無線網(wǎng)絡(luò)射頻工程

前言

　　隨著Internet的飛速發(fā)展，從WAN到MAN，再到LAN和PAN，這些技術(shù)已逐漸成熟。目前，各類網(wǎng)絡(luò)中最具增長潛力的毫無疑問是無線網(wǎng)絡(luò)。怎樣不通過電纜，擺脫物理連接上的限制，使設(shè)備互聯(lián)起來呢?為了找到這個問題的答案，十多年來，人們不斷探索，形成了當(dāng)今令人眼花繚亂的無線通信協(xié)議和產(chǎn)品，無線網(wǎng)絡(luò)正在越來越廣泛地影響和改變著人們的日常生活?！　∩漕l工程是無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和實現(xiàn)的基礎(chǔ)，也是決定無線網(wǎng)絡(luò)功能和性能的關(guān)鍵技術(shù)之一。無論是無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)師、無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品設(shè)計師還是無線網(wǎng)絡(luò)工程師都需要深入了解無線網(wǎng)絡(luò)中的射頻工程，具體包括用于無線網(wǎng)絡(luò)的接收機(jī)和發(fā)射機(jī)、天線、復(fù)雜環(huán)境下的電波傳播以及射頻對無線網(wǎng)絡(luò)總體性能的影響等。目前市面上已經(jīng)有很多無線網(wǎng)絡(luò)方面的書籍，但主要集中在無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和協(xié)議這一層次上。而市面上已有的微波射頻工程方面的書籍又基本上是專業(yè)書籍，內(nèi)容中包含大量關(guān)于電磁場理論、電波傳播、天線理論和射頻電路理論的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，讓希望了解射頻工程的無線網(wǎng)絡(luò)工程師望而卻步。因此十分需要一本專門介紹無線網(wǎng)絡(luò)中的射頻工程，指導(dǎo)工程師和設(shè)計師進(jìn)行設(shè)計和評估的教材。本書就是這樣一本將無線通信、網(wǎng)絡(luò)和射頻工程結(jié)合起來，理論結(jié)合實踐的實用教材?！　”緯鴥?nèi)容詳實，同時涉及無線通信、無線網(wǎng)絡(luò)和射頻工程多個技術(shù)領(lǐng)域，而且能夠理論結(jié)合工程實踐，深入淺出，便于不同層次的讀者閱讀，文字準(zhǔn)確，寫作風(fēng)格既嚴(yán)謹(jǐn)又優(yōu)雅。以上所有這些優(yōu)點(diǎn)都是我希望將本書介紹給中國讀者的原動力，但同時也給我的翻譯工作帶來了巨大的壓力和挑戰(zhàn)?！　≡诒緯姆g過程中，我的兒子呱呱墜地了，因此我想將這本譯著特別獻(xiàn)給我的妻子肖迪軍女士和兒子。翻譯本書耗費(fèi)了我大量的精力，使得我無法全力照顧他們，為此感到非常愧疚，同時對他們給予我的大力支持和理解表示由衷的感謝!　　本書主要由李晉文翻譯。在本書的翻譯過程中還得到了胡繪斌博士、楊虎副教授、王曉東副研究員、研究生邱磊和葉良豐的很多幫助，在此特別表示感謝。此外，參與翻譯的人還有：閆志強(qiáng)、岳虹、張波濤、鄧彬、劉齊軍、林龍信、肖楓濤、張聰、韓智文、馬蓉、焦賢龍、鄺祝芳、奚丹、肖國尊。BeFlying工作室的負(fù)責(zé)人肖國尊負(fù)責(zé)本書翻譯質(zhì)量和進(jìn)度的控制與管理，在此予以衷心感謝。

