射频和无线技术

图书标准信息

• 作者 [美]菲特 著；李根强、匡泓、文志成 译
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2009-11
• 版次 1
• ISBN 9787121097461
• 定价 69.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 569页
• 字数 953千字
• 正文语种 简体中文
• 丛书 嵌入式技术与应用丛书

【内容简介】

　　本书集美国著名学府和科研机构的专家、学者的智慧，向读者讲述了无线电的历史与发展趋势，以及促成其发展的各种无线技术。全书介绍了无线电产生、天线技术、无线传播、无线收发机、通信协议、频谱扩展、射频功放、锁相环、OFDM、频谱认知技术；以帆州等当代高速无线网络为重点，介绍了无线局域网的基础、网络安全、规划部署与测试优化等内容：稍后讨论了无线对等网络、无线感知网络、无线网状网、软件定义无线电、射频识别、超宽带通信规范及其频谱扩展技术；基于对射频网络中频谱管理、干扰回避等问题的分析，阐明了认知无线电产生的必然趋势，以及软件定义无线平台与频谱认知技术。
　　本书没有晦涩的理论推导，涉及的内容和基本概念清楚明了，为从事无线和射频工作的广大工程和技术人员、院校师生提供了很好的素材和方向性指导。本书还配有电子资料包，详见前言。

【目录】

第1章射频和无线技术综述1
1.1无线通信简史1
1.2我们身在何处3
1.2.1固定位置系统4
1.2.2局域系统5
1.2.3广域系统6
1.2.4应用7
1.2.5我们将走向何方8
1.3结论11
1.4参考文献11

第2章通信协议与调制12
2.1基带数据格式与协议12
2.1.1状态变化源数据12
2.1.2跳码寻址14
2.1.3数据域15
2.1.4连续数字数据16
2.1.5模拟传输17
2.2基带编码17
2.2.1数字系统17
2.2.2模拟基带整形19
2.3射频频率和带宽20
2.4调制21
2.4.1数字事件通信中的调制21
2.4.2连续数字通信22
2.4.3数字调制方式比较23
2.4.4高级数字调制25
2.4.5扩展频谱29
2.5射频识别33
2.6总结34
2.7参考文献34

第3章发射机35
3.1射频源35
3.1.1LC控制35
3.1.2SAW谐振器35
3.1.3晶体振荡器37
3.1.4合成器控制38
3.1.5直接数字合成（DDS）40
3.2调制40
3.2.1ASK40
3.2.2FSK41
3.2.3PSK42
3.3放大器42
3.4滤波42
3.5天线43
3.6小结44
3.7参考文献44

第4章接收机45
4.1调谐无线电频率45
4.2超再生接收机46
4.3超外差接收机47
4.4直接变换接收机48
4.5数字接收机49
4.6中继器50
4.7小结51
4.8参考文献51

第5章无线电波传播52
5.1无线电波传播机制52
5.2开阔地传播53
5.3衍射55
5.4散射56
5.5路径损耗56
5.6多径现象57
5.7平坦衰落58
5.7.1瑞利衰落58
5.8分集技术60
5.8.1空间分集60
5.8.2频率分集61
5.8.3极化分集61
5.8.4分集实施61
5.8.5统计性能方法62
5.9噪声62
5.10总结64
5.11参考文献64

第6章天线基础Ⅰ65
6.1电磁波65
6.1.1空间里的电磁波66
6.1.2传输线里的电磁波68
6.1.3电磁波里的功率70
6.2极化72
6.3短偶极子74
6.3.1辐射模式75
6.3.2电路特性77
6.4小环79
6.4.1电路特性80
6.5方向性、效率和增益82
6.5.1前后比82
6.5.2半功率波束宽度82
6.5.3旁瓣电平82
6.6参考文献83

第7章天线基础Ⅱ84
7.1带宽和品质因数Q84
7.2阻抗匹配与系统效率89
7.2.1窄带匹配89
7.2.2宽带匹配网络90
7.2.3系统效率92
7.3接收92
7.3.1有效高度93
7.3.2有效面积94
7.3.3接收模式94
7.4地面效应94
7.4.1镜像原理94
7.4.2理想地平面上的垂直偶极子95
7.4.3理想导体平面上方的水平偶极子97
7.4.4地-源天线99
7.4.5平衡99
7.4.6地面效应小结100
7.5改进措施100
7.6参考文献101

