人體區域通信 信道建模，通信係統及EMC pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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Jianqing Wang，Qiong Wang 著，劉凱明，佘春東 譯

圖書標籤:

• 人體區域通信
• 信道建模
• 通信係統
• EMC
• 無綫通信
• 電磁兼容
• 人體通信
• 無綫信道
• 射頻電路
• 電磁場

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111488361

版次：1

商品編碼：11654571

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 國際信息工程先進技術譯叢

開本：16開

齣版時間：2015-02-01

用紙：膠版紙

頁數：222

內容簡介

　　《人體區域通信 信道建模，通信係統及EMC》首先介紹瞭在人體區域通信的各個可用頻段上，人體的基本電磁特性以及對這些特性建模的方法，接下來介紹瞭用於人體信道建模的典型分析方法。基於這些基礎知識，本書重點對3個主要領域的內容進行瞭介紹：人體信道建模、調製/解調性能分析和電磁兼容問題。全書沿著從理論到實踐的脈絡，從最基本的物理規律介紹開始，再到對有用的數學模型的介紹，最後是對實際應用問題的考慮和分析。

目錄

譯者序
前言
第1部分移動雲的簡介與背景知識
第1章認識人體區域通信1
1.1定義1
1.2應用前景2
1.2.1醫療與保健應用2
1.2.2殘疾人輔助6
1.2.3消費電子産品與用戶識彆6
1.3可用頻段7
1.3.1UWB頻段7
1.3.2MICS頻段8
1.3.3ISM頻段9
1.3.4HBC頻段9
1.4標準化工作（IEEE 802.15.6-2012標準）10
1.4.1窄帶PHY規範11
1.4.2UWB頻段PHY規範12
1.4.3HBC頻段PHY規範14
參考文獻16

第2章人體電磁特性18
2.1人體的組成18
2.2與頻率相關的介電特性19
2.3人體組織特性建模20
2.4與年齡相關的人體組織特性27
2.5透入深度與頻率的關係31
2.6體內吸收特性34
2.7體錶傳播機理37
2.8繞射特性42
參考文獻45

第3章電磁分析方法46
3.1時域有限差分方法46
3.1.1公式錶述46
3.1.2吸收邊界條件49
3.1.3場的激勵52
3.1.4FDTD方法流程圖及代碼53
3.1.5頻率相關的FDTD方法56
3.2MoM-FDTD混閤方法58
3.2.1矩量法的公式錶述59
3.2.2散射場FDTD的公式錶述61
3.2.3MoM和FDTD方法的混閤61
3.3有限元法63
3.4數字人體模型67
參考文獻71

第4章人體區域信道建模72
4.1引言72
4.2路徑損耗模型73
4.2.1自由空間路徑損耗73
4.2.2體錶UWB頻段路徑損耗74
4.2.3體內UWB頻段路徑損耗80
4.2.4體內MICS頻段路徑損耗84
4.2.5HBC頻段路徑損耗及等效電路錶示87
4.3多徑信道模型96
4.3.1Saleh-Valenzuela衝激響應模型97
4.3.2體錶UWB信道模型97
4.3.3體內UWB信道模型109
參考文獻114

第5章調製與解調117
5.1引言117
5.2調製方式118
5.2.1ASK、FSK和PSK調製方式118
5.2.2IR-UWB方式120
5.2.3MB-OFDM 方式123
5.3解調與錯誤概率127
5.3.1ASK、FSK和PSK信號的最佳解調127
5.3.2ASK、FSK和PSK信號的非相乾檢測130
5.3.3IR-UWB信號的最佳解調132
5.3.4IR-UWB 信號的非相乾檢測134
5.3.5MB-OFDM信號解調136
5.4RAKE接收137
5.5分集接收142
參考文獻147

第6章人體區域通信性能分析148
6.1引言148
6.2體錶UWB通信148
6.2.1BER149
6.2.2鏈路預算159
6.2.3最大通信距離162
6.3體內UWB通信164
6.3.1BER165
6.3.2鏈路預算170
6.4體內MICS頻段通信175
6.4.1BER175
6.4.2鏈路預算176
6.5人體通信179
6.5.1BER179
6.5.2鏈路預算180
6.6雙模式人體區域通信181
參考文獻183

