短距离无线通信详解

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页数:288
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出版时间:2009-4
价格:32.00元
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isbn号码:9787811244816
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  • 无线
  • 单片机
  • 无线通信
  • 短距离通信
  • 蓝牙
  • Zigbee
  • NFC
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  • 无线技术
  • 通信原理
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具体描述

《短距离无线通信详解:于单片机控制》以具体的功能实例为基础,引导读者如何分析实例,如何去实现这些功能。在开发调试中,如何一步一步地解决问题,一步一步地实现功能。把一个复杂的问题,如何划分成一个个好解决的小问题,一个一个地解决,最后整个功能也就实现了。在这《短距离无线通信详解——基于单片机控制》中,作者着力介绍一种解决问题的方法。

这是一本不同于其他介绍无线系统的书,沿着书中介绍的轨迹,会发现每一步的实现都是如此的简单,可当走过一段,再回头一看时,便会发现,经过这些并不是很难的过程后,我们已经实现了很复杂的功能。

无线电波的奥秘:从基础理论到前沿应用 一本深度探索信息传输与电磁场世界的权威著作 本书致力于为读者构建一个全面、系统且深入的无线电波理论与应用知识体系。我们不关注短距离的局部连接技术,而是将视野投向更广阔、更基础的电磁波传播规律、复杂信道建模以及远距离、高可靠性通信系统的设计原理。全书分为四大核心板块,层层递进,旨在培养读者从底层物理现象到顶层系统架构的完整认知能力。 第一部分:电磁场与波动基础的再审视 (Foundations of Electromagnetism and Wave Propagation) 本部分是全书的理论基石,旨在夯实读者对电磁理论的理解,为后续的系统分析提供必要的数学和物理工具。我们摒弃对特定通信协议的表面介绍,转而深入探究电磁波如何在自由空间及复杂介质中传播的本质规律。 1.1 麦克斯韦方程组的深层解读与工程应用 详细阐述了偏微分形式和积分形式的麦克斯韦方程组,重点分析了在不同边界条件下的解法,特别是针对非均匀、各向异性介质中的场分布。内容涵盖了亥姆霍兹方程的推导,以及波阻抗、坡印廷矢量(Poynting Vector)在能量传输分析中的实际意义。 1.2 经典天线理论的解析:辐射场的结构与性能度量 本节深入探讨了辐射源的理论模型,从基本的电偶极子(如半波长偶极子、赫兹天线)出发,推导其远场辐射方向图的解析表达式。重点分析了天线的关键性能指标,如有效辐射功率(ERP)、有效面积、输入阻抗匹配理论,以及史密斯圆图在宽带天线设计中的应用。我们详细论述了小波束天线阵列的综合理论,包括泰勒(Taylor)加权和蔡比雪夫(Chebyshev)加权方法,以实现对旁瓣的精确控制,适用于深空探测和高增益地面站通信。 1.3 传播模型:超越视距的挑战 这一部分专注于宏观尺度上的无线电波传播机理。内容涵盖了: 对流层与电离层的特性分析: 详细分析了不同大气层对电磁波的折射、吸收和散射效应,特别是高频(HF)波段的跳波传播机制和路径损耗计算。 地物散射与绕射理论: 引入开尔文(Kelvin)衍射理论和射线追踪(Ray Tracing)方法,用于精确建模城市峡谷、复杂地形对超高频(UHF)和微波信号的影响。 衰落现象的统计建模: 深入探讨了瑞利(Rayleigh)衰落、莱斯(Rician)衰落的概率密度函数及其参数估计方法,为链路预算的可靠性分析提供严格的数学基础。 第二部分:高谱效信道编码与调制技术 (High Spectral Efficiency Coding and Modulation) 本部分聚焦于如何在有限的频谱资源内实现更高的信息传输速率和更低的误码率,是现代高速通信系统的核心技术。我们完全避开低功耗、低复杂度的短程调制方案,专注于高阶调制和纠错编码的极限性能。 2.1 经典与先进的数字调制技术 详细对比和分析了正交幅度调制(QAM)的演进,从16QAM到256QAM、1024QAM的性能权衡。重点在于MIMO系统中的预编码技术(Precoding)和迫零(ZF)均衡器的设计,以克服多径信道导致的符号间干扰(ISI)。此外,我们对圆形星座(Circular Constellation)和正交幅度与相位分布(OPD)调制技术进行了深入的理论推导,旨在提高峰均功率比(PAPR)的容忍度。 