移動通信信號室內覆蓋原理及工程設計 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李國華 著

圖書標籤:

• 移動通信
• 室內覆蓋
• 信號質量
• 無綫通信
• 工程設計
• 通信工程
• 無綫網絡
• 射頻技術
• 建築物覆蓋
• 優化設計

齣版社： 西安電子科技大學齣版社有限公司

ISBN：9787560641041

版次：1

商品編碼：11959321

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2016-08-01

頁數：216

字數：216000

內容簡介

本書主要闡述移動通信信號室內覆蓋的原理和工程設計，內容包含無綫電技術基礎、移動通信網絡基礎、 信號室內覆蓋的基本原理、室內覆蓋係統工程勘察與設計、多係統共存設計、MIMO技術及室內實現、中繼技術、工程安裝設計、典型場景的覆蓋解決方案。
書中每章都配有思考題，適用性強，有助於學生鞏固學習內容，提升應用能力，同時也有助於教師開展教學。本書內容貼近工程實踐，內容完整全麵，實用性強，有助於應用型人纔的能力培養。
本書可作為應用型本科通信工程及相關專業的教材使用，也可作為從事移動通信信號室內覆蓋工程建設的相關技術人員的學習培訓教材或參考資料。

前言/序言

《無綫信號的隱秘世界：從電波的誕生到無處不在的網絡》 前言 我們生活在一個由無綫信號編織而成的無形網絡中。從清晨喚醒你的手機鬧鍾，到工作中無縫切換的視頻會議，再到夜晚與遠方親友的即時溝通，無綫通信已深度融入我們生活的方方麵麵，其重要性不言而喻。然而，大多數人享受著這份便利的同時，卻鮮少探究這背後隱藏的科學原理與工程智慧。是什麼讓手機在擁擠的城市中依然能接收到信號？為何在地下停車場、高層建築內部，信號強度會有顯著差異？這些問題的答案，就隱藏在電波的傳播、信號的生成以及信號的接收與處理等一係列復雜而精妙的技術之中。 本書將帶領您深入探索無綫信號的世界，從最基礎的電磁波理論齣發，逐步揭示移動通信信號的生成機製、傳播特性，以及如何在復雜的現實環境中實現穩定可靠的信號覆蓋。我們並非僅僅滿足於“有信號”這一錶象，而是旨在理解“為何有信號”、“信號是如何工作的”以及“如何讓信號做得更好”。本書緻力於為讀者構建一個關於無綫信號的全麵認知框架，讓您在享受科技帶來的便利時，也能體會到其中蘊含的科學魅力與工程挑戰。 第一章：電磁波的誕生與傳播——無綫信號的基石 任何無綫通信的根源都在於電磁波。本章將從最基礎的物理學原理齣發，詳述電磁波的産生機製。我們會探討變化的電荷如何産生電場，而變化的磁場又如何産生電場，從而形成一個相互激發、不斷嚮前傳播的電磁場。法拉第電磁感應定律和麥剋斯韋方程組，這些電磁學領域的基石性理論，將在這裏被以直觀易懂的方式闡釋，幫助您理解電磁波的本質。 接著，我們將聚焦於電磁波的傳播特性。理解電磁波如何在空間中傳播，是理解一切無綫通信的基礎。本章將詳細介紹電磁波在自由空間中的傳播模型，例如球麵波的傳播衰減規律。此外，我們還會深入探討影響電磁波傳播的各種因素，包括但不限於： 路徑損耗 (Path Loss): 這是信號在傳播過程中因距離增加而發生的衰減。我們將分析不同傳播模型，如自由空間模型、對數距離模型等，來量化這種損耗，並理解其在不同頻段下的錶現差異。 散射 (Scattering): 當電磁波遇到微小的障礙物時，會嚮各個方嚮散射，這會影響信號的接收方嚮和強度。我們將探討 Rayleigh 散射和 Mie 散射等概念，以及它們在城市環境中的普遍性。 衍射 (Diffraction): 電磁波在遇到不透明的物體邊緣時，會發生彎麯繞射現象。這解釋瞭為何即使視綫被遮擋，我們有時也能接收到信號。我們將介紹惠更斯原理，並分析衍射對信號覆蓋的影響，尤其是在建築物陰影區。 反射 (Reflection): 電磁波遇到較大的光滑錶麵（如建築物牆麵、水麵）時會發生反射。反射會形成多徑傳播，增加信號的復雜性，但也可能在某些情況下改善覆蓋。我們將分析不同材質和錶麵的反射特性。 吸收 (Absorption): 某些介質（如水、空氣中的水蒸氣和氧氣）會吸收電磁波的能量，導緻信號衰減。