深入理解通信系统（原书第5版）（下册）

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。

《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。

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。

前言<br />致谢<br />第12章　数字无线电与软件无线电1<br />12.1　数字无线电与软件无线电的定义1<br />12.2　软件无线电的可行性2<br />12.3　数字处理技术代替模拟技术3<br />12.4　软件无线电的优点4<br />12.5　软件无线电接收机4<br />12.5.1　超外差软件无线电接收机4<br />12.5.2　直接变频软件无线电接收机5<br />12.5.3　直接采样接收机6<br />12.6　软件无线电发射机6<br />12.7　软件无线电器件综述7<br />12.7.1　发射机7<br />12.7.2　用于AM/FM/SW收音机的集成电路8<br />12.7.3　无线收发信机9<br />12.8　认知无线电14<br />思考题15<br />习题15<br />深度思考题15<br />第13章　传输线16<br />13.1　传输线基础知识16<br />13.1.1　传输线类型16<br />13.1.2　平衡与非平衡传输线17<br />13.1.3　传输线的波长长度18<br />13.1.4　连接器19<br />13.1.5　特性阻抗22<br />13.1.6　速度系数23<br />13.1.7　传输线的延迟24<br />13.1.8　传输线的规格参数26<br />13.2　驻波29<br />13.2.1　反射信号与驻波的关系29<br />13.2.2　匹配传输线31<br />13.2.3　短路传输线32<br />13.2.4　开路传输线32<br />13.2.5　失配（谐振）传输线32<br />13.2.6　驻波比计算33<br />13.3　传输线用作电路中的元件36<br />13.3.1　谐振回路与电抗元件36<br />13.3.2　带状线和微带线38<br />13.4　史密斯圆图40<br />13.4.1　绘制史密斯圆图和读取阻抗值42<br />13.4.2　波长刻度44<br />13.4.3　驻波比圆44<br />13.4.4　史密斯圆图使用举例44<br />思考题49<br />习题49<br />深度思考题50<br />第14章　通信网络、局域网及以太网基础51<br />14.1　通信网络基础知识51<br />14.1.1　网络类型52<br />14.1.2　网络拓扑结构53<br />14.1.3　局域网的应用55<br />14.1.4　开放系统互连（OSI）模型56<br />14.2　局域网中的硬件57<br />14.2.1　局域网中的电缆58<br />14.2.2　连接器60<br />14.2.3　网络接口控制器60<br />14.2.4　中继器60<br />14.2.5　集线器61<br />14.2.6　网桥61<br />14.2.7　交换机62<br />14.2.8　路由器63<br />14.2.9　网关63<br />14.2.10　防火墙63<br />14.2.11　调制解调器64<br />14.2.12　无线局域网64<br />14.3　以太网局域网64<br />14.3.1　以太网的拓扑结构64<br />14.3.2　以太网的编码技术65<br />14.3.3　传输速率66<br />14.3.4　传输介质66<br />14.3.5　访问技术70<br />14.3.6　数据包协议71<br />14.3.7　以太网与OSI各层的关系72<br />14.4　先进以太网72<br />14.4.1　40 Gbit/s和100 Gbit/s以太网73<br />14.4.2　电信级以太网74<br />14.5　专用的以太网变化类型74<br />14.5.1　2.5G/5G以太网75<br />14.5.2　工业以太网75<br />14.5.3　车载以太网76<br />思考题77<br />习题77<br />深度思考题78<br />第15章　有线数据通信79<br />15.1　串行I/O的基本原理79<br />15.1.1　数据传输速率79<br />15.1.2　双工通信80<br />15.1.3　非平衡与平衡传输线80<br />15.2　串行I/O的应用81<br />15.3　低速串行接口81<br />15.3.1　RS-23281<br />15.3.2　RS-48583<br />15.3.3　控制器局域网总线84<br />15.3.4　I2C总线85<br />15.4　高速串行接口86<br />15.4.1　低压差分信号接口86<br />15.4.2　串行外设接口86<br />15.4.3　通用串行总线87<br />思考题88<br />习题89<br />深度思考题89<br />第16章　天线与电磁波传播90<br />16.1　天线基础知识90<br />16.1.1　无线电波90<br />16.1.2　天线的工作原理92<br />16.1.3　天线互易性95<br />16.1.4　基本天线95<br />16.2　常见的天线类型96<br />16.2.1　对称振子天线96<br />16.2.2　地平面直立天线103<br />16.2.3　天线的方向性107<br />16.2.4　天线的增益108<br />16.2.5　天线方向性与增益的关系108<br />16.2.6　寄生阵列108<br />16.2.7　驱动阵列110<br />16.2.8　阻抗匹配112<br />16.3　无线电波的传播115<br />16.3.1　无线电波的光学特性115<br />16.3.2　无线电波在自由空间中的传播117<br />16.3.3　计算接收功率121<br />16.3.4　影响射频信号传播的因素123<br />思考题126<br />习题127<br />深度思考题128<br />第17章　互联网技术129<br />17.1　互联网的应用129<br />17.1.1　互联网的业务类型129<br />17.1.2　互联网的工作原理130<br />17.2　互联网传输系统131<br />17.2.1　帧中继131<br />17.2.2　异步传输模式132<br />17.2.3　SONET132<br />17.2.4　光传送网133<br />17.2.5　路由器134<br />17.2.6　互联网骨干网134<br />17.2.7　分组交换传输系统136<br />17.2.8　TCP/IP139<br />17.2.9　UDP139<br />17.2.10　互联网和寻址139<br />17.2.11　保留的主机ID142<br />17.2.12　网络掩码143<br />17.2.13　子网掩码143<br />17.2.14　MAC地址与IP地址144<br />17.2.15　传输示例说明144<br />17.3　云网络与虚拟系统144<br />17.3.1　云计算144<br />17.3.2　虚拟化145<br />17.3.3　网络的数据、控制和管理平面146<br />17.4　存储区域网146<br />17.4.1　光纤通道147<br />17.4.2　互联网SCSI148<br />17.5　互联网安全149<br />17.5.1　安全威胁的类型149<br />17.5.2　安全措施150<br />17.6　互联网电话153<br />17.6.1　互联网电话的基本概念153<br />17.6.2　互联网电话基本原理154<br />思考题155<br />习题156<br />深度思考题156<br />第18章　微波与毫米波通信157<br />18.1　微波的概念157<br />18.1.1　微波频率和频带157<br />18.1.2　使用微波频段的好处158<br />18.1.3　使用微波和毫米波的缺点159<br />18.1.4　微波通信系统160<br />18.2　微波传输线与微波器件164<br />18.2.1　微带线调谐电路165<br />18.2.2　微波晶体管169<br />18.2.3　小信号放大器170<br />18.3　波导与谐振腔172<br />18.3.1　波导172<br />18.3.2　波导的硬件和配件174<br />18.3.3　谐振腔178<br />18.3.4　环形器179<br />18.3.5　隔离器180<br />18.4　微波半导体二极管180<br />18.4.1　小信号二极管180<br />18.4.2　振荡器二极管181<br />18.4.3　PIN二极管182<br />18.5　微波真空管183<br />18.5.1　速调管183<br />18.5.2　磁控管184<br />18.5.3　行波管185<br />18.6　微波天线186<br />18.6.1　低微波频段天线186<br />18.6.2　喇叭天线187<br />18.6.3　抛物面天线189<br />18.6.4　螺旋天线192<br />18.6.5　双锥天线193<br />18.6.6　开槽天线193<br />18.6.7　介质透镜天线194<br />18.6.8　贴片天线195<br />18.6.9　相控阵天线196<br />18.6.10　印制电路天线198<br />18.6.11　智能天线技术200<br />18.6.12　自适应波束形成201<br />18.7　微波与毫米波的应用202<br />18.7.1　雷达202<br />18.7.2　单片雷达209<br />思考题210<br />习题212<br />深度思考题212<br />第19章　卫星通信213<br />19.1　卫星轨道与定位原则213<br />19.1.1　卫星轨道213<br />19.1.2　卫星定位与地球站跟踪原则217<br />19.2　卫星通信系统219<br />19.2.1　中继器和转发器219<br />19.2.2　频谱利用情况220<br />19.3　卫星子系统222<br />19.3.1　通信子系统223<br />19.3.2　电源子系统225<br />19.3.3　遥测、指令和控制子系统225<br />19.3.4　有效载荷子系统226<br />19.3.5　立方体卫星226<br />19.4　地球站226<br />19.4.1　天线子系统228<br />19.4.2　接收子系统228<br />19.4.3　发射子系统229<br />19.4.4　电源子系统229<br />19.4.5　遥测和控制子系统229<br />19.4.6　甚小口径地球站230<br />19.5　卫星的应用230<br />19.5.1　通信卫星230<br />19.5.2　数字卫星广播233<br />19.5.3　侦察卫星234<br />19.5.4　卫星存在的主要问题234<br />19.6　全球导航卫星系统234<br />19.6.1　空间段235<br />19.6.2　控制段和原子钟236<br />19.6.3　GPS接收机237<br />19.6.4　GPS的应用239<br />19.6.5　其他GNSS系统简介240<br />思考题240<br />习题241<br />深度思考题241<br />第20章　光通信技术242<br />20.1　光学原理242<br />20.1.1　光波242<br />20.1.2　物理光学基础243<br />20.2　光通信系统246<br />20.2.1　使用光通信的意义246<br />20.2.2　自由空间的光波通信246<br />20.2.3　光纤通信系统248<br />20.2.4　光纤通信的应用249<br />20.2.5　光纤通信的优点249<br />20.3　光导纤维与光缆250<br />20.3.1　光纤的光传输原理250<br />20.3.2　光缆的结构251<br />20.3.3　光纤的类型252<br />20.3.4　光纤的规格参数256<br />20.3.5　光纤连接器和光纤的熔接260<br />20.4　光发射机与接收机261<br />20.4.1　光源261<br />20.4.2　光发射机264<br />20.4.3　光调制器266<br />20.4.4　光检测器267<br />20.4.5　光接收机268<br />20.4.6　光收发信机269<br />20.4.7　光纤通信系统的性能参数考量271<br />20.4.8　功率预算272<br />20.5　光波分复用技术275<br />20.5.1　稀疏波分复用275<br />20.5.2　密集波分复用275<br />20.6　无源光网络277<br />20.6.1　无源光网络的概念277<br />20.6.2　无源光网络技术标准277<br />20.7　400 Gbit/s及以上的网络279<br />20.7.1　40/100 Gbit/s以太网280<br />20.7.2　400 Gbit/s及以上的以太网281<br />20.7.3　光传输技术282<br />20.7.4　多源协议模块284<br />思考题284<br />习题286<br />深度思考题287<br />第21章　蜂窝移动通信技术288<br />21.1　蜂窝移动通信系统288<br />21.1.1　蜂窝网络的概念288<br />21.1.2　频谱分配289<br />21.1.3　双工技术290<br />21.2　蜂窝移动通信行业概述290<br />21.2.1　移动通信运营商290<br />21.2.2　移动通信技术的演进历程291<br />21.2.3　移动通信技术的发展趋势和严峻挑战291<br />21.3　2G和3G数字蜂窝移动通信系统292<br />21.3.1　2G蜂窝移动通信系统292<br />21.3.2　3G蜂窝移动通信系统293<br />21.4　长期演进和4G蜂窝移动通信系统294<br />21.4.1　LTE技术特点和性能指标295<br />21.4.2　TD-LTE299<br />21.4.3　LTE Advanced和LTE Advanced Pro299<br />21.4.4　LTE语音业务300<br />21.5　5G蜂窝移动通信系统301<br />21.5.1　5G新空口的目标301<br />21.5.2　5G NR技术规范301<br />21.5.3　带宽302<br />21.6　智能手机分析303<br />21.7　移动通信基站与小型蜂窝305<br />21.7.1　基站306<br />21.7.2　小型蜂窝和HetNet的基本原理307<br />21.7.3　小型蜂窝的基本概念308<br />21.7.4　小型蜂窝内部结构组成308<br />21.7.5　定时和同步311<br />21.7.6　回程链路311<br />21.7.7　自组织网络312<br />21.7.8　分布式天线系统312<br />思考题313<br />习题314<br />深度思考题314<br />第22章　无线通信技术315<br />22.1　无线局域网315<br />22.1.1　无线局域网硬件设备317<br />22.1.2　无线局域网标准：Wi-Fi318<br />22.1.3　相关的Wi-Fi标准321<br />22.1.4　Wi-Fi联盟322<br />22.2　蓝牙技术323<br />22.3　ZigBee与Mesh无线网络325<br />22.4　射频识别技术和近场通信技术328<br />22.4.1　射频识别技术328<br />22.4.2　近场通信技术331<br />22.5　超宽带无线通信技术332<br />22.5.1　多频带OFDM超宽带333<br />22.5.2　超宽带的优缺点总结334<br />22.5.3　超宽带的主要应用335<br />22.6　其他无线通信技术335<br />22.6.1　实际系统应用中的各种无线通信技术选择335<br />22.6.2　无线通信技术的比较336<br />22.6.3　电视空白频谱336<br />22.7　物联网337<br />22.7.1　机器对机器338<br />22.7.2　物联网组织338<br />22.7.3　IIoT示例340<br />思考题341<br />习题342<br />深度思考题342<br />第23章　通信测试与测量343<br />23.1　通信测试仪器设备343<br />23.1.1　电压测量343<br />23.1.2　功率计344<br />23.1.3　功率测量电路345<br />23.1.4　假负载347<br />23.1.5　驻波比计347<br />23.1.6　信号发生器348<br />23.1.7　频率计350<br />23.1.8　频谱分析仪351<br />23.1.9　矢量信号分析仪和发生器353<br />23.1.10　矢量网络分析仪356<br />23.1.11　场强仪359<br />23.1.12　其他测试仪器359<br />23.2　常见的通信测试方法360<br />23.2.1　发射机测试360<br />23.2.2　天线与传输线测试363<br />23.2.3　接收机测试364<br />23.2.4　微波测试370<br />23.2.5　5G系统测试371<br />23.2.6　数据通信测试371<br />23.2.7　光纤测试设备和测量方法374<br />23.3　故障排除技术376<br />23.3.1　通用的维修建议376<br />23.3.2　常见的故障问题376<br />23.3.3　设备的技术文档377<br />23.3.4　故障排除方法377<br />23.4　电磁干扰测试380<br />23.4.1　电磁干扰源380<br />23.4.2　抑制电磁干扰382<br />23.4.3　电磁干扰测量384<br />思考题385<br />习题387<br />深度思考题387<br />部分习题参考答案388