第7章電磁兼容性考慮184
7.1引言184
7.2SAR分析185
7.2.1安全導則185
7.2.2分析與評估方法187
7.2.3發射功率與SAR194
7.3心髒起搏器電磁乾擾分析203
7.3.1心髒起搏器模型及乾擾機理203
7.3.2電磁場方法206
7.3.3電路方法207
7.3.4發射信號強度與乾擾電壓之間的關係210
7.3.5實驗評估係統216
參考文獻219

第8章總結與未來挑戰220

前言/序言

《人體區域通信信道建模、通信係統及電磁兼容》 內容摘要 本書深入探討瞭人體區域通信（Body Area Network, BAN）領域的核心議題，重點聚焦於其通信信道建模、通信係統設計以及電磁兼容（Electromagnetic Compatibility, EMC）這一關鍵挑戰。隨著可穿戴設備、植入式醫療器件以及新興的健康監測技術的飛速發展，如何在人體這一復雜且動態的環境中實現高效、可靠且安全的無綫通信，成為瞭當前通信技術研究的前沿和熱點。本書旨在為相關領域的科研人員、工程師以及學生提供一個係統、深入且全麵的技術參考。 第一部分：人體區域通信信道建模 本部分詳盡闡述瞭人體通信信道的獨特性質及其建模方法。人體作為一個高度復雜、非均質且動態變化的介質，其對無綫信號的傳播特性産生瞭顯著影響。本書首先對人體通信信道的物理特性進行細緻分析，包括人體組織的介電常數、導電率隨頻率和人體生理狀態（如水分含量、體溫）的變化規律。在此基礎上，本書係統介紹瞭適用於人體區域通信的信道模型，涵蓋瞭從統計模型到確定性模型，再到混閤模型的演進過程。 統計模型： 詳細討論瞭基於射綫追蹤（Ray Tracing）和信道脈衝響應（Channel Impulse Response, CIR）測量的方法。重點分析瞭多徑效應、衰落特性（如瑞利衰落、Rice衰落）以及陰影衰落等在人體通信環境中錶現齣的特點。例如，身體姿態、肢體運動以及與周圍環境的交互都會導緻信道特性的快速變化，本書將通過大量的實驗數據和仿真結果來驗證和解釋這些現象。 確定性模型： 深入探討瞭基於物理學的全波電磁仿真方法，如有限元方法（Finite Element Method, FEM）、時域有限差分方法（Finite-Difference Time-Domain, FDTD）等。這些方法能夠更精確地捕捉人體結構對電磁波傳播的影響，包括人體組織的散射、吸收和反射特性。本書將介紹如何利用這些仿真工具構建人體模型的幾何結構，並賦予其真實的材料屬性，從而模擬不同通信場景下的信道響應。 混閤模型： 結閤瞭統計模型和確定性模型的優勢，發展齣更加實用和高效的信道模型。本書將介紹如何利用大規模仿真數據來訓練統計模型，或者在仿真模型的基礎上引入統計學方法來描述未建模的復雜性。 人體通信信道的關鍵參數： 詳細分析瞭影響人體通信性能的關鍵信道參數，如信道衰落、多徑時延擴展、相乾帶寬、多普勒頻移等。特彆是，針對人體通信環境下的運動和姿態變化，對多普勒頻移的建模和補償進行瞭深入研究。 信道建模的挑戰與未來方嚮： 探討瞭目前人體通信信道建模麵臨的挑戰，例如大規模個性化建模、實時動態建模以及多頻率段建模等，並展望瞭下一代信道建模技術的發展趨勢，如人工智能在信道建模中的應用。 第二部分：人體區域通信係統 本部分聚焦於人體區域通信係統的設計、優化與實現。從物理層到應用層，本書為構建高效、可靠且低功耗的BAN係統提供瞭理論指導和實踐建議。 通信協議棧的設計： 詳細分析瞭適用於BAN的低功耗、低延遲通信協議。重點介紹瞭IEEE 802.15.4（Zigbee）、Bluetooth Low Energy (BLE)、Ultra-Wideband (UWB) 以及未來可能齣現的60GHz通信等技術在BAN中的應用。本書將對比分析不同協議的優劣勢，並指導讀者如何根據具體應用場景選擇閤適的協議。 調製解調與編碼技術： 探討瞭針對人體通信信道特性的調製解調方案，如OQPSK、GFSK、OFDM等。同時，詳細介紹瞭信道編碼技術，如捲積碼、Turbo碼、LDPC碼等，以及它們在提高通信可靠性方麵的作用。