前言

技術進步推動了人類進步，深入研究發現，沒有哪一種技術對人類的影響能像通信技術一樣深刻、廣泛。在信息爆炸時代，信息的采集、處理、傳輸、交換、加工、挖掘、應用，源于且更依賴于通信技術的進步。

回顧通信發展史，佐證了通信對人類文明的深刻影響。從440萬年前出現南方古猿，大約在9萬年前人類開始“說話”，3.5萬年前開始使用語言。最原始通信語言的使用，促進了人類對知識的掌握和傳播，但語言只能口口相傳，只能在部落內、相近年代人之間傳播，知識積累非常慢，其結果是人類文明進步緩慢。公元前3500年左右人類開始使用圖像符號，進而演化出文字，這使知識可以異地傳播并長時間保存。公元105年蔡倫發明了被稱為四大發明之一的造紙術，使知識可以方便廉價跨地域傳輸，促進了世界范圍內不同國家、民族之間的知識共享和傳承，使人類可以學習、繼承、發揚前人思想，可以做到“秀才不出門，全知天下事”，紙質文字通信開始加速人類文明進程。1831年法拉第制造了世界上第一臺電磁感應發電機，以電為基礎誕生了電報、電話、計算機、通信網絡，使人類逐步進入了通信時代和信息時代。1844年電報的發明解決了信息的實時遠程傳輸問題，1875年電話的發明實現了實時語音遠距離傳輸，1895年無線電報的誕生使越洋通信和移動通信進入人類生活。在此基礎上誕生的傳真與廣播電視帶來了媒體革命，新聞的快速傳播不僅提供休閑、娛樂，更使人們可即時了解世界動態，推動了社會民主、文明傳播進程。1946年計算機的出現和1969年網絡的誕生，以及今天的云計算、數據挖掘、量子計算、區塊鏈的出現，增加了人類獲取、加工、存儲信息的能力，導致了信息爆炸時代的來臨。而雷達與衛星的出現延伸了人類的感知，導致了射電天文學的出現，將人類的觸覺延伸到整個宇宙，人類進入探索與“外星人”通信的時代。深海通信技術的發展，使人類的觸覺可伸向廣袤的海洋。物聯網的出現將地球上的所有物體同人類聯系在一起，人類進入超感知世界。人工智能技術的出現，大量工作由智能機器完成，使人類工作效率大大提高，能有更多的時間享受生活和解決更加復雜的科學問題。

可以這樣形象地描述信息爆炸：現今人類每秒鐘創造的網線長度已經超過了聲速，信息膨脹的速度和原子彈爆炸的速度是一樣的，而且這個爆炸是持續的。今天，人們有理由相信：通信改變人類社會行為、通信顛覆世界面貌、通信鑄造未來夢想。

1.本書的內容組織

全書用6章的篇幅，由淺入深地介紹了通信技術的發展歷程、通信網絡體系與基本終端、通信傳輸系統、通信交換技術及有線和無線通信應用技術的相關內容。

第1章通信技術的發展過程，介紹了古代通信技術的發展、通信終端技術的發展、通信交換技術的發展、通信傳輸技術的發展、物聯網與人工智能技術的發展。包括原始通信的演進、電的發明與應用；電報的產生與消亡、電話的興起、廣播電視的演進、計算機與相關應用技術的出現；電話交換的演進、數據交換的出現；電纜長途傳輸的發展、光纖傳輸的出現、無線長途傳輸的演進、雷達與衛星通信的出現；物聯網技術的出現、人工智能技術的出現。討論了通信技術發展過程及對人類文明與進步的影響。為讀者建立一個通信體系的總體輪廓。

第2章通信網絡體系與基本終端，介紹了通信體系、通信終端和電話網絡的基本概念。包括對常見通信術語的理解、通信系統的基本概念、電話機和手機的結構與工作過程；固定電話網和移動電話網的概念、本地電話網和長途電話網及國際電話網的組織、電話網中電話號碼的管理；分組數據網、電信網、接入網、長途電話網的基本概念。為讀者建立起通信網絡體系與基本終端的概念。

