前言

多年以前我刚开始学习通信基础知识时,那时通信的发展目标是要实现任何人、在任何地方、任何时间都可以被连接。如今,互联网将全世界的人们连接在一起,人们可以随时随地进行通信。其中,穿梭于整个空间的无线信号,帮助人们实现了通信的目标。是现代信号处理技术的发展使这个宏伟的梦想变成现实。可以说,没有信号处理,就没有现如今的科技世界。

信号处理技术是以数学和物理知识为基础,综合软件工程、电路基础、计算机架构和逻辑学等多门学科专业知识的一种应用技术。学习、掌握和应用信号处理技术是一件让人痛并快乐的事情。在实际工程开发中,我们看到的是在仪器上显示的信号波形,实际上它可能与抽象的数学公式“纠缠”在一起,这或许让人头疼不已。但是,每一次抽丝剥茧的分析和推理过程,每一次发现新的设计思路或者找到新的改进方向,以及在解决问题的过程中获得的成就感,都让人对这个过程难以忘怀。所以,经历了众多的、小小的激动瞬间,我希望能将自己对这些理论和工程问题的理解与他人分享,这也成为我写这本书的动力。

然而,对通信系统的理解是永无止境的,它会不断颠覆已有的认知。某一天我问自己,无线信号看不见、摸不着,它究竟是什么?它的能量究竟是怎么传递的?我居然不知道该如何回答这个问题。

很多时候,内心的那个声音一直在问:“对于通信系统,你真的明白了吗?真的明白了吗?”我们一直在坚持什么呢?我想,是坚持追求对这个世界的真正理解。我不敢说自己真的理解了,因为当坐下来写作的时候,我又发现自己还有那么多疑惑。但总是可以更进一步了解一些,思考更深一点,从而可以更多地发现不同表象之间的内在联系,进而扩展和加深认知。为了这样的一种执着,我开启了创作本书的旅程,记录我曾经进行的关于通信系统的思考,希望能与志同者交流,给后来者帮助。

本书先简单梳理了与通信系统相关的基本概念,以此作为分析底层逻辑的基础。从通信网络结构,到通信系统的层次划分,再到终端在一个系统中的基本行为与过程,帮助读者逐步掌握分析通信系统的方法。

后来我发现高层协议有很多具体的新内容,但是底层信号处理的基本方法还是一样的,于是我在本书中也增加了一节探讨5G信号处理方面的内容。虽然本书不能解决读者对某个通信系统的所有困惑,但是它也许能帮助你找到解决问题的途径。