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281
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| 編輯推薦： |
经典性与权威性：通信系统领域的经典著作，历经多次修订（至第5版），内容经长期教学与实践检验。对通信系统的基础知识和原理进行了全面而深入的阐述，具有坚实的理论基础。
前沿性与时代性：在阐述经典原理的同时，融入了最新的概念、原理、相关新产品（如SoC）和新技术（如5G、毫米波应用），使内容更具前瞻性和实用价值。
科学性与逻辑性：根据知识逻辑和学习路径，调整了部分章节顺序，确保读者由浅入深、循序渐进地掌握通信系统知识。
强调现代工程视角与技能：从宏观的系统视角看待通信技术，聚焦设备、模块、PCB、IC等实际应用层面，而非孤立元器件。特别强调了实践技能在现代通信工程中的重要性，贴合工程师的实际工作需求。
教学辅助与学习支持：每章开头提供内容提要，概述核心内容和学习目标，帮助读者把握重点。每章包含精心设计的例题，用于阐释重要概念、展示分析方法，强化理解。
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| 內容簡介： |
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《深入理解通信系统（原书第5版）》是通信系统方面的经典著作，全面而深入地介绍了通信系统领域的核心知识，在阐述通信系统的基础知识和原理时，不仅涵盖了经典内容，还引入了最新的概念、原理以及与之相关的新产品和新技术，这使得书籍内容更加全面、深入且富有前瞻性。中文翻译版分为上册和下册，本书为下册，主要内容包括软件无线电、传输线、通信网络、有线通信技术、天线与电磁波传播、互联网技术、微波和毫米波通信、卫星通信、光通信技术、蜂窝移动通信技术、无线通信技术等。
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| 關於作者： |
路易斯·E.弗伦泽尔（Louis E. Frenzel Jr.）毕业于休斯顿大学，获得学士学位，并在马里兰大学获得硕士学位。曾任奥斯汀社区学院教授和系主任，教授电子学课程达5年时间。目前，他仍在该校担任兼职教授。他在通信行业拥有25年以上的经验。他撰写了19本关于计算机和通信主题的书籍，以及数百篇杂志文章。
译者：魏东兴 男 长期从事通信与信息技术教学与科研工作，主讲的本科生课程有《通信原理》、《通信电子线路》、《卫星通信》、《现代通信技术概论》，硕士、博士研究生课程有《数字通信理论》、《工程伦理》等；科研方面主要从事通信技术及其应用，通信电路设计，嵌入式电路设计与应用，控制与检测技术与工程应用等研究工作；主编教材1部，参编教材、专著、译著各1部。
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| 目錄：
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前言
致谢
第12章 数字无线电与软件无线电1
12.1 数字无线电与软件无线电的定义1
12.2 软件无线电的可行性2
12.3 数字处理技术代替模拟技术3
12.4 软件无线电的优点4
12.5 软件无线电接收机4
12.5.1 超外差软件无线电接收机4
12.5.2 直接变频软件无线电接收机5
12.5.3 直接采样接收机6
12.6 软件无线电发射机6
12.7 软件无线电器件综述7
12.7.1 发射机7
12.7.2 用于AM/FM/SW收音机的集成电路8
12.7.3 无线收发信机9
12.8 认知无线电14
思考题15
习题15
深度思考题15
第13章 传输线16
13.1 传输线基础知识16
13.1.1 传输线类型16
13.1.2 平衡与非平衡传输线17
13.1.3 传输线的波长长度18
13.1.4 连接器19
13.1.5 特性阻抗22
13.1.6 速度系数23
13.1.7 传输线的延迟24
13.1.8 传输线的规格参数26
13.2 驻波29
13.2.1 反射信号与驻波的关系29
13.2.2 匹配传输线31
13.2.3 短路传输线32
13.2.4 开路传输线32
13.2.5 失配（谐振）传输线32
13.2.6 驻波比计算33
13.3 传输线用作电路中的元件36
13.3.1 谐振回路与电抗元件36
13.3.2 带状线和微带线38
13.4 史密斯圆图40
13.4.1 绘制史密斯圆图和读取阻抗值42
13.4.2 波长刻度44