第3章通信傳輸系統基礎，介紹了通信信道的概念、不同傳輸介質的信道、信號調制與編碼、信號濾波與電平調整。包括傳輸信道基本概念、信道頻分復用技術、時分復用技術、空分復用技術、碼分復用技術、金屬導線傳輸信道特性、光纖傳輸信道特性、高分子塑料導線傳輸信道特性、無線傳輸信道的特性、無線長波通信技術、中波通信技術、短波通信技術、微波通信技術、自由空間光通信技術、水下光通信技術；模擬信號的AM調制技術、FM調制技術、PM調制技術、數字信號的2ASK調制技術、2FSK調制技術、2PSK調制技術、DPSK調制技術、PAM調制技術、PWM調制技術、PPM調制技術、PFM調制技術、模數轉換技術、字符編碼技術、PCM編碼技術、數字數據基帶信號常用碼型、數字基帶傳輸常用碼型；網絡傳輸函數的描述、無源濾波器設計技術、有源濾波器設計技術、數字濾波器設計技術、自適應數字濾波器技術；信號電平調整的衰減器設計技術、均衡器設計技術、放大器設計技術。使讀者了解信號在通信網中傳輸所受到的信道影響和為適應不同信道傳輸所要經過的加工和處理環節。

第4章交換技術基礎，介紹了電話交換技術、數據交換技術和交換前沿技術。包括電話交換的分類與組成、程控數字電話交換技術、信令技術；電路交換與報文交換技術、分組交換技術、信元交換技術、多協議標記交換技術、移動MPLS IP技術；空分光交換技術、時分光交換技術、波分光交換技術、軟交換技術、即時通信技術。使讀者了解信號在經過通信網絡交換節點時會面臨的問題和所涉及的相關技術。

第5章有線通信應用技術，介紹了骨干通信網絡技術、用戶接入技術和網絡與融合技術。包括SDH技術、PTN技術、SDN技術、量子通信技術、ULH DWDM技術、光孤子通信技術；PON接入技術、FTTx接入技術、IPTV技術、VoIP技術、VoLTE技術、VoWiFi技術；統一通信與融合通信技術、三網融合技術、物聯網技術、衛星物聯網技術、車聯網技術、云計算技術、區塊鏈技術、未來通信技術。使讀者了解信號在有線傳輸信道中傳輸時會面臨的問題和解決這些問題所涉及的相關技術手段。

第6章無線通信應用技術，介紹了遠距離和近距離無線傳輸技術。包括移動通信技術、無線智能終端技術、無線網絡技術、智能無線信道獲取技術、衛星導航技術、特殊無線傳輸技術；ZigBee技術、Z-Wave技術、Wibree技術、藍牙技術、UWB技術、NFC技術、60GHz技術、RFID技術。其中移動通信技術涉及WiMAX技術、4G技術、5G技術、6G技術；無線智能終端技術涉及智能手機技術、移動計算技術、移動IP技術；無線網絡技術涉及WiFi技術、LiFi技術、Ad Hoc技術、無線網格網技術、WLAN技術、WMAN技術、WPAN技術；智能無線信道獲取技術涉及SDR技術、CR技術、OPM技術；衛星導航技術涉及GPS導航和BD導航技術、移動GIS技術；特殊無線傳輸技術涉及FSO技術、近空通信技術、深空通信技術、水下無線通信技術、地下通信技術。使讀者了解信號在無線傳輸信道中傳輸時會面臨的問題和所涉及的相關技術手段。

2.本書適應的課程及課時分配

本書內容適用于電子大類、計算機大類、自動化大類及相關專業的大專生、本科生和研究生學習，也可供其他相關專業的工程技術與管理人員或通信技術愛好者作為擴大知識面的參考書籍。

本書教學共需40學時，不同層級和專業的學生，可根據教學大綱的安排和自己的特點進行內容的取舍。各章學習的參考學時分配為：第1章通信技術的發展過程，理論教學2學時；第2章通信網絡體系與基本終端，理論教學4學時；第3章通信傳輸系統基礎，理論教學6學時；第4章交換技術基礎，理論教學6學時；第5章有線通信應用技術，理論教學8學時；第6章無線通信應用技術，理論教學14學時。

3.第2版說明

《通信導論》（第2版）是在2013年第1版的基礎上改編而來的。原第1版共印刷了4次，受到不少讀者歡迎。但隨著通信技術的發展，涌現出許多新技術，因此第2版對第1版各章內容進行了較大規模的調整和重寫。由于本書篇幅的限制，一些新技術的介紹側重于基本概念，主要是拋磚引玉地提出問題，對此感興趣的讀者可進一步參考相關書籍。為使用本書的教師提供了PPT課件、綜合練習和解答。

感謝四川工業科技學院對本書的支持。感謝研究生鄧鵬、李鑫、卿琦、陳俊鳳、吳睿、趙耀、羅鳳、鄧洪權、何楷、丁松柏、李果村、吳浩等同學對第2版給予的支持和幫助。

作者于四川工業科技學院