2.2 纠错编码的理论极限与实现 本节深入探讨了香农信道容量定理在实际编码中的体现。内容包括: Turbo码与低密度奇偶校验码(LDPC): 对迭代译码算法(如贝尔曼-福特算法的变体)进行了数学分析,并对比了它们在接近信道容量时的性能差距。 信道容量分析: 基于高斯信道模型,推导了不同信噪比下的最大可达速率公式,并探讨了如何通过更精密的信道状态信息反馈(CSI Feedback)来逼近这一极限。 第三部分:多址接入与系统级架构 (Multiple Access and System Architecture) 本部分着眼于如何有效地共享频谱资源,构建大规模、多用户的通信网络,这是蜂窝移动通信和卫星通信系统的核心。 3.1 复杂的多址接入方案对比 本书对频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)的传统应用进行了回顾,并将重点放在了: 正交频分复用(OFDM)系统的细节: 深入剖析了循环前缀(CP)的设计原理、载波间干扰(ICI)的抑制,以及在高速移动场景下,循环移位(Cyclic Shift)与快速傅里叶变换(FFT)的同步误差对性能的影响。 稀疏化与基于签名的多址接入(Signature-based MA): 探讨了正交匹配追踪(OMP)等稀疏信号处理技术在用户接入和信号分离中的潜力,以及其在超大规模MIMO(Massive MIMO)系统中的应用前景。 3.2 远洋与卫星通信系统的链路设计 本节专注于长距离、高可靠性通信链路的设计要求,这与短距离通信的需求截然不同。内容包括: 轨道动力学与多普勒补偿: 针对地球同步轨道(GEO)和低地球轨道(LEO)卫星,分析了其复杂的运动轨迹对载波频率的偏移影响,以及精确的多普勒频移补偿算法。 高动态范围的功放设计: 讨论了为应对数千公里传播路径上的巨大路径损耗,如何设计具有高线性度和高效率的功率放大器(PA),并分析了包络跟踪技术(Envelope Tracking)的应用。 第四部分:高级信号处理在信道均衡中的应用 (Advanced Signal Processing for Channel Equalization) 本部分强调了在复杂多径环境下,如何通过复杂的数字信号处理技术来恢复失真的信号。 4.1 信道估计与盲均衡技术 系统性地介绍了从最小均方误差(MMSE)均衡器到更复杂的迫零(ZF)均衡器的设计。特别详细分析了信道状态信息的获取: 基于导频的信道估计: 讨论了不同训练序列(如伪随机序列)的设计,以及在低信噪比下如何使用卡尔曼滤波或扩展卡尔曼滤波对信道衰落进行最优跟踪。 盲均衡器: 深入研究了盲均衡技术(如盲均衡源分离、盲均衡分离最大化算法),这些技术在无法获取精确导频信息时,仍能有效分离叠加的符号。 4.2 认知无线电与动态频谱接入(DSA)的理论模型 最后,本书探讨了未来频谱资源高效利用的趋势,侧重于认知无线电(CR)中的关键决策理论。内容包括:频谱机会检测的统计判决理论、次用户干扰对主用户性能的影响分析,以及如何通过贝叶斯推理优化频谱共享策略,以最大化整体系统吞吐量。 --- 本书面向对象: 通信工程、电子信息工程、信号处理等相关专业的高年级本科生、研究生、科研人员及高级工程师。掌握傅里叶分析、线性代数基础知识是阅读本书的前提。本书旨在提供坚实的理论深度和广阔的工程视野,是理解现代高速、远距离无线通信系统的必备参考资料。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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《短距离无线通信详解》这本书,绝对是近年来我读过的关于无线技术方面最扎实、最有深度的一本书。我是一名通信工程专业的学生,在学校里也学过一些基础的无线通信知识,但总觉得不够系统,不够深入。这本书的出现,就像为我搭建了一个清晰的知识框架,让我对短距离无线通信有了全新的认识。书中对各种短距离无线技术的演进历程、技术特点、优缺点对比,都进行了非常详尽的分析。我尤其喜欢书中对Wi-Fi和蓝牙在不同版本下的演进分析,例如Wi-Fi 6对OFDMA和MU-MIMO的引入,以及蓝牙5.0对传输速率和广播容量的提升,这些分析都让我看到了技术不断进步的脉络。书中对射频电路的设计原理,例如阻抗匹配、功率放大器(PA)和低噪声放大器(LNA)的选择,以及滤波器在抑制杂散信号中的作用,都进行了深入的讲解。这些内容对于我们这些即将进入通信行业的学生来说,是非常宝贵的实践指导。我曾尝试过自己搭建一些简单的无线通信实验,但总是受限于对射频电路的不理解而难以取得好的效果。看了这本书,我才明白了很多原理性的东西。总而言之,《短距离无线通信详解》这本书内容丰富,结构清晰,讲解深入浅出,非常适合作为通信工程专业的学生和相关领域的从业人员的参考书。