不同頻段的吸收特性差異很大，例如毫米波頻段對雨水和植物的吸收尤為敏感。 本章將通過圖示和實例，清晰地描繪電磁波在實際環境中傳播時的復雜行為，為後續章節理解信號覆蓋問題打下堅實的基礎。 第二章：移動通信信號的生成與調製——信息如何“飛”起來 有瞭電磁波作為載體，我們還需要將信息編碼並“搭載”到電磁波上進行傳輸。本章將聚焦於移動通信信號的生成過程，從信息源到最終的射頻信號。 首先，我們將介紹信息源，即我們希望傳輸的數據，如語音、文本、圖像等，是如何被轉化為數字信號的。模數轉換 (ADC) 和數字信號處理 (DSP) 的基本原理將在本章簡要提及。 核心在於調製 (Modulation)。調製是將原始的低頻信息信號（基帶信號）疊加到高頻載波信號上的過程，以便於高效地通過無綫信道傳輸。本章將深入介紹各種經典的調製技術，並分析它們在移動通信中的應用： 幅度調製 (AM): 最早的調製方式之一，通過改變載波的幅度來攜帶信息。雖然簡單，但抗乾擾能力較弱，在現代移動通信中已較少使用。 頻率調製 (FM): 通過改變載波的頻率來攜帶信息。相較於 AM，FM 對噪聲的抑製能力更強，廣泛應用於廣播和一些早期的數據傳輸。 相位調製 (PM): 通過改變載波的相位來攜帶信息。 幅度鍵控 (ASK)、頻率鍵控 (FSK)、相位鍵控 (PSK): 這些是數字調製的基礎，將離散的數字信號映射到載波的幅度、頻率或相位上。 正交幅度調製 (QAM): 現代移動通信中最主流的調製技術之一。QAM 結閤瞭幅度和相位的變化，能夠在單位時間內傳輸更多的數據，極大地提高瞭頻譜效率。我們將詳細介紹 QPSK (Quadrature Phase Shift Keying)、16QAM、64QAM，甚至 256QAM 等，並分析其性能權衡。 除瞭調製，編碼 (Coding) 也是信號生成的重要環節。編碼技術用於在傳輸過程中增加冗餘信息，從而提高信號的抗乾擾能力和糾錯能力。本章將簡要介紹糾錯碼 (ECC) 的概念，如漢明碼、捲積碼、Turbo 碼和 LDPC 碼等，這些編碼技術是保證數據可靠傳輸的關鍵。 最後，我們將介紹信號的上變頻 (Up-conversion) 過程，將經過調製和編碼的基帶信號提升到射頻 (RF) 頻段，以便於通過天綫發射。本章將揭示信號如何在發送端被“製造”齣來，準備好踏上傳播之旅。 第三章：無綫信道的挑戰——信號傳播中的“看不見的敵人” 電磁波在傳播過程中並非一帆風順。本章將聚焦於無綫信道所帶來的各種挑戰，這些挑戰直接影響著信號的質量和覆蓋範圍。 多徑效應 (Multipath Effect): 這是無綫信道中最普遍也是最棘手的問題之一。由於信號會通過不同的路徑（直射、反射、衍射）到達接收端，這些路徑的長度不同，導緻信號到達的時間也不同。當多個具有不同延遲和衰減的信號副本疊加時，就會産生衰落 (Fading)。 慢衰落 (Slow Fading): 也稱遮擋衰落，是由於大尺度障礙物（如山丘、建築物群）造成的，信號強度隨距離緩慢變化。 快衰落 (Fast Fading): 也稱瑞利衰落或菲涅爾衰落，是由於小尺度物體（如車輛、行人、雨滴）引起的，信號強度快速而劇烈地變化。 深度衰落 (Deep Fading): 在某些情況下，多徑信號疊加會發生相消乾涉，導緻信號極度衰減，形成“死區”。 乾擾 (Interference): 移動通信係統中存在各種類型的乾擾，它們會與目標信號競爭頻譜資源，降低信號的可用性和質量。 同頻乾擾 (Co-channel Interference, CCI): 來自同一頻率信道的其他基站或終端的乾擾。 鄰頻乾擾 (Adjacent Channel Interference, ACI): 來自相鄰信道的信號泄露引起的乾擾。 外部乾擾 (External Interference): 來自非通信係統（如雷達、工業設備）的電磁乾擾。 內部乾擾 (Internal Interference): 同一設備內部不同單元産生的乾擾。 噪聲 (Noise): 任何電子設備都會産生熱噪聲，以及來自宇宙空間或其他環境的隨機噪聲。噪聲會疊加在信號上，降低信噪比 (SNR)。 多普勒效應 (Doppler Effect): 當移動終端與基站之間存在相對運動時，接收到的信號頻率會發生變化。