第8章无线局域网基础102
8.1大型和小型网络102
8.2从LAN到WLAN104
8.3802.11WLAN105
8.3.1802.11体系结构106
8.3.2MAC和CSMA/CA107
8.3.3经典802.11的直接序列物理层109
8.3.4802.11标准概览113
8.3.5Wi-Fi物理层（802.11b）114
8.3.6802.11a物理层116
8.3.7802.11g物理层121
8.3.8802.11安全性122
8.4HiperLAN和HiperLAN2125
8.5从LAN到PAN125
8.5.1蓝牙——作为丹麦人却可以不向丹麦纳税126
8.5.2增强PAN：802.15.3128
8.5.3UWBPAN：进展报告130
8.6总结134
8.7进一步的阅读材料134

第9章室外网络136
9.1不管雨雪、炎热还是黑夜136
9.2视距内的站136
9.3室外覆盖网络138
9.3.1传播138
9.3.2干扰145
9.3.3回传146
9.4点对多点网络149
9.5点对点网桥151
9.6长的免许可链路152
9.7安全注意事项156
9.8摘要157
9.9进一步的阅读材料158

第10章基于Wi-Fi和其他无线技术上的语音业务160
10.1介绍160
10.2进行中的802.11标准工作160
10.2.1802.11n162
10.2.2802.11p163
10.2.3802.11s163
10.2.4802.11t163
10.2.5802.11u163
10.3Wi-Fi和蜂窝网络164
10.3.1双模问题164
10.3.2融合策略165
10.4WiMax171
10.5VoWi-Fi和蓝牙171
10.6VoWi-Fi和DECT174
10.7VoWi-Fi和其他不断发展中的802.X无线项目176
10.7.1802.20176
10.7.2802.21176
10.7.3802.22177
10.8结论177
10.9参考文献177

第11章无线局域网的安全性178
11.1介绍178
11.2802.11中的密钥建立178
11.2.1有什么问题179
11.3802.11的匿名性179
11.4802.11中的鉴权180
11.4.1开放系统鉴权181
11.4.2共享密钥鉴权181
11.4.3鉴权和切换182
11.4.4802.11鉴权存在什么问题183
11.4.5伪鉴权算法184
11.5802.11加密184
11.5.1WEP存在什么问题185
11.6802.11中的数据完整性187
11.7802.11安全漏洞189
11.8WPA189
11.8.1密钥建立190
11.8.2鉴权193
11.8.3机密性195
11.8.4完整性196
11.8.5总体构架——机密性+完整性196
11.8.6WPA是如何修补WEP漏洞的197
11.9WPA2（802.11i）198
11.9.1密钥建立198
11.9.2鉴权198
11.9.3加密198
11.9.4完整性199
11.9.5总体构架——机密性+完整性200

第12章系统规划203
12.1系统设计概览203
12.2位置和房地产考虑203
12.3基于用户需求的系统选择208
12.4设备需求标识209
12.5设备位置标定211
12.6信道分配、信噪比和复用规划215
12.7网络互联和点对点无线方案217
12.8成本219
12.9系统规划的5个C220

第13章系统部署、测试和优化221
13.1真实世界设计的例子221
13.2例一——当地咖啡厅221
13.3例二——办公室LAN部署222
13.3.12.4GHzRF覆盖结果224
13.3.25.6GHzRF覆盖结果225
13.3.3容量需求225
13.3.4系统设计分析225
13.3.5NEC（美国国家电气规程）、防火和安全规则考虑227
13.4例三——社区WISP（无线Internet业务供应商）227
13.4.1社区——花园型复式公寓228
13.4.2社区——小的覆盖面积232
13.4.3社区——服务于商业用户的城区或者城郊234
13.4.4社区——消费者和商业用户的小城镇系统235
13.5例四——移动宽带网络236
13.5.1初始模型236
13.5.2初步资料237
13.5.3覆盖建模237
13.5.4容量建模237
13.5.5成本建模237
13.5.6真实世界的设计238
13.6本章总结239