內(nèi)容概要

　 本書圍繞無線網(wǎng)絡(luò)中的射頻工程這一重要問題展開，主要介紹三個方面：硬件、天線和電波傳播。全書共分八章，主要內(nèi)容包括無線網(wǎng)絡(luò)簡介，無線通信基礎(chǔ)和無線局域網(wǎng)基礎(chǔ)，無線發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的架構(gòu)、實現(xiàn)和性能評估，面向無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的天線理論基礎(chǔ)和設(shè)計，電波傳播，室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)和室外網(wǎng)絡(luò)等?！?本書內(nèi)容詳實，涉及知識面寬，可作為無線通信和微波專業(yè)的高年級本科生和研究生的教材，也可供無線網(wǎng)絡(luò)工程師和研究人員參考。

作者簡介

　　DanieI M．DObkin，世界知名的通信技術(shù)專家，Enigmaltics咨詢公司總裁，有30多年通信技術(shù)與設(shè)備研發(fā)和技術(shù)顧問經(jīng)驗。先后就讀于加州理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)，擁有應(yīng)用物理博士學(xué)位。他經(jīng)常為北美和亞洲高校和著名公司授課，并在許多頂級業(yè)界技術(shù)會議上做技術(shù)講座。他是多個美國專利的持有人，除本書外還著有RF in RFID一書，也廣受好評。