特彆關注低功耗下的編碼實現。 天綫設計與部署： 深入研究瞭適用於人體區域通信的天綫設計原則。考慮到天綫與人體組織的相互作用，本書介紹瞭各類小型化、可穿戴式天綫（如貼片天綫、PIFA天綫、柔性天綫）的設計方法，以及如何優化天綫布局以減小人體衰減和提高覆蓋範圍。 多輸入多輸齣（MIMO）技術在BAN中的應用： 分析瞭MIMO技術如何通過空間分集和空間復用來提升BAN的吞吐量和可靠性。討論瞭在人體這一有限空間內實現MIMO的挑戰，以及針對性的MIMO天綫陣列設計和信號處理算法。 定位與傳感集成： 探討瞭BAN係統在實現精確定位和集成多傳感器數據方麵的能力。分析瞭基於信號強度（RSSI）、到達時間（ToA）、到達角度（AoA）等方法的定位技術，以及如何將通信功能與環境感知、生理參數監測等功能融閤。 網絡拓撲與路由： 研究瞭BAN的各種網絡拓撲結構（如星型、點對點、混閤型）的優缺點，並討論瞭針對BAN特點的低功耗、自組織路由協議的設計。 能源效率優化： 強調瞭BAN係統極低的功耗要求，並重點介紹瞭各種實現能源效率的技術，包括低功耗MAC協議、睡眠模式管理、能量收集技術等。 第三部分：人體區域通信的電磁兼容（EMC） 本部分是本書的重點和難點之一，係統地闡述瞭人體區域通信係統在電磁兼容性方麵所麵臨的挑戰以及解決方案。EMC問題在BAN領域尤為突齣，因為通信器件直接與人體接觸，或者集成在人體內部，其産生的電磁輻射和對外部電磁場的敏感性都直接關係到使用者的健康和通信係統的正常工作。 人體通信設備的輻射與敏感性分析： 詳細分析瞭BAN設備産生的電磁輻射對人體健康的影響，包括熱效應和非熱效應。深入探討瞭設備對外部電磁場（如手機、Wi-Fi、微波爐等）的敏感性，以及可能因此引起的誤觸發、性能下降甚至設備損壞。本書將引用相關的國際安全標準和指南（如ICNIRP、FCC等）。 EMC設計原則與方法： 介紹瞭在BAN設備設計初期就應遵循的EMC設計原則，包括電路闆布局、屏蔽、濾波、接地等。重點分析瞭如何最小化設備自身的電磁乾擾（EMI），以及如何提高設備對外界電磁乾擾的抗擾度（EMS）。 人體組織作為傳輸介質的EMC特性： 探討瞭人體組織對通信信號的吸收特性，以及這種吸收對設備本身和使用者造成的電磁能量損耗和潛在影響。分析瞭如何通過優化天綫設計和工作頻率來減小人體對信號的吸收。 EMC測試與認證： 詳細介紹瞭人體通信設備所需的EMC測試項目和方法，包括輻射發射、傳導發射、輻射抗擾度、靜電放電（ESD）抗擾度等。指導讀者如何進行標準的EMC測試，並滿足相關的法規認證要求。 EMC標準與法規解讀： 對現有的與人體通信設備相關的EMC國際標準和法規進行瞭梳理和解讀，並分析瞭未來可能的發展趨勢。 EMC問題解決方案的創新性研究： 針對BAN領域的特殊性，本書提齣並探討瞭一些創新的EMC解決方案，例如，利用人體自身的電磁特性進行信號屏蔽或引導，開發新型的低輻射天綫技術，以及基於軟件定義的EMC自適應調整技術等。 電磁場暴露評估與管理： 深入探討瞭對人體通信設備電磁場暴露進行定量評估的方法，並介紹瞭如何通過閤理的設計和使用來管理和降低電磁場暴露風險。 本書特點 內容全麵深入： 涵蓋瞭人體區域通信的信道建模、通信係統和電磁兼容三大核心方麵，理論與實踐相結閤。 前沿性與實用性並重： 既介紹瞭最新的研究成果和技術趨勢，也提供瞭解決實際工程問題的指導。 強調EMC的重要性： 將電磁兼容性作為BAN領域不可忽視的關鍵環節進行重點闡述，提供瞭詳實的解決方案。 圖文並茂： 包含大量的圖錶、仿真結果和實測數據，有助於讀者直觀理解復雜的概念。 麵嚮廣闊的讀者群體： 適閤從事無綫通信、生物醫學工程、電子工程、電磁兼容等領域的研究人員、工程師、研究生以及相關專業的本科生。 通過閱讀本書，讀者將能夠深刻理解人體區域通信的復雜性，掌握構建高效、可靠且安全的BAN係統所需的關鍵技術，並有效應對其在電磁兼容方麵所麵臨的挑戰，為未來的智能健康、遠程醫療和人機交互等應用奠定堅實的技術基礎。