第14章下一代无线网络——构架和技术的演进240
14.1为什么会提出“下一代”网络240
14.2第一代无线网络——无线接入240
14.3第二代无线网络——移动接入241
14.3.1移动管理242
14.3.2第二代后无线网络245
14.4第三代无线网络——无线加移动至高带宽接入245
14.4.1无线频谱245
14.4.2异构网络环境246
14.5第四代无线网络及四代以上网络——多网络环境下的统一接入250
14.5.1无缝全球漫游251
14.5.2基于Internet的移动性252
14.6结论256
14.7参考文献256

第15章移动对等网络259
15.1物理层与MAC260
15.1.1依赖位置的载波检测261
15.1.2冲突检测是不可能的262
15.1.3IEEE802.11262
15.2对等网络中的路由机制269
15.2.1主动路由协议271
15.2.2反应式路由协议272
15.2.3混合路由协议274
15.2.4对等路由中的其他一些概念274
15.3结论276
15.4参考文献277

第16章无线传感器网络281
16.1应用281
16.2工厂网络轮廓282
16.3工厂网络结构283
16.4传感器子网选择283
16.5功能需求284
16.6技术权衡和存在的问题285
16.6.1带宽和范围285
16.6.2每个网络中传感器的数量286
16.6.3EMC286
16.6.4频谱管理287
16.6.5无线网络标准287
16.6.6时间的同步和分发288
16.6.7供电288
16.6.8重要的智能传感器特性288
16.6.9系绳RF链路289
16.7结论290
16.8参考文献290

第17章用于工业应用的可靠无线网络291
17.1使用无线的好处291
17.2部署无线系统面临的问题291
17.2.1控制和感知网络Vs.数据网络292
17.2.2要求1：可靠性292
17.2.3要求2：适应性293
17.2.4要求3：可扩展性293
17.3无线的格式293
17.3.1点对点链路293
17.3.2点对多点链路293
17.4无线网状网294
17.5无线网状网的工业应用296
17.5.1取代有线系统296
17.5.2分布式控制296
17.5.3分布式控制的维护要便宜一些吗296
17.5.4诊断监控296
17.6案例研究——水处理297
17.7结论298

第18章软件定义无线电299
18.1什么是软件定义无线电299
18.2SDR的几个方面300
18.2.1多频段300
18.2.2多载波300
18.2.3多模式300
18.3SDR的历史和演进301
18.4软件定义无线电的用途和需求303
18.4.1互操作性303
18.4.2拦截303
18.4.3生产平台304
18.5架构304
18.5.1接收机304
18.5.2传输308
18.6部署中的问题309
18.6.1模拟前置机310
18.6.2数据转换314
18.6.3数字处理316
18.7案例分析——CDMA2000和UMTSSDR接收机319
18.8结论323
18.9参考文献323

第19章射频识别技术基础325
19.1厂商自动识别（AIM）325
19.2什么是RFID325
19.3无线通信与空中接口325
19.3.1载波频率326
19.3.2范围和功率电平327
19.4RFID系统的组成部分328
19.4.1转发器和标签328
19.4.2RFID转发器的基本特点329
19.4.3阅读器/查询器331
19.4.4RF转发器编程器331
19.5RFID系统的分类332
19.6RFID的应用领域332
19.7标准化333
19.8结论333
19.9参考文献334

第20章UWB频谱及其管理335
20.1对UWB设备的监管性测试335
20.2UWB规范术语335
20.3测试基础设施336
20.3.1电波暗室336
20.3.2可选择的其他测试环境338
20.3.3宽带和窄带339
20.3.4测试设备340
20.3.5时域340
20.3.6频域341
20.4监管概况342
20.4.1子部分A——概述343
20.4.2子部分B——无意辐射体344
20.4.3子部分C——有意辐射体344
20.4.4子部分F——UWB的运行344
20.4.5基本的UWB无线概述344
20.4.6对室内和手持UWB系统的要求346
20.4.7峰值功率辐射限制354
20.4.8适用于室内和室外UWB系统的附加技术要求356
20.5UWB放弃条款对技术要求的影响356
20.5.1应用放弃条款（应用豁免）357
20.6UWB设备的国际监管情况357
20.7参考文献358