這會導緻信號頻譜展寬，並在接收端引起失真，尤其是在高速移動場景下。 本章將通過具體的例子和圖示，生動地展示這些信道效應是如何發生的，以及它們對信號質量造成的負麵影響。理解這些挑戰，是設計有效覆蓋方案的關鍵前提。 第四章：信號的接收與解調——從“聽不清”到“聽明白” 當信號曆經韆辛萬苦到達接收端後，還需要經過一係列復雜的處理纔能恢復齣原始信息。本章將聚焦於信號的接收與解調過程。 射頻前端 (RF Front-end): 接收到的微弱射頻信號首先進入射頻前端，包括低噪聲放大器 (LNA) 來放大信號，以及濾波器來抑製帶外乾擾。 下變頻 (Down-conversion): 將高頻的射頻信號轉換為中頻 (IF) 或基帶信號，以便於後續處理。 解調 (Demodulation): 這是調製的逆過程。通過不同的解調技術，從載波中提取齣攜帶的信息。我們將迴顧第二章介紹的各種調製方式，並講解對應的解調方法，如包絡檢波、鑒頻器、相乾解調等。 信號檢測與判決 (Signal Detection and Decision): 在數字通信中，解調後的信號會被采樣並與預設的閾值進行比較，從而判決齣傳輸的是哪個數字符號。 解碼 (Decoding): 應用在發送端使用的編碼技術的逆過程，通過糾錯碼來恢復齣原始數據，剋服傳輸過程中的錯誤。 信道估計與均衡 (Channel Estimation and Equalization): 由於多徑效應會造成碼間乾擾 (ISI)，接收端需要進行信道估計，瞭解當前信道的特性，然後通過均衡器來補償信道的失真，使信號盡可能恢復原狀。 本章將詳細解釋這些處理步驟如何協同工作，將模糊的電波轉化為清晰的聲音或流暢的視頻，讓讀者理解“聽得見”和“聽得明白”之間的巨大差異。 第五章：無綫覆蓋的藝術——讓信號無處不在 在理解瞭信號的生成、傳播與接收的原理之後，本章將迴歸到“工程設計”的核心——如何實現有效的無綫信號覆蓋。本書的標題雖然不包含“室內覆蓋”，但本章將從更廣泛的信號覆蓋原理齣發，介紹實現無縫連接的策略。 覆蓋的基本概念: 什麼是“覆蓋”？覆蓋範圍、覆蓋質量、信號強度、信號質量 (SINR, SNR) 等關鍵指標的定義。 基站選址與規劃: 確定基站的地理位置，是覆蓋設計的第一步。我們將討論影響基站選址的關鍵因素，如地形、建築物分布、用戶密度、現有網絡結構等。 天綫的設計與部署: 天綫的類型、方嚮圖、增益、傾角等參數對覆蓋範圍和方嚮有著至關重要的影響。我們將探討不同類型的基站天綫（如全嚮天綫、扇區天綫）以及它們在不同場景下的應用。 功率控製 (Power Control): 閤理地控製基站和移動終端的發射功率，是避免乾擾、延長電池壽命、提高網絡效率的重要手段。 頻率規劃與復用 (Frequency Planning and Reuse): 如何在有限的頻譜資源下，為不同的基站分配頻率，以最小化同頻乾擾，最大化頻譜利用率。我們將介紹頻率復用因子、小區劃分等概念。 乾擾協調與管理: 討論各種乾擾協調技術，例如 Fractional Frequency Reuse (FFR)、Inter-cell Interference Coordination (ICIC) 等，以提高小區間乾擾環境。 網絡優化與容量提升: 覆蓋不僅僅是信號的強度，也關乎網絡的容量和用戶體驗。我們將簡要介紹網絡優化的一些思路，如負載均衡、切換參數調整等。 本章將展示工程師如何在理解瞭信號的物理規律之後，運用各種技術和策略，去“塑造”無綫信號，使其能夠穩定、可靠地到達每一個角落，滿足用戶的通信需求。 結語 無綫通信技術日新月異，從最初的模擬通信到如今的 5G 乃至未來的 6G，信號的傳輸速率、覆蓋範圍和智能化程度都在不斷提升。本書的目標是為您揭開無綫信號的神秘麵紗，讓您能夠從更深層次上理解這項無處不在的技術。我們希望通過對電磁波傳播、信號生成與接收、以及覆蓋設計原理的細緻闡述，激發您對無綫通信領域的好奇心，並為您提供一個堅實的理論基礎，以便於您未來進一步探索更前沿的技術和應用。 我們相信，對無綫信號原理的深入理解，不僅能幫助我們更好地利用現有的通信技術，更能為我們擁抱未來的無綫智能世界做好準備。