評分☆☆☆☆☆

我最近入手一本名為“人體區域通信 信道建模，通信係統及EMC”的新書，迫不及待地翻閱瞭起來。這本書的內容深度和廣度都令人驚嘆。作為一名在相關領域摸爬滾打多年的工程師，我一直關注著人體通信這項前沿技術的發展，而這本書正好滿足瞭我對係統層麵的深入瞭解需求。它不僅僅是理論的堆砌，而是將通信係統設計、信道特性分析和EMC這三個看似獨立卻又緊密聯係的領域，進行瞭一次非常成功的整閤。 書中對通信係統的論述，涵蓋瞭從物理層到應用層的各個方麵。作者在介紹不同通信體製（如低功耗藍牙、Wi-Fi Direct等）在HBC場景下的性能錶現時，分析得非常到位。尤其令我印象深刻的是，書中對HBC係統在實際應用中的功耗、數據速率、安全性等關鍵指標進行瞭詳細的評估和比較，這對於我們進行産品選型和係統優化具有直接的指導意義。同時，書中對EMC的章節處理也十分專業，詳細講解瞭EMC問題的産生機理、潛在影響以及相應的抑製和防護措施，這對於確保HBC設備的可靠性和安全性至關重要。

評分☆☆☆☆☆

最近偶然間接觸到瞭一本關於“人體區域通信”的書，名為《人體區域通信 信道建模，通信係統及EMC》。作為一名曾經在無綫通信領域工作過一段時間的工程師，我一直對人體通信這個新興領域抱有濃厚的興趣，這本書的內容恰好滿足瞭我對這個領域係統性知識的需求。書中的信道建模部分，深入剖析瞭人體對無綫電波傳播的影響，涵蓋瞭從近場通信到穿體通信等多種場景，作者提供瞭詳實的數學模型和仿真分析，這對於理解信號衰減、多徑效應等關鍵問題至關重要。 這本書的另一個亮點在於其對通信係統設計的全麵闡述。作者不僅講解瞭不同通信技術在人體通信場景下的應用，還詳細介紹瞭如何針對人體通信的特點優化係統性能。例如，書中對低功耗、高可靠性的通信協議的設計思路進行瞭探討，並且給齣瞭相關的設計準則。此外，書中對電磁兼容性的深入分析也讓我印象深刻，詳細解釋瞭人體通信設備可能麵臨的EMC挑戰，以及如何通過硬件設計和軟件優化來規避這些問題。這本書的價值在於它將復雜的理論知識與實際的工程應用緊密結閤，為從業人員提供瞭寶貴的參考。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是一部關於“人體通信”的百科全書！我是一名對新興技術充滿熱情的電子工程愛好者，一直在尋找一本能夠係統性介紹人體通信這一細分領域的優質讀物。當我看到《人體區域通信 信道建模，通信係統及EMC》這本書的目錄時，我就知道我找到瞭！書中的信道建模部分，詳細介紹瞭如何從生理、環境等多維度對人體通信信道進行建模，並且提供瞭多種數學模型作為參考，這對我理解信號在人體附近的傳播特性大有裨益。 更令我興奮的是，這本書將信道建模與通信係統設計緊密結閤。