移动通信信号室内覆盖原理及工程设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李国华 著

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• 移动通信
• 室内覆盖
• 信号质量
• 无线通信
• 工程设计
• 通信工程
• 无线网络
• 射频技术
• 建筑物覆盖
• 优化设计

出版社： 西安电子科技大学出版社有限公司

ISBN：9787560641041

版次：1

商品编码：11959321

包装：平装

开本：16开

出版时间：2016-08-01

页数：216

字数：216000

内容简介

本书主要阐述移动通信信号室内覆盖的原理和工程设计，内容包含无线电技术基础、移动通信网络基础、 信号室内覆盖的基本原理、室内覆盖系统工程勘察与设计、多系统共存设计、MIMO技术及室内实现、中继技术、工程安装设计、典型场景的覆盖解决方案。
书中每章都配有思考题，适用性强，有助于学生巩固学习内容，提升应用能力，同时也有助于教师开展教学。本书内容贴近工程实践，内容完整全面，实用性强，有助于应用型人才的能力培养。
本书可作为应用型本科通信工程及相关专业的教材使用，也可作为从事移动通信信号室内覆盖工程建设的相关技术人员的学习培训教材或参考资料。

前言/序言

《无线信号的隐秘世界：从电波的诞生到无处不在的网络》 前言 我们生活在一个由无线信号编织而成的无形网络中。从清晨唤醒你的手机闹钟，到工作中无缝切换的视频会议，再到夜晚与远方亲友的即时沟通，无线通信已深度融入我们生活的方方面面，其重要性不言而喻。然而，大多数人享受着这份便利的同时，却鲜少探究这背后隐藏的科学原理与工程智慧。是什么让手机在拥挤的城市中依然能接收到信号？为何在地下停车场、高层建筑内部，信号强度会有显著差异？这些问题的答案，就隐藏在电波的传播、信号的生成以及信号的接收与处理等一系列复杂而精妙的技术之中。 本书将带领您深入探索无线信号的世界，从最基础的电磁波理论出发，逐步揭示移动通信信号的生成机制、传播特性，以及如何在复杂的现实环境中实现稳定可靠的信号覆盖。我们并非仅仅满足于“有信号”这一表象，而是旨在理解“为何有信号”、“信号是如何工作的”以及“如何让信号做得更好”。本书致力于为读者构建一个关于无线信号的全面认知框架，让您在享受科技带来的便利时，也能体会到其中蕴含的科学魅力与工程挑战。 第一章：电磁波的诞生与传播——无线信号的基石 任何无线通信的根源都在于电磁波。本章将从最基础的物理学原理出发，详述电磁波的产生机制。我们会探讨变化的电荷如何产生电场，而变化的磁场又如何产生电场，从而形成一个相互激发、不断向前传播的电磁场。法拉第电磁感应定律和麦克斯韦方程组，这些电磁学领域的基石性理论，将在这里被以直观易懂的方式阐释，帮助您理解电磁波的本质。 接着，我们将聚焦于电磁波的传播特性。理解电磁波如何在空间中传播，是理解一切无线通信的基础。本章将详细介绍电磁波在自由空间中的传播模型，例如球面波的传播衰减规律。此外，我们还会深入探讨影响电磁波传播的各种因素，包括但不限于： 路径损耗 (Path Loss): 这是信号在传播过程中因距离增加而发生的衰减。我们将分析不同传播模型，如自由空间模型、对数距离模型等，来量化这种损耗，并理解其在不同频段下的表现差异。 散射 (Scattering): 当电磁波遇到微小的障碍物时，会向各个方向散射，这会影响信号的接收方向和强度。我们将探讨 Rayleigh 散射和 Mie 散射等概念，以及它们在城市环境中的普遍性。 衍射 (Diffraction): 电磁波在遇到不透明的物体边缘时，会发生弯曲绕射现象。这解释了为何即使视线被遮挡，我们有时也能接收到信号。我们将介绍惠更斯原理，并分析衍射对信号覆盖的影响，尤其是在建筑物阴影区。 反射 (Reflection): 电磁波遇到较大的光滑表面（如建筑物墙面、水面）时会发生反射。反射会形成多径传播，增加信号的复杂性，但也可能在某些情况下改善覆盖。我们将分析不同材质和表面的反射特性。 吸收 (Absorption): 某些介质（如水、空气中的水蒸气和氧气）会吸收电磁波的能量，导致信号衰减。不同频段的吸收特性差异很大，例如毫米波频段对雨水和植物的吸收尤为敏感。 本章将通过图示和实例，清晰地描绘电磁波在实际环境中传播时的复杂行为，为后续章节理解信号覆盖问题打下坚实的基础。 第二章：移动通信信号的生成与调制——信息如何“飞”起来 有了电磁波作为载体，我们还需要将信息编码并“搭载”到电磁波上进行传输。本章将聚焦于移动通信信号的生成过程，从信息源到最终的射频信号。 首先，我们将介绍信息源，即我们希望传输的数据，如语音、文本、图像等，是如何被转化为数字信号的。模数转换 (ADC) 和数字信号处理 (DSP) 的基本原理将在本章简要提及。 核心在于调制 (Modulation)。