特点 109

5.10.2 光孤子通信系统的构成 113

5.11 全光通信网 113

5.11.1 光传送网的概念 113

5.11.2 光传送网的分层结构 114

5.11.3 光分插复用器 115

5.11.4 光交叉连接器 117

5.11.5 WDM光网络示例 119

5.12 光时分复用技术 120

参考文献 121

第2篇 卫星通信 122

第6章 卫星通信概论 122

6.1 卫星通信的概念 122

6.1.1 基本概念 122

6.1.2 卫星通信的特点 123

6.1.3 卫星通信系统概述 124

6.2 卫星通信的发展 126

6.2.1 国际卫星通信的发展 127

6.2.2 中国卫星通信的发展 128

6.2.3 卫星通信技术的发展趋势 129

第7章 卫星通信系统 131

7.1 通信卫星 131

7.1.1 卫星的分类 131

7.1.2 卫星的轨道 131

7.1.3 静止卫星的发射 133

7.1.4 通信卫星的基本技术参数 134

7.1.5 通信卫星的组成 135

7.2 地球站系统 139

7.2.1 地球站的类型和基本要求 139

7.2.2 地球站的主要性能指标 140

7.2.3 地球站的组成 141

7.2.4 地球站的站址选择及布局 148

7.3 传输线路的计算 149

7.3.1 基本概念 150

7.3.2 传输损耗 151

7.3.3 噪声与干扰 152

7.3.4 卫星通信链路的计算 155

第8章 卫星通信系统信号传输技术 158

8.1 概述 158

8.2 信道复用技术 159

8.2.1 频分多址方式（FDMA） 159

8.2.2 时分多址方式（TDMA） 162

8.2.3 扩频多址方式（SSMA） 163

8.2.4 空分多址方式（SDMA） 164

8.2.5 随机多址方式（ALOHA） 165

8.3 信道分配 167

8.3.1 信道分配的含义 167

8.3.2 预分配（PA）方式 167

8.3.3 按需分配（按申请分配）方式 168

8.4 差错控制技术 168

8.4.1 差错类型 168

8.4.2 差错控制方法 169

8.4.3 信道编码技术 170

8.5 数字调制技术 171

8.5.1 概述 171

8.5.2 数字调制的基本原理 172

8.5.3 卫星通信系统中的数字调制技术 174

8.6 语音编码技术 179

8.6.1 概述 179

8.6.2 波形编码 180

8.6.3 参量编码——线性预测编码（LPC） 182

8.6.4 混合编码 184

8.7 数字电路倍增技术 185

第9章 卫星通信网 187

9.1 卫星广播电视网 187

9.1.1 卫星电视广播系统的组成 187

9.1.2 数字卫星电视广播 189

9.2 VSAT网 191

9.2.1 概述 191

9.2.2 VSAT网的组成及工作原理 193

9.2.3 VSAT小站设备简介 197

9.3 全球定位系统（GPS） 198

9.3.1 概述 198

9.3.2 GPS系统的组成 199

9.3.3 GPS定位原理 200

9.3.4 GPS系统的特点 201

参考文献 202

第3篇 移动通信 203

第10章 移动通信概论 203

10.1 移动通信的基本概念与发展 203

10.1.1 基本概念 203

10.1.2 移动通信的演变与发展 203

10.2 移动通信系统的组成原理 205

10.2.1 移动通信系统的分类 205

10.2.2 移动通信系统的组成 206

10.2.3 移动通信的基本技术要求 207

10.3 移动通信的主要技术特点 207

第11章 无线信道的特性与电波传播 209

11.1 概述 209

11.2 无线信号的传播——大尺度路径损耗 209

11.2.1 自由空间无线信号的传播 209

11.2.2 反射、衍射与散射 211

11.3 路径损耗模型 214

11.3.1 地面反射（双射线）模型 215

11.3.2 室外传播模型 217

11.3.3 室内传播模型 219

11.3.4 其他信道的损耗特性 220

11.4 无线信道的特性——小尺度衰落与多径 221

11.4.1 多径传播 221

11.4.2 慢衰落与快衰落 223

11.4.3 选择性衰落 225

11.5 无线信道中的干扰 227

第12章 移动通信基本技术 229

12.1 数字调制解调技术 229

12.1.1 移动通信对数字调制的要求 229

12.1.2 恒包络调制技术 229

12.1.3 线性及恒包络混合调制方式 232

12.2 扩频（SS）技术 233

12.2.1 基本原理 233

12.2.2 直接序列扩频（DS-SS） 234

12.2.3 跳频扩频（FH-SS） 235

12.3 组网技术 236

12.3.1 概述 236

12.3.2 区域覆盖方式 236

12.3.3 蜂窝网组网 238

12.3.4 多信道共用技术 241

12.4 双工技术 243

12.4.1 频分双工 243

12.4.2 时分双工 243

12.5 抗衰落技术 244

12.5.1 分集技术 244

12.5.2 自适应均衡技术 245

12.6 网络安全技术 246

第13章 典型的移动通信系统简介 248

13.1 GSM系统 249

13.1.1 GSM的主要业务与特点 249

13.1.2 GSM的系统结构 250

13.1.3 GSM的无线子系统 252

13.1.4 GSM系统的信道类型 253

13.1.5 GSM系统的信号处理 256

13.1.6 GSM的呼叫接续及过区切换 258

13.1.7 短消息业务（SMS） 260

13.1.8 无线应用协议（WAP） 261

13.1.9 向3G过渡——GPRS与EDGE 263

13.2 CDMA系统 264

13.2.1 CDMA技术的发展 264

13.2.2 CDMA的基本原理与特点 264

13.2.3 IS-95A标准 268

13.2.4 IS-95B简介 275

13.3 数字无线市话系统 275

13.3.1 CT-2系统 276

13.3.2 DECT系统 277

13.3.3 PHS系统 279

13.3.4 PAS（小灵通）系统 280

13.4 卫星移动通信系统 282

13.4.1 概述 282

13.4.2 卫星移动通信系统的基本原理 283

13.4.3 铱（Iridium）系统 284

13.4.4 全球星（Globalstar）系统 286

13.5 高空平台站（HAP）通信系统 287

13.5.1 概述 287

13.5.2 HAP系统的基本原理 288

13.5.3 HAP系统的特点 288

第14章 新一代移动通信系统简介 290

14.1 引言 290

14.2 第三代移动通信标准简介 290

14.2.1 概述 290

14.2.2 IMT-2000使用的频段 291

14.2.3 IMT-2000的地面传输标准 292

14.2.4 现有系统向3G演进的过程 292

14.3 移动通信系统展望 293

参考文献 295

附录 英文缩写词汇对照表 297