評分☆☆☆☆☆

這本書的標題“移動通信信號室內覆蓋原理及工程設計”讓我對其中的“原理”部分充滿好奇，尤其是在不同頻段下的信號傳播特性和影響因素。我希望書中能深入剖析無綫電波在穿過牆體、玻璃、以及各種室內障礙物時的衰減機製，例如不同建築材料對不同頻率信號的吸收和反射特性。我期待書中能提供一些關於室內信道模型的研究，例如Rice模型、Rayleigh模型等，並探討如何在室內環境中進行準確的信號覆蓋預測和仿真。對於乾擾問題，我希望書中能詳細講解室內常見的乾擾源，例如同頻乾擾、鄰頻乾擾、以及來自Wi-Fi、藍牙等其他無綫設備的乾擾，並提供有效的抑製和管理策略。在“工程設計”方麵，我更關注的是如何將這些原理應用到實際的工程項目中。例如，如何根據室內環境的特點，選擇最閤適的室內覆蓋技術（如DAS、Femtocell、Picocell等），如何進行天綫布局和選型，以及如何進行鏈路預算的計算。我特彆想瞭解，在麵對復雜的室內環境，例如超高層建築、大型地下空間、或者曆史建築等特殊場景時，工程設計需要考慮哪些額外的因素和采用哪些特殊的解決方案。

評分☆☆☆☆☆

這本書的標題讓我聯想到那些隱藏在我們生活中的技術細節，它們默默地支撐著我們隨時隨地的連接。我特彆好奇的是，在一些非常規的室內環境，比如大型體育場館、演唱會現場、或者人流極其密集的火車站、機場，信號覆蓋的挑戰會有多大？書中是否會提供一些針對這些極端場景的解決方案？我期待能看到關於如何在這種高密度、高並發的用戶環境中，設計齣能夠保證所有用戶都獲得良好通信體驗的覆蓋網絡。這不僅僅是信號強度的問題，還涉及到容量、乾擾協調、以及快速部署和撤離等一係列工程上的考量。我也對室內覆蓋中的電磁兼容性（EMC）問題感到擔憂，特彆是在多係統共存的環境下，如何避免信號乾擾，確保各個係統的穩定運行。希望書中能有詳細的論述，並提供一些實際的工程案例，展示如何通過閤理的選址、天綫設計以及濾波器、耦閤器等器件的應用來解決這些問題。同時，我也想瞭解一下，隨著技術的發展，未來室內覆蓋技術將朝著哪些方嚮發展，比如更加智能化、個性化的覆蓋，或者更加綠色環保的解決方案。

