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出版者:ABC-CLIO

作者:Sterling, Christopher/ Tucker, Spencer (EDT)

出品人:

页数:565

译者:

出版时间:2007-10-16

价格:USD 105.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9781851097326

丛书系列:

图书标签:

军事通信
通信技术
军事科技
无线电通信
信息安全
网络安全
战术通信
军事电子
指挥控制
信号情报

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具体描述

《数字时代的信号编织：现代通信技术概览》本书不是关于军事通信的权威指南。相反，它深入探讨了信息技术如何重塑我们的日常连接、商业运作乃至社会结构。本书旨在为对现代通信技术原理、演进及其深远影响感兴趣的读者提供一个全面且易于理解的蓝图。第一部分：信息时代的基石——从模拟到数字的飞跃本部分将追溯通信技术自诞生以来最关键的转型期：从依靠连续波形的模拟传输到基于离散比特流的数字编码。我们首先考察香农的信息论基础，理解信息熵和信道容量的物理极限，为后续所有数字技术的讨论打下坚实的理论基础。 1.1 信息论的革命与数字化浪潮：我们将详细解析克劳德·香农的奠基性工作，探讨如何将现实世界中连续变化的信息（如语音、图像）转化为可计算的、抗干扰的二进制序列。重点分析了采样、量化和编码这三个数字化过程的核心机制及其对数据保真度的影响。 1.2 编码与纠错技术的核心：数字信号的脆弱性要求精密的保护机制。本章将区分信源编码（如霍夫曼编码、算术编码）在压缩信息方面的效率，以及信道编码（如线性分组码、卷积码、Turbo码和LDPC码）在抵抗噪声和衰减方面的鲁棒性。我们将通过实际案例说明，现代通信系统之所以可靠，正是因为这些复杂的纠错算法在后台默默工作。 1.3 调制：将数据转化为可传输的波形：调制是将数字比特映射到物理载波上的艺术。本书将系统梳理关键的调制技术，包括幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）及其组合形式如正交幅度调制（QAM）。对高阶QAM（如64-QAM, 256-QAM）在提升频谱效率方面的作用进行深入剖析，同时讨论了这些技术在Wi-Fi和移动宽带网络中的实际应用场景。第二部分：连接世界的骨架——网络架构与协议栈通信的价值在于连接，而连接依赖于精心设计的网络架构和一套无懈可击的协议。本部分聚焦于构成我们当前互联世界的结构性要素。 2.1 深入理解TCP/IP协议栈：我们将细致地解构互联网通信的“语言”——TCP/IP协议栈的七层或五层模型。重点分析应用层（HTTP, DNS, SMTP）如何构建用户体验，传输层中TCP的拥塞控制与可靠性保证机制（如滑动窗口、慢启动），以及IP层如何实现全球寻址和路由。 2.2 从电路交换到分组交换的范式转变：对比传统电话网络（电路交换）与现代数据网络（分组交换）的根本区别。探讨分组交换如何实现资源共享和高效利用，并分析面向连接的协议（如ATM，虽然已式微，但其概念仍有价值）与无连接协议（IP）的设计哲学差异。 2.3 局域网（LAN）与城域网（MAN）的构建：本章着重介绍以太网技术（IEEE 802.3）的演进，从早期共享介质到现代全双工交换网络。探讨Wi-Fi技术（IEEE 802.11系列，如Wi-Fi 6/6E）如何通过OFDM和多输入多输出（MIMO）技术，在复杂的室内环境中提供高吞吐量的无线接入。第三部分：无线频谱的智慧利用——移动与宽带技术随着对移动性需求的爆炸式增长，如何高效、公平地利用有限的无线频谱成为核心挑战。本部分专注于现代蜂窝和固定无线接入技术的原理。 3.1 蜂窝网络演进的驱动力：本书将追溯从1G到4G LTE的演变轨迹，重点分析3G（WCDMA）和4G（OFDMA、MIMO）在频谱效率和数据速率上的关键突破。讨论这些技术如何通过小区划分、频率复用和动态资源调度来服务大量并发用户。 3.2 5G：不仅仅是速度的提升： 5G网络的设计目标远超前代技术。本章详细解析5G三大应用场景（eMBB, uRLLC, mMTC）背后的技术支撑，包括毫米波（mmWave）的应用与挑战、大规模MIMO（Massive MIMO）如何通过空间复用极大化小区容量，以及网络功能虚拟化（NFV）和软件定义网络（SDN）如何实现灵活的网络切片。 3.3 固定接入的竞争：光纤与无线光通信：探讨光纤通信技术（如DWDM）在骨干网中的核心地位，解析其高带宽、低损耗的物理优势。同时，展望如VDSL、DOCSIS等混合光纤同轴（HFC）网络在“最后一英里”的应用，以及可见光通信（Li-Fi）作为未来室内高密度连接的潜力。第四部分：面向未来的连接趋势与挑战通信技术从未停止发展。本部分着眼于当前的研究热点和未来的潜在方向。 4.1 网络安全与信息保密性：在所有数据都在网络上传输的时代，安全性至关重要。本章将讨论公钥基础设施（PKI）、TLS/SSL握手过程，以及在传输层和应用层保护数据隐私的必要性，强调加密算法（如AES）在现代通信流中的集成方式。 4.2 网络的智能化与自组织：探讨人工智能和机器学习如何应用于网络管理，例如预测流量高峰、自动故障诊断和动态频谱管理。研究未来网络如何实现更高的自动化程度，减少人工干预。 4.3 卫星通信的复兴与新格局：分析低地球轨道（LEO）卫星星座（如星链、OneWeb）如何通过大量低延迟的卫星节点，挑战传统的高轨卫星通信，为偏远地区提供宽带接入的潜力与技术挑战。总结：《数字时代的信号编织》旨在描绘一幅宏大的现代通信图景，涵盖了从比特编码到全球网络部署的每一个关键环节。本书致力于揭示我们日常使用的每一种连接背后的科学原理和工程智慧，帮助读者理解如何通过精妙的算法和架构设计，将无形的电磁波转化为强大的社会生产力。它是一部关于信息流动、网络构建和技术创新的综合性参考书。