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这本书的内容,完全颠覆了我对短距离无线通信的固有认知。我一直以为,短距离无线通信无非就是蓝牙的设备配对,Wi-Fi的上网连接,再加一些扫码支付用的NFC。但《短距离无线通信详解》彻底打破了我的这种浅显的看法。书中对各种短距离无线技术的底层原理进行了细致入微的剖析,从电磁波的物理特性,到各种调制解调方式的演进,再到不同通信协议在物理层和数据链路层的设计理念,都讲解得非常透彻。我尤其对书中关于射频前端设计的部分印象深刻,作者通过对不同组件(如PA、LNA、滤波器)的特性分析,以及它们如何影响整体的通信性能,让我明白了为什么同样是短距离通信,不同设备之间的通信质量会有如此大的差异。书中对干扰和衰落的分析,也是非常精彩的部分,作者通过图示和实例,生动地展示了信号在复杂环境中是如何受到影响的,以及各种抗干扰技术是如何工作的。这让我对日常使用中的信号不稳定问题有了更深的理解。另外,书中对新兴短距离无线技术的介绍,例如UWB(超宽带)和Li-Fi(可见光通信),也让我看到了这个领域的巨大发展潜力,以及未来通信的更多可能性。作者的讲解风格非常清晰,语言流畅,逻辑性强,即使是涉及复杂的概念,也能通过合理的比喻和图示变得易于理解。这本书的出版,无疑为所有对短距离无线通信感兴趣的读者提供了一个极具价值的学习资源。

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这本书的内容,可以说是把我从一个对无线通信“一知半解”的状态,直接提升到了一个“豁然开朗”的境界。我之前对各种短距离无线技术,比如蓝牙、Wi-Fi、Zigbee等,停留在“能用就行”的层面,但具体它们是如何工作的,为什么会有不同的性能表现,我一直没有一个清晰的概念。《短距离无线通信详解》这本书,就像一位循循善诱的老师,一步步地为我解开了这些谜团。书中对电磁波的产生、传播、接收等基本原理的讲解,非常细致且易于理解,让我这个非物理专业背景的人也能轻松掌握。我特别欣赏书中对各种调制解调技术的阐述,作者通过形象的比喻,将复杂的数学公式转化为易于理解的概念,例如对OFDM技术的解释,就如同将一条大河拆解成许多条小溪,清晰地描绘了其工作原理。书中对不同无线技术的实际应用场景的分析,也让我受益匪浅。例如,它详细阐述了Zigbee在智能家居中的低功耗和组网优势,以及蓝牙在个人穿戴设备中的便捷性,这些都让我对这些技术有了更深刻的认识。更让我惊喜的是,书中还对短距离无线通信的未来发展趋势进行了展望,例如对UWB技术在室内定位方面的潜力分析,这让我对这个领域充满了期待。这本书的质量非常高,排版精美,插图清晰,语言流畅,绝对是短距离无线通信领域的权威之作。