第21章干扰和共存360
21.1保护工作频段内存在的其他服务361
21.1.1美国362
21.1.2欧洲364
21.1.3日本367
21.1.4国际大视图368
21.2确保共存369
21.2.1技术和市场挑战369
21.3检测和回避369
21.3.1检测370
21.3.2避免371
21.4根据不断变化的需求进行调整373
21.5寻找平衡点373
21.6参考文献374

第22章直接序列UWB375
22.1直接序列UWB375
22.2DS-UWB的二进制信号376
22.3DS-UWB的M-ary二进制信号376
22.3.1MBOK的编码增益377
22.3.2采用卷积编码的MBOK379
22.4好的编码的特性379
22.4.1符号间干扰379
22.4.2峰值/平均值比率380
22.4.3自相关特性381
22.4.4交叉相关特性381
22.5二进制编码382
22.5.1沃尔什编码382
22.5.2巴克序列382
22.5.3m-序列383
22.5.4川崎序列383
22.5.5黄金序列383
22.6三进制编码383
22.6.1增加可用编码数量383
22.6.2三进制编码的自相关特性384
22.6.3脉冲无线电和三进制编码384
22.6.4Ipatov三进制序列384
22.7处理增益385
22.8DS-UWB的优点和非扩展频谱方法385
22.8.1高的处理增益385
22.8.2对失真的免疫性385
22.8.3更宽的带宽385
22.8.4更大的信道容量386
22.8.5衰落免疫386
22.9发射机的结构386
22.9.1发射机的设计选择387
22.9.2系统时钟选择387
22.10接收机的结构388
22.10.1匹配滤波器培训388
22.10.2接收机的设计选择388
22.11仿真结果389
22.12参考文献389

第23章对UWB多频段的探讨390
23.1介绍和概述390
23.2多频段UWB传输方案的详细动机392
23.2.1对频谱掩蔽的控制392
23.2.2接收机采样速率问题394
23.2.3有源电路带宽和功耗394
23.2.4ADC和DAC采样速率395
23.2.5易受强干扰影响的弱点396
23.3在序列多频段接收机中的多径能量收集397
23.3.1案例研究397
23.3.2案例研究结论400
23.4和本地振荡器生成有关的问题400
23.4.1问题和候选方案400
23.4.2多重并行振荡器400
23.4.3使用SSB混频原则产生频率401
23.5和多频段UWB传输有关的监管性问题401
23.5.1最小带宽要求402
23.5.2平均功率要求402
23.5.3多频段传输系统对受干扰接收机的影响402
23.6结论405
23.7参考文献405

第24章认知无线电技术的历史与背景406
24.1认知无线电的愿景406
24.2导致认知无线电的历史与背景406
24.3软件定义无线电简史408
24.4基本的软件定义无线电410
24.4.1SDR的硬件体系结构411
24.4.2SDR中的运算处理资源413
24.4.3SDR的软件体系结构414
24.4.4在认知无线电里的Java反射415
24.4.5认知无线电里的智能天线415
24.5频谱管理416
24.5.1管理无执照频谱417
24.5.2噪声汇聚418
24.5.3集中频谱需求和使用转租方法418
24.5.4接入优先级419
24.6美国政府在认知无线电里的角色419
24.6.1DARPA（美国国防部高级研究项目署）419
24.6.2FCC（美国联邦通信委员会）420
24.6.3NSF/CSTB研究420
24.7多智能是有用的420
24.8参考文献421

第25章软件无线电——认知无线的平台422
25.1引言422
25.2硬件架构423
25.2.1框图423
25.2.2基带处理器机理427
25.2.3基带处理实现430
25.2.4多核系统和在片系统431
25.3软件架构432
25.3.1设计理念和模式432
25.4SDR开发与设计434
25.4.1GNURadio434
25.4.2软件通信架构（SCA）434
25.5应用443
25.5.1应用软件443
25.6开发445
25.6.1元件开发445
25.6.2波形开发446
25.7认知波形开发447
25.8小结448
25.9参考文献449