13.4.3 驻波比圆44
13.4.4 史密斯圆图使用举例44
思考题49
习题49
深度思考题50
第14章 通信网络、局域网及以太网基础51
14.1 通信网络基础知识51
14.1.1 网络类型52
14.1.2 网络拓扑结构53
14.1.3 局域网的应用55
14.1.4 开放系统互连（OSI）模型56
14.2 局域网中的硬件57
14.2.1 局域网中的电缆58
14.2.2 连接器60
14.2.3 网络接口控制器60
14.2.4 中继器60
14.2.5 集线器61
14.2.6 网桥61
14.2.7 交换机62
14.2.8 路由器63
14.2.9 网关63
14.2.10 防火墙63
14.2.11 调制解调器64
14.2.12 无线局域网64
14.3 以太网局域网64
14.3.1 以太网的拓扑结构64
14.3.2 以太网的编码技术65
14.3.3 传输速率66
14.3.4 传输介质66
14.3.5 访问技术70
14.3.6 数据包协议71
14.3.7 以太网与OSI各层的关系72
14.4 先进以太网72
14.4.1 40 Gbit/s和100 Gbit/s以太网73
14.4.2 电信级以太网74
14.5 专用的以太网变化类型74
14.5.1 2.5G/5G以太网75
14.5.2 工业以太网75
14.5.3 车载以太网76
思考题77
习题77
深度思考题78
第15章 有线数据通信79
15.1 串行I/O的基本原理79
15.1.1 数据传输速率79
15.1.2 双工通信80
15.1.3 非平衡与平衡传输线80
15.2 串行I/O的应用81
15.3 低速串行接口81
15.3.1 RS-23281
15.3.2 RS-48583
15.3.3 控制器局域网总线84
15.3.4 I2C总线85
15.4 高速串行接口86
15.4.1 低压差分信号接口86
15.4.2 串行外设接口86
15.4.3 通用串行总线87
思考题88
习题89
深度思考题89
第16章 天线与电磁波传播90
16.1 天线基础知识90
16.1.1 无线电波90
16.1.2 天线的工作原理92
16.1.3 天线互易性95
16.1.4 基本天线95
16.2 常见的天线类型96
16.2.1 对称振子天线96
16.2.2 地平面直立天线103
16.2.3 天线的方向性107
16.2.4 天线的增益108
16.2.5 天线方向性与增益的关系108
16.2.6 寄生阵列108
16.2.7 驱动阵列110
16.2.8 阻抗匹配112
16.3 无线电波的传播115
16.3.1 无线电波的光学特性115
16.3.2 无线电波在自由空间中的传播117
16.3.3 计算接收功率121
16.3.4 影响射频信号传播的因素123
思考题126
习题127
深度思考题128
第17章 互联网技术129
17.1 互联网的应用129
17.1.1 互联网的业务类型129
17.1.2 互联网的工作原理130
17.2 互联网传输系统131
17.2.1 帧中继131
17.2.2 异步传输模式132
17.2.3 SONET132
17.2.4 光传送网133
17.2.5 路由器134
17.2.6 互联网骨干网134
17.2.7 分组交换传输系统136
17.2.8 TCP/IP139
17.2.9 UDP139
17.2.10 互联网和寻址139
17.2.11 保留的主机ID142
17.2.12 网络掩码143
17.2.13 子网掩码143
17.2.14 MAC地址与IP地址144
17.2.15 传输示例说明144
17.3 云网络与虚拟系统144
17.3.1 云计算144
17.3.2 虚拟化145
17.3.3 网络的数据、控制和管理平面146
17.4 存储区域网146
17.4.1 光纤通道147
17.4.2 互联网SCSI148
17.5 互联网安全149
17.5.1 安全威胁的类型149
17.5.2 安全措施150
17.6 互联网电话153
17.6.1 互联网电话的基本概念153
17.6.2 互联网电话基本原理154
思考题155
习题156
深度思考题156
第18章 微波与毫米波通信157
18.1 微波的概念157
18.1.1 微波频率和频带157
18.1.2 使用微波频段的好处158
18.1.3 使用微波和毫米波的缺点159
18.1.4 微波通信系统160
18.2 微波传输线与微波器件164
18.2.1 微带线调谐电路165
18.2.2 微波晶体管169
18.2.3 小信号放大器170
18.3 波导与谐振腔172