调制是将原始的低频信息信号（基带信号）叠加到高频载波信号上的过程，以便于高效地通过无线信道传输。本章将深入介绍各种经典的调制技术，并分析它们在移动通信中的应用： 幅度调制 (AM): 最早的调制方式之一，通过改变载波的幅度来携带信息。虽然简单，但抗干扰能力较弱，在现代移动通信中已较少使用。 频率调制 (FM): 通过改变载波的频率来携带信息。相较于 AM，FM 对噪声的抑制能力更强，广泛应用于广播和一些早期的数据传输。 相位调制 (PM): 通过改变载波的相位来携带信息。 幅度键控 (ASK)、频率键控 (FSK)、相位键控 (PSK): 这些是数字调制的基础，将离散的数字信号映射到载波的幅度、频率或相位上。 正交幅度调制 (QAM): 现代移动通信中最主流的调制技术之一。QAM 结合了幅度和相位的变化，能够在单位时间内传输更多的数据，极大地提高了频谱效率。我们将详细介绍 QPSK (Quadrature Phase Shift Keying)、16QAM、64QAM，甚至 256QAM 等，并分析其性能权衡。 除了调制，编码 (Coding) 也是信号生成的重要环节。编码技术用于在传输过程中增加冗余信息，从而提高信号的抗干扰能力和纠错能力。本章将简要介绍纠错码 (ECC) 的概念，如汉明码、卷积码、Turbo 码和 LDPC 码等，这些编码技术是保证数据可靠传输的关键。 最后，我们将介绍信号的上变频 (Up-conversion) 过程，将经过调制和编码的基带信号提升到射频 (RF) 频段，以便于通过天线发射。本章将揭示信号如何在发送端被“制造”出来，准备好踏上传播之旅。 第三章：无线信道的挑战——信号传播中的“看不见的敌人” 电磁波在传播过程中并非一帆风顺。本章将聚焦于无线信道所带来的各种挑战，这些挑战直接影响着信号的质量和覆盖范围。 多径效应 (Multipath Effect): 这是无线信道中最普遍也是最棘手的问题之一。由于信号会通过不同的路径（直射、反射、衍射）到达接收端，这些路径的长度不同，导致信号到达的时间也不同。当多个具有不同延迟和衰减的信号副本叠加时，就会产生衰落 (Fading)。 慢衰落 (Slow Fading): 也称遮挡衰落，是由于大尺度障碍物（如山丘、建筑物群）造成的，信号强度随距离缓慢变化。 快衰落 (Fast Fading): 也称瑞利衰落或菲涅尔衰落，是由于小尺度物体（如车辆、行人、雨滴）引起的，信号强度快速而剧烈地变化。 深度衰落 (Deep Fading): 在某些情况下，多径信号叠加会发生相消干涉，导致信号极度衰减，形成“死区”。 干扰 (Interference): 移动通信系统中存在各种类型的干扰，它们会与目标信号竞争频谱资源，降低信号的可用性和质量。 同频干扰 (Co-channel Interference, CCI): 来自同一频率信道的其他基站或终端的干扰。 邻频干扰 (Adjacent Channel Interference, ACI): 来自相邻信道的信号泄露引起的干扰。 外部干扰 (External Interference): 来自非通信系统（如雷达、工业设备）的电磁干扰。 内部干扰 (Internal Interference): 同一设备内部不同单元产生的干扰。 噪声 (Noise): 任何电子设备都会产生热噪声，以及来自宇宙空间或其他环境的随机噪声。噪声会叠加在信号上，降低信噪比 (SNR)。 多普勒效应 (Doppler Effect): 当移动终端与基站之间存在相对运动时，接收到的信号频率会发生变化。这会导致信号频谱展宽，并在接收端引起失真，尤其是在高速移动场景下。 本章将通过具体的例子和图示，生动地展示这些信道效应是如何发生的，以及它们对信号质量造成的负面影响。理解这些挑战，是设计有效覆盖方案的关键前提。 第四章：信号的接收与解调——从“听不清”到“听明白” 当信号历经千辛万苦到达接收端后，还需要经过一系列复杂的处理才能恢复出原始信息。本章将聚焦于信号的接收与解调过程。 射频前端 (RF Front-end): 接收到的微弱射频信号首先进入射频前端，包括低噪声放大器 (LNA) 来放大信号，以及滤波器来抑制带外干扰。 下变频 (Down-conversion): 将高频的射频信号转换为中频 (IF) 或基带信号，以便于后续处理。 解调 (Demodulation): 这是调制的逆过程。通过不同的解调技术，从载波中提取出携带的信息。我们将回顾第二章介绍的各种调制方式，并讲解对应的解调方法，如包络检波、鉴频器、相干解调等。 信号检测与判决 (Signal Detection and Decision): 在数字通信中，解调后的信号会被采样并与预设的阈值进行比较，从而判决出传输的是哪个数字符号。 解码 (Decoding): 应用在发送端使用的编码技术的逆过程，通过纠错码来恢复出原始数据，克服传输过程中的错误。 