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这本书的内容,真是让我大开眼界!我一直以为,短距离无线通信就是“近距离”传输一些数据,比如手机和耳机之间的蓝牙连接,或者智能家居设备之间的Wi-Fi通信。但《短距离无线通信详解》这本书,以一种极其专业且严谨的态度,为我揭示了这项技术背后庞大而精密的体系。书中对各种短距离无线技术,从最基础的ISM频段的划分和特点,到各种调制方式(如FSK、PSK、QAM)在不同场景下的应用,再到各种复杂的协议栈设计,都进行了深入细致的讲解。我尤其对书中对信号传播模型(如自由空间传播、衰落模型)的分析印象深刻,作者通过大量的图示和仿真结果,生动地展示了信号在不同环境下的传播特性,这对于理解无线通信的稳定性和覆盖范围至关重要。书中还对各种短距离无线技术的优缺点进行了详细的对比分析,例如在功耗、速率、覆盖范围、成本、抗干扰能力等方面的权衡,这让我能更清晰地认识到每种技术的设计哲学和适用场景。我之前在为项目选择无线通信方案时,常常感到无从下手,这本书提供的分析框架,无疑为我提供了极大的帮助。总而言之,《短距离无线通信详解》这本书的内容深度和广度都远超我的预期,对于任何想要深入了解短距离无线通信技术的人来说,都是一本不可多得的宝典。

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坦白说,当我拿到《短距离无线通信详解》这本书时,内心是有些期待但又带着一丝忐忑的。我一直对无线通信领域充满兴趣,但苦于没有系统性的学习资源,很多知识点都零散且不成体系。这本书的出现,就像一股清流,为我解开了许多疑惑。《短距离无线通信详解》并没有直接抛出复杂的公式和算法,而是从最基本的物理概念讲起,比如电磁波的产生、传播、衰减等,并通过大量的图示和生活中的例子,将抽象的概念变得生动易懂。我特别喜欢书中对不同通信协议在实际应用中的优缺点分析,例如Wi-Fi的稳定性和高带宽,蓝牙的低功耗和便捷连接,Zigbee的组网能力和低功耗,NFC的近场通信和支付功能等,这些分析都非常贴合实际使用场景,让我对各种技术有了更清晰的认识。书中对天线设计的讲解,也让我这个非专业人士也能理解不同天线形状和工作原理之间的关系,以及它们如何影响信号的发射和接收效率。我之前总觉得天线只是一个简单的金属杆,看了这本书才知道里面大有学问。更让我惊喜的是,书中对通信安全性的讨论,例如加密算法、身份认证等,这些都是在实际应用中非常关键但又容易被忽视的环节。作者并没有回避这些技术难题,而是给出了专业的解答和建议。总而言之,《短距离无线通信详解》这本书让我对短距离无线通信有了前所未有的全面和深入的理解,它的内容丰富,讲解生动,非常适合像我这样的技术爱好者。

