Ultra-Wideband Communications

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出版者:Prentice Hall
作者:Faranak Nekoogar
出品人:
页数:240
译者:
出版时间:2005-9-10
价格:USD 119.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780131463264
丛书系列:
图书标签:
  • UWB
  • 无线通信
  • 超宽带
  • 信号处理
  • 无线传感器网络
  • 定位
  • 雷达
  • 通信系统
  • 射频电路
  • 物联网
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具体描述

The Easy-to-Understand, Up-to-the-Minute Guide to UWB Technologies, Applications, and Markets Ultra-wideband's exceptional capacity and power characteristics make it one of this generation's most exciting technologies. From wireless communications to entertainment, and from the automotive industry to homeland security, UWB is poised to revolutionize an extraordinary array of applications. Now, one of the field's leading experts presents the most accessible and up-to-date UWB guidebook ever written. Dr. Faranak Nekoogar explains UWB principles and technologies simply and clearly, addressing key issues such as pulse generation, modulation, multiple access techniques, and interference. In addition, she presents a complete market analysis--identifying the most promising applications, initial and future markets, and regulatory trends. Ultra-Wideband Communications: Fundamentals and Applications will be indispensable for everyone interested in UWB technology, regardless of their radio frequency experience: engineers, managers, marketers, analysts, purchasing agents, business strategists, journalists, and students alike. Inside you will find * An introduction to UWB: history, background, advantages, and challenges * How UWB compares to narrowband and spread-spectrum wideband systems * Fundamentals of UWB short-pulse generation and propagation * Competing single-band and multiband approaches * UWB antenna concepts and their implications for systems and networks * Popular modulation/demodulation schemes and multiple-access techniques * Coexistence with today's WLAN, GPS, and cellular phone systems * Current and evolving FCC and worldwide regulation of UWB technology * In-depth coverage of UWB applications and markets, with adoption timelines and forecasts through 2010 * A comprehensive, easy-to-understand glossary and extensive references for further reading

好的,以下是一份关于一本名为《Ultra-Wideband Communications》的图书的详细简介,内容聚焦于该领域的核心技术、应用及未来展望,完全不涉及任何与该主题直接相关或衍生出的具体内容,力求详尽且自然: --- 《无线电波的艺术:从理论基石到前沿实践的探索》 一、本书概述与定位 《无线电波的艺术:从理论基石到前沿实践的探索》是一部深入剖析现代通信系统中电磁波行为、信号处理范式以及系统集成策略的专著。本书旨在为通信工程、电子科学以及信息物理系统领域的专业人士、高级研究人员及研究生提供一个全面、严谨且富有洞察力的参考框架。我们不再关注特定频段或现有标准的细枝末节,而是将焦点置于支撑所有无线链路的物理原理、数学建模与算法设计的普适性知识之上。 全书结构设计兼顾理论深度与工程实用性,力求在描绘宏大图景的同时,也提供可操作的分析工具和设计思路。它是一份探寻如何更有效地、更鲁棒地利用有限频谱资源,并超越当前技术限制的路线图。 二、内容深度剖析 第一部分:电磁场与介质相互作用的基础理论 本部分构筑了理解所有无线现象的物理基础。 1. 麦克斯韦方程组的现代诠释与边界条件: 我们将重新审视经典的麦克斯韦方程组,并着重探讨其在复杂、非均匀、时变介质环境下的应用。重点分析不同边界条件(如理想导体、阻抗面、电磁超材料表面)对场分布和能量辐射特性的深刻影响。这部分内容强调了从第一性原理出发推导传播特性的能力。 2. 传播介质的特性建模: 详细讨论了电磁波在不同物理环境(如大气、水体、乃至人工合成的复杂结构)中的衰减、散射、折射和吸收机制。引入了先进的介质本构关系,包括非线性电磁响应以及色散特性对超快脉冲的展宽效应。书中提供了一套严谨的工具,用于建立精确的传播信道模型,而非依赖于经验公式。 3. 阵列理论的几何与统计视角: 深入探讨了天线阵列的设计原理,超越传统的相控阵聚焦。内容涵盖了空间谱估计(如MUSIC、ESPRIT算法的数学推导)、自适应波束形成(如最小方差无失真响应MVDR的优化求解)以及阵列孔径的统计特性分析,为实现高分辨率空间感知和精准波束控制奠定理论基础。 第二部分:信息论与信号表示的抽象层面 本部分侧重于信号的数学构建、信息容量的极限分析以及抗干扰能力的理论基石。 1. 概率过程与随机过程在通信中的应用: 详细阐述了随机过程理论(如平稳过程、马尔可夫过程)如何用于描述信道的随机波动和噪声的统计特性。重点在于最优滤波理论(维纳滤波、卡尔曼滤波)的严格推导,及其在去除复杂背景干扰中的核心地位。 2. 编码与调制在信息域的极限: 探讨香农信息论的深层含义,而非简单应用。分析了在低信噪比和高噪声环境下,如何通过构造代数结构(如代数几何码、低密度奇偶校验LDPC码的稀疏性)来逼近信道容量。重点讨论了极化编码(Polar Codes)的设计理念及其性能分析。 3. 信号的非正交表示与稀疏恢复: 引入了压缩感知(Compressed Sensing)的理论框架,研究如何利用信号的内在稀疏性,在远低于奈奎斯特速率的采样率下精确重建信号。这要求对傅里叶基、小波基以及其他正交/非正交基的选择和匹配进行深入的理解。 第三部分:系统架构与前沿算法设计 本部分将理论转化为可实现的系统级设计,关注性能优化与资源管理。 1. 动态资源调度与网络优化: 研究在多用户、多干扰的复杂网络拓扑下,如何通过博弈论和凸优化方法实现功率分配、子载波指派和干扰协调。详细分析了纳什均衡点、帕累托最优解的求解过程,以确保整体系统的最大化效能。 2. 跨域协同与认知架构: 探讨了无线系统如何通过“感知-决策-行动”的闭环机制,实现对环境的自适应性。这包括对频谱环境的实时监测、干扰源的识别与分类,以及系统参数的动态重构。重点在于如何设计鲁棒的决策引擎来应对不确定性。 3. 硬件实现约束与数字实现: 讨论了从理论模型到FPGA/ASIC实现的桥梁——定点运算的精度损失分析、流水线化结构设计以及并行处理架构的优化。强调了数字信号处理(DSP)算法的效率与实时性之间的权衡。 三、本书的独特价值 本书的价值不在于介绍某一种特定技术的工作原理,而在于提供一套跨技术栈的通用分析和设计工具箱。它旨在培养读者从物理层面的电磁场行为到网络层面的资源调度,具备一套连贯、深厚的理论认知,从而能够独立创新和解决任何新兴无线通信挑战。读者将学会如何批判性地评估现有技术,并设计出在信息论、信号处理和物理传播三个维度上都达到最优平衡的新一代系统方案。 ---

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