信道估计与均衡 (Channel Estimation and Equalization): 由于多径效应会造成码间干扰 (ISI)，接收端需要进行信道估计，了解当前信道的特性，然后通过均衡器来补偿信道的失真，使信号尽可能恢复原状。 本章将详细解释这些处理步骤如何协同工作，将模糊的电波转化为清晰的声音或流畅的视频，让读者理解“听得见”和“听得明白”之间的巨大差异。 第五章：无线覆盖的艺术——让信号无处不在 在理解了信号的生成、传播与接收的原理之后，本章将回归到“工程设计”的核心——如何实现有效的无线信号覆盖。本书的标题虽然不包含“室内覆盖”，但本章将从更广泛的信号覆盖原理出发，介绍实现无缝连接的策略。 覆盖的基本概念: 什么是“覆盖”？覆盖范围、覆盖质量、信号强度、信号质量 (SINR, SNR) 等关键指标的定义。 基站选址与规划: 确定基站的地理位置，是覆盖设计的第一步。我们将讨论影响基站选址的关键因素，如地形、建筑物分布、用户密度、现有网络结构等。 天线的设计与部署: 天线的类型、方向图、增益、倾角等参数对覆盖范围和方向有着至关重要的影响。我们将探讨不同类型的基站天线（如全向天线、扇区天线）以及它们在不同场景下的应用。 功率控制 (Power Control): 合理地控制基站和移动终端的发射功率，是避免干扰、延长电池寿命、提高网络效率的重要手段。 频率规划与复用 (Frequency Planning and Reuse): 如何在有限的频谱资源下，为不同的基站分配频率，以最小化同频干扰，最大化频谱利用率。我们将介绍频率复用因子、小区划分等概念。 干扰协调与管理: 讨论各种干扰协调技术，例如 Fractional Frequency Reuse (FFR)、Inter-cell Interference Coordination (ICIC) 等，以提高小区间干扰环境。 网络优化与容量提升: 覆盖不仅仅是信号的强度，也关乎网络的容量和用户体验。我们将简要介绍网络优化的一些思路，如负载均衡、切换参数调整等。 本章将展示工程师如何在理解了信号的物理规律之后，运用各种技术和策略，去“塑造”无线信号，使其能够稳定、可靠地到达每一个角落，满足用户的通信需求。 结语 无线通信技术日新月异，从最初的模拟通信到如今的 5G 乃至未来的 6G，信号的传输速率、覆盖范围和智能化程度都在不断提升。本书的目标是为您揭开无线信号的神秘面纱，让您能够从更深层次上理解这项无处不在的技术。我们希望通过对电磁波传播、信号生成与接收、以及覆盖设计原理的细致阐述，激发您对无线通信领域的好奇心，并为您提供一个坚实的理论基础，以便于您未来进一步探索更前沿的技术和应用。 我们相信，对无线信号原理的深入理解，不仅能帮助我们更好地利用现有的通信技术，更能为我们拥抱未来的无线智能世界做好准备。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，我最想看到的是它对于各种新型室内覆盖技术的深入解析，特别是那些能够应对未来通信需求的技术。我对于Wi-Fi 6/6E和Wi-Fi 7在室内覆盖中的应用潜力非常感兴趣，想了解它们与蜂窝网络（如5G NR）在室内环境下的协同工作模式，以及如何通过 Wi-Fi/蜂窝融合技术来提升用户体验，实现无缝漫游。此外，我对物联网（IoT）在室内场景中的应用越来越关注，比如智能家居、智慧办公、智慧仓储等，这些都需要稳定可靠的室内通信信号支持。我希望书中能探讨如何利用现有移动通信基础设施，或者部署专用物联网网络，来满足这些多样化的室内物联网连接需求，包括低功耗广域网（LPWAN）技术如NB-IoT、eMTC在室内覆盖中的优势和挑战。我期望书中能够提供一些关于如何规划和设计覆盖方案的实用指导，尤其是在成本敏感和空间受限的场景下，如何通过智能化手段，如AI赋能的覆盖优化，来最大化部署效益。我也希望看到书中能提及一些新兴的室内定位技术，以及它们与室内通信信号覆盖的联动，这对很多室内应用场景至关重要。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题让我联想到那些隐藏在我们生活中的技术细节，它们默默地支撑着我们随时随地的连接。我特别好奇的是，在一些非常规的室内环境，比如大型体育场馆、演唱会现场、或者人流极其密集的火车站、机场，信号覆盖的挑战会有多大？书中是否会提供一些针对这些极端场景的解决方案？我期待能看到关于如何在这种高密度、高并发的用户环境中，设计出能够保证所有用户都获得良好通信体验的覆盖网络。这不仅仅是信号强度的问题，还涉及到容量、干扰协调、以及快速部署和撤离等一系列工程上的考量。我也对室内覆盖中的电磁兼容性（EMC）问题感到担忧，特别是在多系统共存的环境下，如何避免信号干扰，确保各个系统的稳定运行。希望书中能有详细的论述，并提供一些实际的工程案例，展示如何通过合理的选址、天线设计以及滤波器、耦合器等器件的应用来解决这些问题。同时，我也想了解一下，随着技术的发展，未来室内覆盖技术将朝着哪些方向发展，比如更加智能化、个性化的覆盖，或者更加绿色环保的解决方案。