18.3.1 波导172
18.3.2 波导的硬件和配件174
18.3.3 谐振腔178
18.3.4 环形器179
18.3.5 隔离器180
18.4 微波半导体二极管180
18.4.1 小信号二极管180
18.4.2 振荡器二极管181
18.4.3 PIN二极管182
18.5 微波真空管183
18.5.1 速调管183
18.5.2 磁控管184
18.5.3 行波管185
18.6 微波天线186
18.6.1 低微波频段天线186
18.6.2 喇叭天线187
18.6.3 抛物面天线189
18.6.4 螺旋天线192
18.6.5 双锥天线193
18.6.6 开槽天线193
18.6.7 介质透镜天线194
18.6.8 贴片天线195
18.6.9 相控阵天线196
18.6.10 印制电路天线198
18.6.11 智能天线技术200
18.6.12 自适应波束形成201
18.7 微波与毫米波的应用202
18.7.1 雷达202
18.7.2 单片雷达209
思考题210
习题212
深度思考题212
第19章 卫星通信213
19.1 卫星轨道与定位原则213
19.1.1 卫星轨道213
19.1.2 卫星定位与地球站跟踪原则217
19.2 卫星通信系统219
19.2.1 中继器和转发器219
19.2.2 频谱利用情况220
19.3 卫星子系统222
19.3.1 通信子系统223
19.3.2 电源子系统225
19.3.3 遥测、指令和控制子系统225
19.3.4 有效载荷子系统226
19.3.5 立方体卫星226
19.4 地球站226
19.4.1 天线子系统228
19.4.2 接收子系统228
19.4.3 发射子系统229
19.4.4 电源子系统229
19.4.5 遥测和控制子系统229
19.4.6 甚小口径地球站230
19.5 卫星的应用230
19.5.1 通信卫星230
19.5.2 数字卫星广播233
19.5.3 侦察卫星234
19.5.4 卫星存在的主要问题234
19.6 全球导航卫星系统234
19.6.1 空间段235
19.6.2 控制段和原子钟236
19.6.3 GPS接收机237
19.6.4 GPS的应用239
19.6.5 其他GNSS系统简介240
思考题240
习题241
深度思考题241
第20章 光通信技术242
20.1 光学原理242
20.1.1 光波242
20.1.2 物理光学基础243
20.2 光通信系统246
20.2.1 使用光通信的意义246
20.2.2 自由空间的光波通信246
20.2.3 光纤通信系统248
20.2.4 光纤通信的应用249
20.2.5 光纤通信的优点249
20.3 光导纤维与光缆250
20.3.1 光纤的光传输原理250
20.3.2 光缆的结构251
20.3.3 光纤的类型252
20.3.4 光纤的规格参数256
20.3.5 光纤连接器和光纤的熔接260
20.4 光发射机与接收机261
20.4.1 光源261
20.4.2 光发射机264
20.4.3 光调制器266
20.4.4 光检测器267
20.4.5 光接收机268
20.4.6 光收发信机269
20.4.7 光纤通信系统的性能参数考量271
20.4.8 功率预算272
20.5 光波分复用技术275
20.5.1 稀疏波分复用275
20.5.2 密集波分复用275
20.6 无源光网络277
20.6.1 无源光网络的概念277
20.6.2 无源光网络技术标准277
20.7 400 Gbit/s及以上的网络279
20.7.1 40/100 Gbit/s以太网280
20.7.2 400 Gbit/s及以上的以太网281
20.7.3 光传输技术282
20.7.4 多源协议模块284
思考题284
习题286
深度思考题287
第21章 蜂窝移动通信技术288
21.1 蜂窝移动通信系统288
21.1.1 蜂窝网络的概念288
21.1.2 频谱分配289
21.1.3 双工技术290
21.2 蜂窝移动通信行业概述290
21.2.1 移动通信运营商290
21.2.2 移动通信技术的演进历程291
21.2.3 移动通信技术的发展趋势和严峻挑战291
21.3 2G和3G数字蜂窝移动通信系统292
21.3.1 2G蜂窝移动通信系统292
21.3.2 3G蜂窝移动通信系统293
21.4 长期演进和4G蜂窝移动通信系统294
21.4.1 LTE技术特点和性能指标295
21.4.2 TD-LTE299
21.4.3 LTE Advanced和LTE Advanced Pro299
