Modern communication application practice

This book is based on projects such as \"Shanghai World Expo Communications\" and is a summary of the author team\'s experience in professional technical work for many years. The content of this book includes: Shanghai World Expo Communications, modern satellite communications, underwater acoustic digital communications, communication information concealment technology and anti-interference, etc. In addition to the necessary numerical derivations, this book pays special attention to physical concepts and practical applications, and strives to be easy to understand, easy to understand, highlight the key points, and easy to understand. The authors of this book are all experts in the industry and have a comprehensive grasp of the technical foundation and development direction of information systems. This book can be read by engineering and technical personnel or graduate students engaged in information technology, and can also be used as a textbook for electronic information majors in colleges and universities. Chapter 1 Shanghai World Expo Communications 1 1.1 Features and Planning of Shanghai World Expo Communications 2 1.1.1 The Relationship between the Features of the World Expo and Communications 2 1.1.2 Special Requirements of the Shanghai World Expo for Information Communications 3 1.1.3 Planning of the Construction of the Park’s Information Infrastructure 4 1.1.4 Planning of Communications for the Management of the World Expo 8 1.1.5 Planning of the World Expo’s Information Communications Service System 10 1.1.6 Planning of the World Expo’s Information Communications Security Assurance 17 1.2 Shanghai World Expo Basic Communications 19 1.2.1 Shanghai World Expo’s Demand for High Bandwidth 19 1.2.2 Introduction of Urban Optical Networks 23 1.2.3 How the Layout of Base Stations Can Adapt to the Expo’s Dense Communications 30 1.2.4 Expo LTE Shows Its Prowess in Large-Capacity Communications 34 1.2.5 Expo IPv6 Campus Network 42 1.3 Expo Information Application System 48 1.3.1 Overview of the Expo’s Information System 48 1.3.2 Data Network System 50 1.3.3 Information Security System 52 1.3.4 Visitor Service System 55 1.3.5 Operation Management System 57 1.3.6 Online World Expo 63 1.3.7 Information Integration Test Platform 65 1.4 World Expo Communication Value-added Services 66 1.4.1 Cloud Phones Enable Low-end Phones to Experience More Intelligent Services 66 1.4.2 IoT Makes Management of Expo Park-related Equipment More Effective 68 1.4.3 Multi-language Recognition Technology Builds a Bridge of Communication for International Visitors 70 1.4.4 Visitor Flow Eye System Helps Guide Expo Traffic 72 1.4.5 World Expo Interactive Information Booths Facilitate Visitors’ Tours 75 1.4.6 3D High-definition Televisions Bring Visitors a Shocking Business Experience 78 1.4.7 Mobile Payment Makes Payment More Convenient for Visitors 80 1.4.8 Mobile Phones Double as Intercoms for Quick Contact 82 1.5 World Expo Communication Assurance and Operation and Maintenance 84 1.5.1 Characteristics and Difficulties of Shanghai World Expo Communication Assurance 84 1.5.2 Plans and countermeasures for the communication guarantee of the Shanghai World Expo 86 1.5.3 Ensuring the information security of the Shanghai World Expo 95 1.5.4 Operation and maintenance of key communication services of the Shanghai World Expo 97 1.5.5 Operation and maintenance of the information system of the Shanghai World Expo 99 1.5.6 Operation and maintenance specifications of the IDC of the Shanghai World Expo 101 1.6 The impact of the communication of the Shanghai World Expo on the future of telecom operators 103 1.6.1 Summary of experience in communication network guarantee in large-scale events 103 1.6.2 The importance of establishing an emergency plan system 106 1.6.3 Subsequent use of communication facilities of the Shanghai World Expo 107 1.6.4 Inspiration of the communication of the Shanghai World Expo on the information service industry 110 1.6.5 The characteristics of the informatization of the Shanghai World Expo and its reference to the future informatization of cities 114 Chapter 2 Modern Satellite Communications 118 2.1 The development of satellite communications 118 2.1.1 The development of satellite television 119 2.1.2 The development of vehicle-mounted satellite communication earth stations 120 2.1.3 Portable Satellite Communication Station—Flyaway 126 2.2 Use of Satellite Communication Frequency Bands 127 2.2.1 Available Frequency Bands for Satellite Communication 127 2.2.2 Division and Use of International Telecommunication Union Satellite Communication Frequency Bands 129 2.2.3 Analysis of Common Frequency Bands Used in Satellite Communication 130 2.2.4 Common Frequency Bands and Applicable Occasions in Satellite Communication 133 2.3 Network Access Test for Satellite Communication 141 2.3.1 Preface 141 2.3.2 Network Access Test for Domestic Live Broadcast Satellite 142 2.3.3 Test and Calculation of G/T Value 148 2.3.4 