PAPM UWB Communication System

PAPM UWB Communication System pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:VDM Verlag Dr. Mueller e.K.
作者:Mooil Chung
出品人:
页数:76
译者:
出版时间:2008-06-04
价格:USD 64.00
装帧:Paperback
isbn号码:9783639035964
丛书系列:
图书标签:
  • UWB
  • 超宽带
  • 无线通信
  • 定位
  • PAPM
  • 信号处理
  • 通信系统
  • 嵌入式系统
  • 无线传感器网络
  • 室内定位
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具体描述

In the future of digital home networking, Ultra-Wideband (UWB) technology will be used as a wireless communication system to connect various devices like HDTVs, PCs, and Cell phones. One of the major challenges when designing UWB systems is the selection of the appropriate modulation scheme. Although M-ary Pulse Position Modulation (PPM) has better performance than M-ary Pulse Amplitude Modulation (PAM) for M2 in an UWB environment, it requires more accurate timing synchronization and has a higher computational complexity, particularly for large M. This book, therefore, provides a hybrid modulation scheme, called pulse amplitude position modulation (PAPM), which combines PPM and PAM constellations to provide a compromise between system performance and complexity. It contains concepts, modeling, capacity analysis of PAPM UWB System. The analysis of PAPM UWB should help understand other modulation schemes as the basic hybrid UWB system and should be useful to anyone else who may be considering utilizing UWB system with asynchronous multiple user interference.

《超宽带通信系统:原理、设计与应用》 本书深入探讨了超宽带(UWB)通信系统的核心技术,旨在为读者提供一个全面而深入的理解。从基础的信号传播理论到复杂的系统设计,再到实际的应用场景,本书力求覆盖UWB技术发展的各个重要环节。 第一部分:超宽带通信系统基础 本部分首先详细阐述了超宽带通信的物理学原理。我们将从电磁波的传播特性入手,解释为何UWB信号具有如此宽广的频谱。内容将涵盖脉冲生成与接收的基本模型,如基于纳秒、皮秒级脉冲的信号形成机制,以及这些脉冲在复杂环境中(如室内、城市街道)的传播损耗、多径效应和衰落特性。我们将深入分析UWB信号的功率谱密度特性,以及其相对于窄带通信的独特优势,例如低功耗、低截获概率和极高的定位精度。 接着,我们将聚焦于UWB系统的关键技术挑战与解决方案。这包括如何有效地进行脉冲的采样与量化,以及如何设计能够捕捉微弱UWB信号的接收前端。我们将讨论多种调制方案,包括脉冲位置调制(PPM)、脉冲幅值调制(PAM)和脉冲宽度调制(PWM),并分析它们在不同场景下的性能表现。对于多径效应这一UWB系统面临的主要挑战,我们将详细介绍各种对抗技术,如 Rake 接收机、最大似然估计(MLSE)和决策反馈均衡(DFE)等,并阐述其工作原理与性能优化方法。 第二部分:超宽带通信系统设计与优化 本部分将转向UWB系统的实际设计与工程实现。我们将详细讨论UWB信号的生成与处理电路,包括基于雪崩二极管、步进恢复二极管和CMOS技术的脉冲产生方法。在接收端,我们将探讨低噪声放大器(LNA)、混频器、滤波器和采样器等关键组件的设计要求与实现技巧,重点关注如何在高带宽和低功耗之间取得平衡。 频谱管理与干扰规避是UWB系统推广的关键。我们将深入研究UWB系统在不同频段的可用性,以及各国/地区针对UWB的频谱划分与监管政策。重点分析UWB系统如何与现有的窄带通信系统(如Wi-Fi、蓝牙)共存,避免产生不可接受的干扰。我们将介绍先进的干扰检测与规避技术,包括自适应滤波、频率捷变和频谱感知等,并分析其在复杂电磁环境下的有效性。 多天线技术在UWB通信中扮演着越来越重要的角色。本部分将详细介绍UWB MIMO(多输入多输出)系统的设计原理,包括天线阵列的设计、空间复用、空间分集和波束成形等技术。我们将分析MIMO系统如何通过增加信道容量、提高系统鲁棒性和增强定位精度。此外,我们还将探讨UWB定位技术,包括基于到达时间(ToA)、到达时间差(TDoA)、到达角度(AoA)和信号强度(RSSI)的定位方法,并分析其精度限制与优化策略。 第三部分:超宽带通信系统应用 本部分将聚焦于UWB通信系统在各个领域的广泛应用。 室内定位与导航: UWB以其厘米级的定位精度,在智能仓储、资产追踪、机器人导航、AR/VR体验增强等方面展现出巨大潜力。我们将详细介绍基于UWB的室内定位系统的架构、关键技术和应用案例。 无线个人局域网(WPAN): UWB能够提供极高的数据传输速率,为高带宽的设备间通信提供解决方案,例如高清视频传输、大文件快速共享和设备互联。我们将讨论UWB WPAN的标准进展和技术实现。 汽车通信: UWB在汽车领域有着重要应用,如车钥匙的无钥匙进入与启动、车内设备互联、车辆与基础设施的通信(V2X)。我们将分析UWB在提升汽车安全性和用户体验方面的作用。 医疗健康: UWB技术可以用于非接触式的生命体征监测、医疗器械的精确定位和患者监护。我们将探讨UWB在智能医疗设备和远程医疗中的应用前景。 工业自动化: 在智能工厂和工业物联网(IIoT)中,UWB可用于高精度传感器网络、机器人协同作业和生产过程的实时监控。 安全与监测: UWB的低截获概率使其在军事通信、保密通信和安全监测领域具有独特优势。 本书的最后,我们将对UWB通信技术的未来发展趋势进行展望,包括更高的数据速率、更低的功耗、更智能的频谱利用以及与其他无线通信技术的融合。 本书的编写旨在为通信工程师、研究人员、学生以及对UWB技术感兴趣的从业者提供一本权威、深入且实用的参考指南。通过本书的学习,读者将能够深刻理解UWB通信系统的设计原理、掌握关键技术挑战的应对方法,并能够洞察其在未来通信格局中的重要地位。