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作为一名资深软件工程师,我经常需要与硬件团队协作,而《短距离无线通信详解》这本书,在某种程度上,弥补了我在这方面知识的空白。在此之前,我对无线通信的理解,大多局限于上层协议和应用接口。这本书则从根本上,为我揭示了这些应用是如何在物理层面实现的。我尤其对书中关于无线通信的信号处理过程的讲解印象深刻,例如FFT(快速傅里叶变换)在OFDM系统中的作用,以及各种滤波技术如何去除噪声和干扰。这些讲解,让我能够更好地理解底层硬件的限制和能力,从而在软件设计中做出更合理的决策。书中对不同无线协议在功耗优化方面的设计思路,也为我提供了很多启发。例如,如何通过调整传输功率、改变调制方式、或者优化信道接入策略,来降低设备的能耗,这对于开发低功耗的嵌入式系统非常有帮助。我曾在一个项目中遇到过无线模块耗电过快的问题,如果早点读到这本书,或许就能从设计之初就避免这些问题。更让我惊喜的是,书中对无线通信安全性的讨论,包括物理层安全、协议层安全以及应用层安全等方面,让我意识到无线通信安全并非单一环节的问题,而是需要系统性的考量。这本书不仅内容详实,而且讲解清晰,图文并茂,对于我这样需要跨领域学习的工程师来说,绝对是一本不可多得的参考书。

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这本书的内容简直是为我这种对无线通信“知其然不知其所以然”的技术爱好者量身定做的。我平时喜欢捣鼓一些电子小玩意,也经常用到蓝牙模块、Wi-Fi芯片,但总觉得对它们的工作原理停留在“黑盒子”的层面。 《短距离无线通信详解》的出现,彻底改变了我的认知。它以一种非常友好的方式,拆解了那些我曾经觉得高不可攀的无线通信概念。书中对射频前端设计的基本原理,例如阻抗匹配、滤波器和放大器的工作原理,用非常形象的比喻进行了讲解,让我这个非射频专业背景的人也能大致理解这些关键组件的重要性。我尤其喜欢书中对通信链路预算的讲解,它通过一个简单的计算模型,清晰地展示了信号从发送端到接收端在不同环节的损耗和增益,这对于理解为什么有些无线设备信号好,有些信号差,提供了非常有说服力的解释。书中的很多章节都配有高质量的图例,例如对信号频谱的展示,让我能直观地看到不同调制方式下信号在频域上的表现,以及对噪声和干扰的影响。这些图例的质量,可以说是非常高,不像很多网络资料那样模糊不清。我之前也尝试过阅读一些相关的英文技术文档,但很多时候因为语言和专业术语的障碍而难以深入。这本书的中文表达流畅且专业,让我能够轻松地理解每一个概念。更令我惊喜的是,书中还涉及了一些关于软件定义无线电(SDR)和其在短距离通信领域应用的可能性,这给我打开了一个新的研究方向。对于想要系统性学习短距离无线通信,从基础原理到实际应用的读者来说,这本书无疑是一个绝佳的选择。

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作为一名有几年硬件开发经验的工程师,我对《短距离无线通信详解》这本书的评价只能用“惊喜”来形容。我原本以为这本书充其量也就是对一些主流短距离无线技术(如蓝牙、Zigbee、NFC)做些基础性的介绍,再零散地讲解一些相关协议。但事实完全出乎我的意料。这本书的深度和广度远超我的预期,它不是简单地罗列技术规格,而是深入剖析了每种技术背后的物理原理、通信机制以及设计哲学。我特别欣赏书中对不同无线标准在功耗、速率、覆盖范围、抗干扰能力等方面的权衡分析,这对于我们在实际项目中选择最合适的技术方案非常有指导意义。例如,书中对Zigbee的低功耗设计和Mesh网络特性的详尽阐述,让我对它在智能家居和工业自动化领域的应用有了更深刻的理解。同时,对于蓝牙低功耗(BLE)的各种特性(如Advertising Extensions, Extended Scan Parameters)的讲解,也让我对如何优化BLE设备的连接性和数据吞吐量有了新的思路。更让我眼前一亮的是,作者并没有将目光局限于已有的标准,而是对未来短距离无线通信的发展趋势进行了前瞻性的探讨,例如对Li-Fi、UWB(超宽带)等新兴技术的潜力分析,以及对6G时代短距离通信可能面临的挑战和机遇的思考。这使得这本书不仅具有很强的实践指导意义,也激发了我对行业未来发展的思考。书中大量的图表和案例分析,更是将抽象的理论具象化,例如对信道建模的讲解,虽然没有直接给出复杂的数学公式,但通过对不同环境(如室内、室外)下信号衰减和多径效应的仿真图示,让我能直观地感受到信号传播的复杂性。我曾经在项目调试中遇到过信号不稳定的问题,这本书提供的分析框架和排查思路,让我有信心能更有效地解决类似的问题。这本书绝对是任何想要深入理解短距离无线通信原理和应用的技术人员必备的参考书。