Network Access Test for ASIASAT 152 2.4 VSAT System 156 2.4.1 VSAT Network 157 2.4.2 VSAT and Emergency Communication 161 2.4.3 Mobile Communication Network Using Satellite Communication VSAT as Relay 174 2.5 New Services for Satellite Communication 178 2.5.1 Satellite IPTV 178 2.5.2 MBSAT 179 2.5.3 Mobile TV on trains 180 2.5.4 Mobile communications at sea 181 Chapter 3 Underwater Acoustic Digital Communication 186 3.1 Overview 186 3.2 Purpose of Underwater Acoustic Communication 186 3.3 Specificity of Underwater Acoustic Communication Channel 186 3.4 System of Underwater Acoustic Digital Communication 186 3.4.1 MFSK Underwater Acoustic Digital Communication 187 3.4.2 Spread Spectrum (FH) Voice Communication 188 3.4.3 Underwater Acoustic Email Transmission System 188 3.5 Communication Sonar Equation 189 3.5.1 Detection of Communication Signals in Multipath Background 192 3.5.2 Active Sonar Equation Working in Noise Background 193 3.5.3 How to Use Communication Sonar Equation to Estimate the Performance of Underwater Acoustic Digital Communication Sonar 193 3.6 Ocean Noise 195 3.6.1 Ocean Environmental Noise 195 3.6.2 Ship Self-Noise 198 3.6.3 Impact of Ocean Noise on Underwater Acoustic Digital Communication and Treatment Methods 199 3.7 Underwater Acoustic Transmission Loss 201 3.7.1 Acoustic Field in Layered Inhomogeneous Seawater Medium 201 3.7.2 Acoustic Absorption Loss of Seawater Medium 202 3.7.3 Impact of Acoustic Transmission Loss on Underwater Acoustic Communication and Treatment Methods 202 3.7.4 Acoustic Characteristics of the Seabed 204 3.8 Spread Spectrum System 204 3.9 Frequency Hopping System 210 3.10 Underwater Acoustic Digital Communication Equipment 213 3.10.1 Improved Multimedia Underwater Acoustic Communication Machine 213 3.10.2 Innovative APNFM Underwater Acoustic Digital Communication Sonar 214 3.10.3 Research on APNFM Underwater Acoustic Communication Machine 216 3.10.4 Underwater Acoustic Transducer 216 Chapter 4 Communication Information Concealment Technology and Anti-Interference 218 4.1 Overview 218 4.2 Basic Model of Information Hiding System 218 4.3 Visual Masking Characteristics 219 4.4 Auditory Masking Characteristics 219 4.4.1 Loudness 219 4.4.2 Tone 220 4.5 Masking Characteristics 220 4.6 Application of Spread Spectrum Concept in Information Hiding 222 4.7 Spread Spectrum Communication Technology and Information Hiding 223 4.8 Classification of Hiding Technology 224 4.9 Secret Channel Model in TCP/IP 225 4.10 Classification of Text Information Hiding Technology 225 4.11 Basic Technology of Text Information Hiding 226 4.12 Information Hiding Technology Based on Channel Coding 228 4.13 Information Hiding Algorithm Based on Compression Coding 229 4.14 Information Hiding in Sound Technology 231 4.15 Channel Capacity of Secret Communication 232 4.16 Communication Information Hiding Detection and Attack Technology 238 4.17 Framework and Method of Secret Analysis 241 4.18 Detection and attack of information hiding on the Internet 242 4.19 Real-time transmission information hiding detection attack system 244 4.20 Introduction to radiated interference 245 4.20.1 Basic knowledge of radiated EMI 245 4.20.2 Measures and standards for dealing with radiated EMI in the United States and other countries in the world 247 4.20.3 EMI within and between systems 250 4.20.4 Electromagnetic interference sources (electromagnetic noise) 251 4.20.5 Classification of electromagnetic interference sources 251 4.20.6 Natural electromagnetic interference sources 252 4.20.7 Man-made electromagnetic interference sources 254 4.20.8 Example of system interference source analysis 255 4.20.9 The nature of electromagnetic interference 256 4.20.10 Electromagnetic interference control technology 257 4.20.11 Power supply interference control technology 258 4.20.12 Power supply filter 258 4.20.13 Feeder interference control technology 258 4.20.14 Ground interference control technology 259 4.20.15 Analog circuit interference control 259 4.20.16 Digital circuit interference control 260 4.20.17 High-frequency circuit interference control 260 4.21 Electronic information anti-interference technology 261 4.21.1 Computer anti-interference technology 261 4.21.2 Anti-interference of mobile communication equipment 262 4.21.3 Cable line anti-interference technology 263 4.22 Printed circuit and anti-interference technology 263 4.23 Shielding principles and technologies 264 4.23.1 Shielding effect 265 4.23.2 Electric field shielding 265 4.23.3 Magnetic field shielding 265 4.23.4 Electromagnetic field shielding 265 4.23.5 Development and application of shielding materials 266 4.24 Filter technology and application 267 4.24.1 Filter 267 4.24.2 Filter characteristic parameters 268 4.24.3 Feedthrough Filters 269 4.24.4 Power Filters 269 4.24.5 Signal Filters 270 4.25 Grounding Technology and Its Applications 271 4.25.1 Safety Ground 272 4.25.2 Signal Grounding 274 4.25.3 Grounding of Motion Systems 277 Appendix 279 Appendix A Abbreviations 279 References 283