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读后感

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用户评价

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我最近一直在寻找一本能系统介绍**MIMO(多输入多输出)**架构在**超宽带系统**中如何提升容量和可靠性的著作。打开这本书时,我对其中关于**阵列天线设计**的章节抱有很高的期望,毕竟这是实现波束赋形和空间复用的核心。这本书在这一块确实给出了基础的数学模型和一些基础的配置图示,但深入挖掘下去,我发现它在**实际的波束扫描算法**和**快速跟踪目标**的动态性能方面着墨不多。例如,在讨论到移动目标跟踪时,我更希望看到的是基于**卡尔曼滤波**或者更先进的**粒子滤波**在UWB系统中的具体实现细节,包括如何处理传感器噪声和环境不确定性,以及这些算法对功耗和计算资源的影响。这本书给出的解决方案路径相对保守和通用化,没有展现出针对UWB特殊工作频段和脉冲特性的优化策略。这就好比看了一本介绍跑车引擎原理的厚书,虽然了解了内燃机的每一个部件如何协同工作,但却没能看到调校大师如何将马力推向极限的秘诀。对于追求性能极致的工程师来说,这种深度上的不足会让人感到意犹未尽。

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这本书的组织结构虽然严谨,但整体上给人一种**“大而全,细而不精”**的印象,尤其是在跨学科交叉的领域。我关注的重点在于**UWB技术在工业4.0环境下的集成挑战**,特别是如何处理来自大型机械和金属结构对信号的复杂散射和衰减问题。我希望能看到更深入的**电磁兼容性(EMC)**分析,以及如何在设计初期就规避潜在的频率干扰源。书中提及了环境因素的重要性,但提供的解决方案往往是基于理想环境下的优化参数调整,例如调整脉冲宽度或发射功率阈值,这些在现实的工厂车间中可能很快就会失效。我期待看到更多关于**自适应波束调整和环境映射**的章节,即系统如何实时学习环境变化并自动优化通信链路的鲁棒性。总体而言,这本书像是在为这项技术绘制一张宏伟的蓝图,展示了各个组成部分的潜力,但当涉及到实际施工过程中遇到的那些令人头疼的“意外情况”和“非标准”的工程难题时,它的指导性就显得有些力不从心了,更像是一份理想化的设计规格说明书,而非一本解决实际问题的工程师手册。