書籍目錄

第1章　導(dǎo)論　11.1　有線雖美，無線亦不可或缺　11.2　預(yù)備知識　21.3　內(nèi)容概述　31.4　致謝　41.5　補(bǔ)充讀物　5第2章　無線通信基礎(chǔ)　62.1　時諧信號及其指數(shù)表示　62.2　電磁波和復(fù)用　92.3　調(diào)制和帶寬　142.3.1　簡單調(diào)制　142.3.2　正交頻分復(fù)用　242.3.3　超寬帶：一種幾乎可以免除干擾的通信方式　332.4　無線鏈路概述：系統(tǒng)、功率、噪聲和鏈路預(yù)算　382.4.1　鏈路的定性分析　382.4.2　定量計算　402.5　小結(jié)　452.6　補(bǔ)充讀物　45第3章　無線局域網(wǎng)基礎(chǔ)　463.1　各種規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)　463.2　從LAN到WLAN　483.3　802.11 WLAN　503.3.1　802.11架構(gòu)　503.3.2　MAC與CSMA/CA　513.3.3　802.11經(jīng)典的直接序列物理層　543.3.4　增強(qiáng)的802.11標(biāo)準(zhǔn)概覽　583.3.5　Wi-Fi物理層(802.1.1b)　593.3.6　802.11a物理層　613.3.7　802.11g物理層　663.3.8　802.11(In)安全性　673.4　HiperLAN與HiperLAN 2　703.5　從LAN到PAN　713.5.1　藍(lán)牙　713.5.2　802.15.3　743.5.3　UWB PAN：進(jìn)展報告　753.6　小結(jié)　803.7　補(bǔ)充讀物　80第4章　無線發(fā)射機(jī)和接收機(jī)　824.1　無線電概論　824.1.1　無線設(shè)備問題　824.1.2　無線設(shè)備體系結(jié)構(gòu)　834.1.3　一種“典型的”WLAN設(shè)備　874.2　無線電器件　884.2.1　ADC和DAC　884.2.2　放大器　934.2.3　混頻器與頻率變換　1124.2.4　頻率合成器　1234.2.5　濾波器　1264.2.6　開關(guān)　1324.3　無線系統(tǒng)設(shè)計　1344.4　無線芯片和芯片組示例　1414.5　小結(jié)　1514.6　補(bǔ)充讀物　152第5章　天線　1555.1　不采用傳統(tǒng)的電磁場分析方法　1555.2　輻射：無線導(dǎo)線　1555.3　理想偶極子　1575.4　天線的輻射方向圖　1615.5　接收機(jī)天線　1675.6　普通天線概述　1715.6.1　半波偶極子　1715.6.2　四分之一波長單極子　1735.6.3　折疊偶極子　1735.6.4　波導(dǎo)天線　1755.6.5　拋物面反射體天線　1775.6.6　微帶(貼片)天線　1785.6.7　相控陣天線　1815.6.8　方位各向同性天線　1855.6.9　輻射電纜　1865.6.10　八木宇田天線　1875.6.11　自適應(yīng)天線陣　1895.7　電纜和連接器　1925.8　小結(jié)　1985.9  補(bǔ)充讀物　198第 6章　電波傳播　2006.1　自由空間的電波傳播　2006.2　地表環(huán)境下的電波傳播　2006.2.1　背景：射線和幾何光學(xué)　2026.2.2　折射指數(shù)　2036.2.3　吸收　2046.2.4　金屬的反射　2076.2.5　介質(zhì)的反射和折射　2086.2.6　連續(xù)媒質(zhì)的折射　2116.2.7　繞射和散射：基礎(chǔ)知識　2136.2.8　繞射和散射：舉例　2176.3　多徑傳播：衰落和時延　2326.3.1　用分集天線來抗衰落　2346.3.2　用擴(kuò)頻調(diào)制來抗衰落　2356.3.3　用方向性天線來抗衰落　2366.4　電波傳播的統(tǒng)計模型　2416.5　小結(jié)　2446.6　補(bǔ)充讀物　215第 7章　室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)　2467.1　室內(nèi)環(huán)境　2467.2　如何建造建筑物　2467.2.1　建筑基礎(chǔ)　2467.2.2　低層商業(yè)建筑(一到三層)　2477.2.3　中高層商業(yè)建筑　2517.2.4　住宅　2527.2.5　國際風(fēng)格　2547.2.6　超大型建筑　2547.3　建筑材料的微波特性　2547.4　真實的金屬障礙物　2617.5　現(xiàn)實中的室內(nèi)傳播　2627.6　多大功率才算足夠　2697.7　室內(nèi)干擾源　2717.7.1　微波爐　2717.7.2　其他的WLAN設(shè)備　2747.7.3　藍(lán)牙與Wi-Fi的比較　2747.7.4　無線電話　2767.8　室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)工具　2787.8.1　室內(nèi)工具箱　2787.8.2　測量　2797.8.3　室內(nèi)傳輸模型　2807.9　小結(jié)　2817.10　補(bǔ)充讀物　282第8章　室外網(wǎng)絡(luò)　2858.1　雨雪、炎熱和黑夜等　2858.2　視線基站　2868.3　室外覆蓋網(wǎng)絡(luò)　2888.3.1　傳播　2888.3.2　干擾　2968.3.3　回程傳輸　2978.4　點(diǎn)對多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)　3008.5　點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)橋　3028.6　長距離無需授權(quán)頻段的鏈路　3048.7　安全注意事項　3088.8　小結(jié)　3108.9　補(bǔ)充讀物　311附錄1　管理問題　313A1.1　一段歷史　313A1.2　美國標(biāo)準(zhǔn)　314A1.3　歐洲標(biāo)準(zhǔn)　319A1.3.1　ISM頻段：ETSI EN 300 328 V1.5.1　319A1.3.2　HiperLAN頻段ERC/DEC(99)23和EN 301 893　320A1.4　日本標(biāo)準(zhǔn)　321A1.5　中國標(biāo)準(zhǔn)　322A1.6　小結(jié)　323A1.7　補(bǔ)充讀物　324附錄2　測量工具　325附錄3　反射和匹配　329A3.1　反射系數(shù)　329A3.2　一個簡單的匹配例子　330A3.3　補(bǔ)充讀物　333附錄4　洛侖茲規(guī)范　334A4.1　沒有捷徑可走　334A4.2　洛侖茲規(guī)范的推導(dǎo)　334A4.3　位函數(shù)之間的耦合　336附錄5　功率密度　337附錄6　常規(guī)的電磁學(xué)　340附錄7　文中所用符號表　342

編輯推薦

　　1.世界知名通信技術(shù)專家-Daniel M.Dobkin ?！　?.以簡單通俗的語言涵蓋了無線網(wǎng)絡(luò)射頻工程的各方面。　　3.來自工程一線的經(jīng)典實例，大量專家的寶貴經(jīng)驗和真知灼見。

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