Ultra-Wideband Pulse-based Radio pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Vereecken, Wim/ Steyaert, Michiel

出品人:

页数:268

译者:

出版时间:

价格:129

装帧:

isbn号码:9789048124497

丛书系列:

图书标签:

• Ultra-Wideband
• UWB
• Pulse Radio
• Wireless Communication
• Signal Processing
• Radar
• Localization
• Time-Domain
• High-Speed Communication
• IoT

《低功耗无线通信系统设计与优化》 内容简介： 本书深入探讨了低功耗无线通信系统的设计、实现与性能优化，旨在为研究人员、工程师及相关领域的学生提供一个全面而实用的技术指南。系统地介绍了当前主流的低功耗无线通信技术，并着重分析了在资源受限环境下实现高效通信的挑战与解决方案。 第一部分：低功耗无线通信系统基础 本部分首先建立读者对低功耗无线通信系统的基本认知。我们将从无线通信的基本原理出发，详细阐述信号传播、调制解调、信道编码等核心概念，并重点分析这些技术在功耗方面的考量。紧接着，我们将详细介绍几种当前最受欢迎的低功耗无线通信标准，包括但不限于： Bluetooth Low Energy (BLE)： 深入分析BLE的协议栈架构，包括GAP、GATT等关键层，以及其在设备发现、数据传输、功耗管理方面的独特设计。我们将探讨BLE的连接模式、广播模式，以及如何通过优化扫描间隔、连接间隔、超时参数等来最大化电池寿命。 Zigbee： 详细解读Zigbee协议栈，包括IEEE 802.15.4物理层和MAC层，以及Zigbee网络层、应用层。重点阐述Zigbee在自组网、低功耗方面的优势，并分析其在智能家居、工业自动化等领域的应用。我们将讨论路由选择、终端设备功耗模式（如轮询、休眠）等关键技术。 LoRaWAN (Long Range Wide Area Network)： 深入分析LoRaWAN的架构，包括终端节点、网关、网络服务器和应用服务器。重点介绍LoRaWAN的长距离、低功耗特性，以及其在物联网（IoT）领域的广泛应用。我们将讨论其ADR（自适应数据速率）机制、不同类的终端设备（Class A, B, C）的功耗特性，以及数据传输的安全性。 Sub-GHz 无线技术： 探讨工作在Sub-GHz频段的各种无线技术，如GFSK, FSK, OOK等，以及它们在特定应用场景下的功耗优势和传输特性。分析不同调制方式对功耗和传输距离的影响。 第二部分：低功耗设计关键技术 本部分将聚焦于实现低功耗无线通信系统的核心技术。我们将逐一剖析各个环节的功耗来源，并提出相应的优化策略。 射频前端优化： 深入研究低功耗射频前端的设计，包括功率放大器（PA）的效率优化、低噪声放大器（LNA）的噪声系数和功耗权衡、射频开关的插入损耗等。分析不同PA技术（如Doherty, Class E/F）在效率和复杂性上的差异。 基带信号处理与功耗： 探讨基带信号处理算法的功耗影响。我们将分析不同调制解调方案（如FSK, GFSK, OOK, PSK, QAM）的计算复杂度与功耗关联，并介绍低功耗数字信号处理器（DSP）的设计原则。讨论如何通过硬件加速、算法简化等方式降低功耗。 电源管理单元（PMU）设计： 详细介绍低功耗PMU的设计，包括低压差线性稳压器（LDO）、开关模式电源（SMPS）的选择与优化，以及动态电压与频率调整（DVFS）技术在降低功耗中的作用。我们将探讨电荷泵、升压/降压转换器的设计要点。 睡眠模式与唤醒机制： 重点研究各种睡眠模式的设计与实现，包括深度睡眠、浅度睡眠、定时唤醒、中断唤醒等。分析不同睡眠模式对系统响应时间和功耗的影响，并提供实现高效低功耗状态切换的策略。 协议层功耗优化： 深入分析无线通信协议栈中各层对功耗的影响，并提出优化建议。例如，在BLE中如何通过调整连接参数、避免不必要的广播；在Zigbee中如何优化路由发现和节点加入过程；在LoRaWAN中如何合理利用ADR机制。 第三部分：系统级性能评估与优化 本部分将从系统整体的角度出发，审视低功耗无线通信系统的性能评估和优化方法。 功耗测量与分析工具： 介绍常用的功耗测量仪器和技术，如数字示波器、电源分析仪、专用功耗测量芯片。讲解如何进行系统级功耗剖析，识别功耗瓶颈。 链路预算与覆盖范围分析： 讲解如何进行准确的链路预算计算，评估系统在不同环境下的通信距离和可靠性。分析天线增益、路径损耗、接收灵敏度等因素对系统性能的影响。 干扰与抗干扰技术： 讨论无线通信环境中常见的干扰源，以及相应的抗干扰技术。分析跳频、扩频、信道估计、信号检测等算法在提高系统鲁棒性方面的作用。 功耗与性能的权衡： 强调在低功耗系统设计中，功耗、性能、成本、复杂度之间的权衡。提供系统化的方法来指导设计决策，以在满足应用需求的前提下实现最优的功耗表现。 新兴技术与未来趋势： 展望低功耗无线通信领域的新兴技术，如面向IoT的低功耗广域网（LPWAN）技术、能量收集技术、AI在功耗优化中的应用等。 目标读者： 本书适合从事无线通信系统设计、嵌入式系统开发、物联网设备研发的工程师、技术人员，以及对低功耗无线通信技术感兴趣的高校在读研究生和本科生。 本书特色： 理论与实践相结合： 深入浅出地讲解理论知识，并结合实际应用案例进行分析。 系统性强： 从基础概念到高级优化，全面覆盖低功耗无线通信系统的各个方面。 前沿性： 关注最新的技术发展和行业趋势。 实用性高： 提供可操作的设计方法和优化策略。 通过阅读本书，读者将能够深刻理解低功耗无线通信系统的设计原理，掌握优化功耗的关键技术，从而能够设计出更加高效、持久的无线通信产品。

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