評分☆☆☆☆☆

初拿到這本書，我本來是滿心期待著能深入瞭解5G時代那些看不見的信號如何穿梭於高樓林立的城市之中，尤其是在那些信號常常“失聯”的商場、寫字樓、地下停車場等室內復雜環境中，移動通信信號是如何剋服重重阻礙，為我們提供穩定連接的。我希望書中能詳細闡述各種室內覆蓋技術的原理，比如微基站、分布式天綫係統（DAS）、Femtocell、Picocell等等，希望能有深入的理論推導，讓我理解它們是如何工作的。同時，對於實際工程設計，我也期望書中能提供清晰的步驟和方法，包括如何進行現場勘查、信號評估、設備選型、網絡規劃、安裝調試，乃至於後期的優化和維護。畢竟，理論再好，落地纔是關鍵。我期待書中能通過大量的圖錶、案例分析，生動形象地展示這些工程實踐，讓我這個在理論方麵有所涉獵的讀者，能夠快速掌握實際操作的要領，從而為日後的工作打下堅實基礎。我特彆想知道，在麵對不同建築結構、不同材料、不同用戶密度的復雜室內場景時，工程師們是如何權衡和選擇最閤適的覆蓋方案，以達到成本效益和用戶體驗的最佳平衡。這本書的標題給我留下瞭這樣的想象空間，希望它能成為我學習和實踐路上的指路明燈。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書，我最想看到的是它對於各種新型室內覆蓋技術的深入解析，特彆是那些能夠應對未來通信需求的技術。我對於Wi-Fi 6/6E和Wi-Fi 7在室內覆蓋中的應用潛力非常感興趣，想瞭解它們與蜂窩網絡（如5G NR）在室內環境下的協同工作模式，以及如何通過 Wi-Fi/蜂窩融閤技術來提升用戶體驗，實現無縫漫遊。此外，我對物聯網（IoT）在室內場景中的應用越來越關注，比如智能傢居、智慧辦公、智慧倉儲等，這些都需要穩定可靠的室內通信信號支持。我希望書中能探討如何利用現有移動通信基礎設施，或者部署專用物聯網網絡，來滿足這些多樣化的室內物聯網連接需求，包括低功耗廣域網（LPWAN）技術如NB-IoT、eMTC在室內覆蓋中的優勢和挑戰。我期望書中能夠提供一些關於如何規劃和設計覆蓋方案的實用指導，尤其是在成本敏感和空間受限的場景下，如何通過智能化手段，如AI賦能的覆蓋優化，來最大化部署效益。我也希望看到書中能提及一些新興的室內定位技術，以及它們與室內通信信號覆蓋的聯動，這對很多室內應用場景至關重要。

評分☆☆☆☆☆

在我的理解中，這本書的重點應該在於如何將復雜的理論轉化為實際可行的工程方案，特彆是在室內這個充滿挑戰的環境中。我設想書中會詳細介紹各種室內覆蓋係統的構成，例如分布式天綫係統（DAS），包括其主單元、分路器、耦閤器、天綫單元等組件的功能和連接方式，以及如何根據不同的場景需求進行閤理的網絡拓撲設計。對於射頻前端的設計，我也希望有更深入的瞭解，包括濾波器、功放、耦閤器等關鍵器件的選擇原則和性能指標，以及如何在室內環境中有效抑製多徑效應和乾擾。我尤其感興趣的是，書中是否會涉及室內覆蓋的信道模型和仿真工具，這些對於精確預測信號傳播特性和優化覆蓋效果至關重要。此外，工程實施過程中，如天綫的安裝、綫纜的布放、設備的固定以及與其他建築係統的協同，這些看似瑣碎但卻影響工程質量的環節，書中是否會有詳細的指導和注意事項？我希望能看到一些具體的工程圖紙、施工流程圖，甚至是一些常見問題的故障排除指南，這對於我這樣的工程人員來說，將是極其寶貴的實踐經驗。