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从阅读体验上来说,这本书的论述风格非常**内敛且克制**,它倾向于建立一个坚实但略显冗余的理论基础,才缓缓展开到应用层面。我最初是冲着它声称能覆盖**安全接入和设备认证**的章节来的,因为这涉及到UWB在物联网和高安全访问控制中的应用潜力。我对**物理层安全(PLS)**的讨论非常感兴趣,特别是如何利用UWB独特的**信道冲激响应(CIR)**特征来区分合法用户和窃听者。然而,书中对PLS的介绍更多集中在概念界定上,对于如何构建一个**抗重放攻击**和**抗中间人攻击**的完整安全协议栈,缺乏详细的流程图或伪代码示例。读完这部分,我感觉自己像是学会了如何制造一把精美的锁,但并不知道如何将其安装到一扇真正的门上,更不清楚如何应对复杂的开锁工具。这种理论与实践之间的鸿沟,使得这本书在面向系统集成和安全实施的读者群体中,可能无法达到预期的实用价值。它像一个百科全书,收录了知识的枝叶,却未能深入到工程实践的根茎。

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这本书的封面设计着实吸引人,色彩搭配大胆而富有科技感,那种深邃的蓝色调配合着流动的光线效果,立刻让人联想到高速的数据传输和精密的技术集成。我原本是抱着学习最新的无线通信技术的心态来翻阅的,期待能在其中找到关于**超宽带技术**在**定位与感知**方面的深度解析,特别是那些前沿的算法和实际应用案例。然而,深入阅读后,我发现这本书的叙事风格显得有些过于学术化,每一个章节都像是在啃一块坚硬的知识硬骨头,缺乏足够的实例引导来帮助初学者建立直观的理解。比如,在讨论到**脉冲形成网络**的设计时,作者堆砌了大量的数学公式,虽然严谨,但对于我这样更侧重于系统实现而非纯理论推导的读者来说,这使得理解过程变得异常缓慢。我本以为会看到更多关于**低功耗设计**和**抗干扰能力**的实际对比测试数据,特别是与传统Wi-Fi或蓝牙技术在特定工业环境下的性能差异分析,这才是决定一项新技术能否成功商业化的关键。结果,这部分内容相对单薄,更像是教科书式的理论陈述,而不是一本面向实际工程人员的参考手册。整体而言,它更像是一份详尽的理论白皮书,而不是一本能激发实践热情的应用指南。

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这本书的排版和内容组织结构给我留下了非常深刻的印象,但这种印象并非完全是正面的。首先,它的目录设计非常详尽,每一个小节的标题都精确地指向了特定的技术细节,这在查找特定知识点时无疑是极大的便利。我特别关注了关于**时间同步和精确测距**的部分,期望能看到关于**多径效应**处理的创新性解决方案,毕竟在复杂的室内环境中,信号反射是实现高精度定位的头号拦路虎。然而,书中对这些问题的探讨,似乎停留在了对已有标准的复述上,缺乏那种“哦,原来可以这样解决!”的惊喜感。叙述的语言风格,如果用一个比喻来说,就像是阅读一份严谨的法律条文,逻辑清晰,滴水不漏,但缺少了人情味和生动的描述。我希望能看到更多作者基于其丰富的经验对现有技术瓶颈提出的独特见解,或者是一些他们自己团队在解决实际工程问题时采取的非常规思路。遗憾的是,这些“独门秘籍”在书中似乎被刻意地隐藏了起来,留给读者的更多是教科书上的标准流程和定义,这使得这本书的价值更倾向于学术参考而非工程实践指导手册。

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