评分☆☆☆☆☆

初拿到这本书，我本来是满心期待着能深入了解5G时代那些看不见的信号如何穿梭于高楼林立的城市之中，尤其是在那些信号常常“失联”的商场、写字楼、地下停车场等室内复杂环境中，移动通信信号是如何克服重重阻碍，为我们提供稳定连接的。我希望书中能详细阐述各种室内覆盖技术的原理，比如微基站、分布式天线系统（DAS）、Femtocell、Picocell等等，希望能有深入的理论推导，让我理解它们是如何工作的。同时，对于实际工程设计，我也期望书中能提供清晰的步骤和方法，包括如何进行现场勘查、信号评估、设备选型、网络规划、安装调试，乃至于后期的优化和维护。毕竟，理论再好，落地才是关键。我期待书中能通过大量的图表、案例分析，生动形象地展示这些工程实践，让我这个在理论方面有所涉猎的读者，能够快速掌握实际操作的要领，从而为日后的工作打下坚实基础。我特别想知道，在面对不同建筑结构、不同材料、不同用户密度的复杂室内场景时，工程师们是如何权衡和选择最合适的覆盖方案，以达到成本效益和用户体验的最佳平衡。这本书的标题给我留下了这样的想象空间，希望它能成为我学习和实践路上的指路明灯。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题“移动通信信号室内覆盖原理及工程设计”让我对其中的“原理”部分充满好奇，尤其是在不同频段下的信号传播特性和影响因素。我希望书中能深入剖析无线电波在穿过墙体、玻璃、以及各种室内障碍物时的衰减机制，例如不同建筑材料对不同频率信号的吸收和反射特性。我期待书中能提供一些关于室内信道模型的研究，例如Rice模型、Rayleigh模型等，并探讨如何在室内环境中进行准确的信号覆盖预测和仿真。对于干扰问题，我希望书中能详细讲解室内常见的干扰源，例如同频干扰、邻频干扰、以及来自Wi-Fi、蓝牙等其他无线设备的干扰，并提供有效的抑制和管理策略。在“工程设计”方面，我更关注的是如何将这些原理应用到实际的工程项目中。例如，如何根据室内环境的特点，选择最合适的室内覆盖技术（如DAS、Femtocell、Picocell等），如何进行天线布局和选型，以及如何进行链路预算的计算。我特别想了解，在面对复杂的室内环境，例如超高层建筑、大型地下空间、或者历史建筑等特殊场景时，工程设计需要考虑哪些额外的因素和采用哪些特殊的解决方案。

评分☆☆☆☆☆

在我的理解中，这本书的重点应该在于如何将复杂的理论转化为实际可行的工程方案，特别是在室内这个充满挑战的环境中。我设想书中会详细介绍各种室内覆盖系统的构成，例如分布式天线系统（DAS），包括其主单元、分路器、耦合器、天线单元等组件的功能和连接方式，以及如何根据不同的场景需求进行合理的网络拓扑设计。对于射频前端的设计，我也希望有更深入的了解，包括滤波器、功放、耦合器等关键器件的选择原则和性能指标，以及如何在室内环境中有效抑制多径效应和干扰。我尤其感兴趣的是，书中是否会涉及室内覆盖的信道模型和仿真工具，这些对于精确预测信号传播特性和优化覆盖效果至关重要。此外，工程实施过程中，如天线的安装、线缆的布放、设备的固定以及与其他建筑系统的协同，这些看似琐碎但却影响工程质量的环节，书中是否会有详细的指导和注意事项？我希望能看到一些具体的工程图纸、施工流程图，甚至是一些常见问题的故障排除指南，这对于我这样的工程人员来说，将是极其宝贵的实践经验。