21.4.4 LTE语音业务300
21.5 5G蜂窝移动通信系统301
21.5.1 5G新空口的目标301
21.5.2 5G NR技术规范301
21.5.3 带宽302
21.6 智能手机分析303
21.7 移动通信基站与小型蜂窝305
21.7.1 基站306
21.7.2 小型蜂窝和HetNet的基本原理307
21.7.3 小型蜂窝的基本概念308
21.7.4 小型蜂窝内部结构组成308
21.7.5 定时和同步311
21.7.6 回程链路311
21.7.7 自组织网络312
21.7.8 分布式天线系统312
思考题313
习题314
深度思考题314
第22章 无线通信技术315
22.1 无线局域网315
22.1.1 无线局域网硬件设备317
22.1.2 无线局域网标准：Wi-Fi318
22.1.3 相关的Wi-Fi标准321
22.1.4 Wi-Fi联盟322
22.2 蓝牙技术323
22.3 ZigBee与Mesh无线网络325
22.4 射频识别技术和近场通信技术328
22.4.1 射频识别技术328
22.4.2 近场通信技术331
22.5 超宽带无线通信技术332
22.5.1 多频带OFDM超宽带333
22.5.2 超宽带的优缺点总结334
22.5.3 超宽带的主要应用335
22.6 其他无线通信技术335
22.6.1 实际系统应用中的各种无线通信技术选择335
22.6.2 无线通信技术的比较336
22.6.3 电视空白频谱336
22.7 物联网337
22.7.1 机器对机器338
22.7.2 物联网组织338
22.7.3 IIoT示例340
思考题341
习题342
深度思考题342
第23章 通信测试与测量343
23.1 通信测试仪器设备343
23.1.1 电压测量343
23.1.2 功率计344
23.1.3 功率测量电路345
23.1.4 假负载347
23.1.5 驻波比计347
23.1.6 信号发生器348
23.1.7 频率计350
23.1.8 频谱分析仪351
23.1.9 矢量信号分析仪和发生器353
23.1.10 矢量网络分析仪356
23.1.11 场强仪359
23.1.12 其他测试仪器359
23.2 常见的通信测试方法360
23.2.1 发射机测试360
23.2.2 天线与传输线测试363
23.2.3 接收机测试364
23.2.4 微波测试370
23.2.5 5G系统测试371
23.2.6 数据通信测试371
23.2.7 光纤测试设备和测量方法374
23.3 故障排除技术376
23.3.1 通用的维修建议376
23.3.2 常见的故障问题376
23.3.3 设备的技术文档377
23.3.4 故障排除方法377
23.4 电磁干扰测试380
23.4.1 电磁干扰源380
23.4.2 抑制电磁干扰382
23.4.3 电磁干扰测量384
思考题385
习题387
深度思考题387
部分习题参考答案388
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| 內容試閱：
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本书在前一版内容上进行了全面修订和更新。随着通信技术不断发展，本书也要与时俱进、适时修订。通信技术的基本原理是不会改变的，但根据这些基本原理所形成的工程应用是会推陈出新的。在本书第4版出版后的这几年里，通信领域发生了很多技术革新。对于从事通信工程领域的研究人员来说，及时掌握这些技术的新进展是非常重要的。
本书在介绍基础知识和原理时，既涵盖了经典内容，又融入了最新的概念、原理及相关的新产品和新技术。同时，本书也采纳了部分读者的建议，在此表示衷心的感谢。本书对前一版的部分章节顺序和编号进行了变更，还新增加了两章内容，分别为第12章和第15章。
关于上册：
第1～7章内容基本上没有太大变化，只进行了部分微调和修订。
第8章和第9章是关于无线电发射机和通信接收机的内容，进行了必要的更新，有一小部分内容调整到了新增的第12章中。
第10章和第11章交换了顺序。主要考虑的是读者在学习多路复用之前，应该先了解数字信号传输的基础知识，所以对这两章内容有较多调整。
关于下册：
第12章是新增的一章，是关于数字无线电与软件无线电（SDR）的内容。
第13章是有关传输线的内容，进行了必要的更新。
第14章是关于通信网络、局域网及以太网的内容，进行了必要的更新，增加了以太网的内容。
第15章是新增的一章，主要包括有线数据通信技术、串行通信接口技术、通信电缆和光导纤维（光缆）的内容，目前它们仍然是主流的通信传输介质。