第26章认知无线电——所需要的技术450
26.1简介450
26.2无线电灵活性和能力450
26.2.1无线电灵活性和能力之连续性451
26.2.2软件功能无线电的例子451
26.2.3软件可编程无线电例子452
26.2.4SDR例子452
26.3感知、自适应和认知无线电454
26.3.1感知无线电455
26.3.2自适应无线电455
26.3.3认知无线电456
26.4无线电功能和性能比较456
26.5认知无线电资用技术457
26.5.1地理定位457
26.5.2频谱感知和频率占用458
26.5.3生物特征识别458
26.5.4时间459
26.5.5空间感知或情景感知459
26.5.6软件技术459
26.5.7频谱感知和转租或借用的潜能463
26.6CR中的投资与研究464
26.6.1认知地理定位应用464
26.6.2动态频谱接入和频谱感知466
26.6.3汇合问题469
26.6.4CR身份认证应用470
26.7CR时间线471
26.7.1决策、指导和标准471
26.7.2新产品生产商471
26.8小结和结论472
26.9参考文献473

第27章频谱认知475
27.1引言475
27.2规避干扰问题475
27.3认知无线电角色476
27.4频谱足迹最小化477
27.5建立频谱认知478
27.5.1频谱使用报告478
27.5.2频谱感知479
27.5.3潜在干扰分析479
27.5.4链路汇聚481
27.5.5分布感知与操作481
27.6信道认知和空间多信号481
27.7频谱认知网络483
27.8涂层和衬底技术484
27.9自适应频谱对于认知无线电硬件的含义485
27.10小结——认知无线电工具486
27.11参考文献486
附录：传播能量损耗487

第28章直接序列和跳频频谱扩展488
28.1直接序列扩展频谱488
28.1.1扩展和去扩展488
28.1.2处理增益489
28.1.3干扰容限490
28.1.4干扰抑制491
28.1.5扩展代码产生491
28.1.6同步492
28.1.7近-远干扰493
28.1.8带外信号敏感性494
28.1.9射频信噪比495
28.1.10去扩展器位置495
28.1.11距离解析/多径（RAKE）495
28.1.12DSSS系统举例496
28.2跳频498
28.2.1扩展与去扩展498
28.2.2快或慢跳频499
28.2.3处理增益499
28.2.4干扰容限499
25.2.5干扰抑制500
28.2.6扩展代码产生500
28.2.7同步500
28.2.8近-远干扰501
28.2.9带外信号敏感性502
28.2.10射频信噪比503
28.2.11去扩展器位置503
28.2.12FHSS系统举例503
28.3结论505
28.4参考文献505

第29章射频功率放大器507
29.1功率放大器工作分类507
29.1.1A类工作模式507
29.1.2B类工作模式508
29.1.3AB类工作模式510
29.1.4C类工作模式511
29.1.5各类放大器的用途511
29.1.6互调失真简介512
29.1.7A类放大器性能512
29.1.8A类偏置电路513
29.1.9A类放大的局限性514
29.1.10B类放大器性能515
29.1.11AB类放大器性能516
29.1.12AB类偏置电路517
29.1.13C类放大器性能518
29.1.14各类放大器小结518
29.2结论519
29.3参考文献519

第30章现代通信系统中的锁相环技术520
30.1用于频率合成的锁相环技术520
30.1.1电荷泵锁相环（CPLL或DPLL）524
30.2锁相环里的子块527
30.2.1相位检测器、相位频率检测器、电荷泵527
30.2.2电荷泵530
30.3压控振荡器（VCO）532
30.3.1LC槽路VCO532
30.3.2相位噪声533
30.3.3相位噪声模型535
30.3.4环形振荡器542
30.3.5分频器545
30.4应用——一种适于GSM和CDMA标准的全集成双模频率合成器554
30.5参考文献555

第31章正交频分复用（OFDM）558
31.1OFDM基础559
31.2OFDM对无线环境的影响560
31.3OFDM系统编码561
31.4交织562
31.5峰值-平均封装功率比问题562
31.6信道预估564
31.7同步565
31.8结论566
31.9参考文献566