作者沒有停留在理論層麵，而是詳細介紹瞭基於這些信道模型如何設計高效、可靠的人體通信係統。從協議的選擇，到天綫設計，再到信號處理算法，書中都進行瞭細緻的講解，並配有大量的仿真結果作為支撐。這本書不僅讓我看到瞭人體通信的理論基礎，更讓我理解瞭如何將這些理論轉化為實際的通信解決方案。而且，對於電磁兼容性的深入探討，也讓我對HBC設備的設計有瞭更全麵的認識，這對於避免潛在的乾擾問題非常有幫助。

評分☆☆☆☆☆

我近期閱讀瞭一本引人入勝的專業書籍，書名為《人體區域通信 信道建模，通信係統及EMC》。作為一名在生物醫學工程領域的研究人員，我一直對人體內部或體錶通信的潛在應用感到好奇，而這本書恰好為我打開瞭一個新的視角。書中對於人體區域通信信道特性的建模部分，讓我對信號在人體組織中的傳播有瞭更深刻的理解。作者不僅僅停留在理論推導，而是結閤瞭實際的生理結構和材料特性，構建瞭多種信道模型，並且詳細分析瞭不同模型在不同應用場景下的適用性，這對我理解體內傳感器通信等應用非常有啓發。 更讓我感到驚喜的是，這本書將信道建模與通信係統設計緊密結閤。作者在介紹不同通信係統架構時，充分考慮瞭人體通信的特殊性，例如低功耗、數據安全以及與人體組織的交互等問題。書中詳細闡述瞭如何根據信道模型選擇閤適的通信協議和調製解調方案，並且對天綫設計和功耗優化提齣瞭切實可行的建議。同時，對電磁兼容性（EMC）的深入討論，也為我們在設計植入式設備或可穿戴設備時提供瞭重要的安全和閤規指導。這本書不僅知識密集，而且條理清晰，對於我進行相關領域的研究具有極高的參考價值。

評分☆☆☆☆☆

這本書絕對是我近年來讀到過的最令人興奮的專業書籍之一！作為一名通信工程專業的學生，我一直對新興的通信技術領域充滿好奇，而“人體區域通信 信道建模，通信係統及EMC”這本書恰恰填補瞭我在這方麵知識的空白。作者以一種極其清晰且引人入勝的方式，深入淺齣地介紹瞭人體區域通信（HBC）的核心概念。從基礎的信道特性分析，到復雜的係統設計，再到至關重要的電磁兼容性（EMC）問題，這本書都給予瞭非常詳盡的闡述。 我尤其欣賞作者在信道建模部分的嚴謹性。書中不僅列舉瞭多種信道模型，還詳細分析瞭它們各自的優缺點以及適用場景。對於我來說，理解這些模型是如何構建的，以及它們如何反映真實世界中人體與通信設備之間的復雜相互作用，是非常有價值的。舉例來說，書中對近距離通信、穿體通信等不同場景下的信道衰落、多徑效應等進行瞭細緻的建模和仿真分析，這些內容對於我在進行畢業設計時非常有指導意義。作者還引入瞭大量的數學公式和圖錶，但都配有清晰的解釋，使得即使是復雜的理論也能被輕鬆理解。

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