第16章是关于天线与电磁波传播的内容，进行了必要的更新。
第17章是关于互联网技术的内容，对包括互联网电话（VoIP）、虚拟技术和云技术及其应用等内容进行了修订。
第18章是关于微波和毫米波通信的内容，对相关的天线技术（如MIMO和敏捷波束成形、相控阵天线等）进行了更新。
第19章是关于卫星通信的内容，进行了必要的更新，增加了全球定位系统（GPS）的内容和其他一些新内容。
第20章是关于光通信技术的内容，进行了必要的更新。
第21章是关于蜂窝移动通信技术的介绍，基本都是全新的内容，进行了全面的更新，尤其是更新和扩充了LTE的内容，还新增了5G新空口（5G NR）标准和系统的内容。
第22章是关于无线通信技术的内容，对各种常见的短距离无线技术进行了大量的更新和补充，新增了蓝牙（BLE）和Wi-Fi6（802.11ax）标准的介绍，丰富了物联网（IoT）方面的内容，补充了最新的无线通信技术的内容。
第23章是关于通信测试和测量的内容，在前一版内容中增加的有关矢量网络分析仪（VNA）和S参数方面的内容，现在已经不再是新技术、新手段，因此对测量仪器工具和测量技术方法进行了更新。
读者可能会注意到，相较以前的版本，本版删除了之前的第18章—电信系统。这一章主要介绍传统电话和有线电话通信系统。其实，删除这部分的原因很简单—传统的有线座机电话业务正在逐渐消失，因为大多数用户选择使用移动电话，并且在很多地区的本地环路有线电话业务都已经退网，停止服务。此外，原来主营电话业务的电信公司正在逐步放弃有线座机电话业务，而将大部分投资转到无线通信系统的建设中，特别是5G新空口（NR）业务，所以电信行业中的有线电话业务的就业机会基本上已消失殆尽。原来这一章中的部分尚有学习价值的内容已酌情纳入本书其他章节中。
本书还删减了那些过时的分立元件电路的内容，因为目前这些电路都已经被集成电路芯片所取代了。现实通信系统中大量的集成电路及完整的片上系统（SoC）已经得到了普遍应用。目前仍然还在使用的部分常用分立元件电路在本书中仍然保留。
最后，笔者还要谈一下个人对通信领域和技术发展的一些看法，这些看法也是一些市场分析人士和企业负责人的共识。希望这些内容能起到抛砖引玉的作用，帮助读者掌握通信领域的专业技能。
第一，对于工程师和技术人员来说，应从“系统”的宏观视角看待通信领域和技术发展，而不是着眼于单个元器件和电路，因为他们在工作中主要接触的是终端设备、相关模块和组件。具体来说，工程师和技术人员应聚焦相关设备、模块、印制电路板（PCB）和集成电路（IC）等实际应用。使用更多系统组成框图和信号流程图进行展示，效果会更好。
第二，绝大多数的现代通信和无线设备都工作在微波或毫米波频段（起始频率为1GHz），所以像蓝牙、ZigBee、卫星电视和GPS等都工作在微波频段。当然，也有少数低频设备。实际上所有新的系统和设备都工作在5 GHz（IEEE802.11ax 标准的Wi-Fi系统）到77 GHz
（如单片汽车雷达系统）的频率范围内。大多数新型5G蜂窝移动设备的工作频率范围为
1～6 GHz，所有新型毫米波系统均使用28 GHz、37 GHz、39～47 GHz频段。电子电路与通信系统因工作频率的不同而在工作原理和特性参数上有所区别。所以在微波、毫米波频段，应着重关注元器件和电路。
第三，很多工程师和技术人员从事的是测试电路、设备的工作，所以应该学习有关测试和测量的内容。除了传统的测试仪器—示波器外，还应包括更有用的射频仪器，如频谱分析仪、矢量网络分析仪以及射频信号模拟器和信号发生器等。
第四，无线射频网络在我们的生活中无所不在，电磁干扰（EMI）和电磁兼容性（EMC）的重要性愈发凸显，因此，无线工程师或技术人员的重点工作之一是追踪EMI的源头，减小乃至消除EMI。完成这项工作同样需要专门的测试仪器和设备。
阅读指南
本书保留了既有版本中有特色的内容安排，这些内容非常受欢迎，主要包括：
内容提要。内容提要简明介绍了本章的主要内容，以及期望达到的学习效果。
拓展知识。在某些页边安排了“拓展知识”内容，主要对正文所介绍的主题内容进行进一步的补充或强调。
例题。在每章都安排了若干例题，用来强调重要概念，或讲解电路工作原理的详细实例，例题包括电路分析、应用、故障排查和基本设计等内容。
思考题和习题。在每章结尾安排了思考题和习题，读者可以通过回答思考题和完成习题检验学习成果。在本书结尾有部分习题的参考答案。
深度思考题。在每章结尾还安排了深度思考题，这些思考题是一些有挑战性的问题，涉及电路分析、故障排查、批判性思维和求职面试题等内容。
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