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我是一名在通信行业摸爬滚打多年的老兵,但《短距离无线通信详解》这本书还是给我带来了不少启发。在我的职业生涯中,我主要接触的是长距离蜂窝通信,对于短距离无线通信的理解更多地停留在应用层面,比如Wi-Fi的接入、蓝牙的设备连接。然而,这本书却以一种全新的视角,将短距离无线通信的各个方面进行了系统性的梳理和剖析。我特别欣赏书中对射频前端和基带处理之间相互影响的深入探讨,这是很多入门书籍容易忽略的细节。作者通过对滤波器设计、ADC/DAC选择、以及数字信号处理算法在不同短距离通信场景下的应用,阐述了软硬件协同设计的重要性。书中对低功耗蓝牙(BLE)的深度解析,让我对最新的BLE 5.x标准有了更全面的认识,特别是对物理层改进、空中接口变化以及新特性的应用场景进行了详细解读,这对于我们这些需要跟进技术发展的工程师来说,非常有价值。此外,书中对不同短距离无线技术在功耗、速率、成本、安全性等方面的权衡分析,也为我们在设计复杂系统时,如何进行技术选型提供了非常有力的参考依据。例如,在分析UWB技术时,书中不仅仅介绍了其高精度定位能力,还对其在数据传输和安全认证方面的潜力进行了展望,这让我对这项技术有了更深层次的认识。总的来说,这本书的内容并非简单罗列技术参数,而是深入挖掘了每一种技术背后的设计理念和工程挑战,为我们提供了解决实际问题的思路和方法。

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这本书绝对是我近期阅读过最令人印象深刻的技术书籍之一。我是一名刚刚接触射频和通信领域的初学者,原本对“短距离无线通信”这个概念总觉得有些模糊,似乎只停留在蓝牙、Wi-Fi这些日常生活中司空见惯的技术层面。然而,《短距离无线通信详解》以一种极为系统和深入的方式,为我打开了一扇全新的大门。作者并没有直接一头扎进复杂的公式和原理,而是从最基础的电磁波传播特性讲起,娓娓道来,逻辑严谨。我特别喜欢他对于不同频段的特性分析,比如2.4GHz的拥挤与干扰,以及ISM频段的灵活性和挑战,这些都为我理解Wi-Fi和蓝牙的性能瓶颈提供了绝佳的视角。更让我惊喜的是,书中对于天线理论的阐述,避开了枯燥的数学推导,而是通过形象的比喻和大量的实例,让我这个非专业人士也能大致理解不同天线类型的工作原理和适用场景。例如,他将天线比作“声音的传声筒”,生动地描绘了信号的发射和接收过程,这比我之前在网上看到的那些晦涩的定义要易懂得多。书中还对各种调制解调技术的原理进行了清晰的讲解,虽然涉及一些概念,但作者通过图示和类比,成功地将这些复杂的信号处理过程变得可视化。我尤其对OFDM技术的讲解印象深刻,书中将其比作“将一条大河分解成许多小溪”,形象地说明了其如何应对多径衰落,大大提高了频谱利用率。读完这部分,我才真正理解了Wi-Fi为何能如此稳定可靠地工作。此外,书中对功耗管理和安全性也给予了足够的重视,这对于任何一个想要实际应用无线通信技术的开发者来说都是至关重要的。我曾尝试过开发一些简单的IoT设备,在功耗和数据安全方面吃了不少苦头,如果早点读到这本书,肯定会少走很多弯路。总而言之,这本书的价值远不止于“详解”,它更像是一位经验丰富的导师,循循善诱地将我引入这个迷人的无线世界。

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