用户通信终端设备原理与技能训练 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国劳动社会保障出版社

作者:陈良

出品人:

页数:291

译者:

出版时间:2004-1

价格:26.00元

装帧:

isbn号码:9787504541406

丛书系列:

图书标签:

• 通信原理
• 用户终端
• 移动通信
• 设备维护
• 技能训练
• 电路分析
• 故障诊断
• 通信技术
• 电子技术
• 实践教学

图书名称：用户通信终端设备原理与技能训练 内容简介 本书旨在为读者提供一套全面、深入且实用的知识体系，涵盖现代通信终端设备的工作原理、关键技术、设计实现以及实际操作与维护技能。本书内容结构清晰，逻辑严谨，理论深度与工程实践紧密结合，是通信工程、电子信息、计算机科学等相关专业师生、研发人员、技术工程师以及对通信终端技术感兴趣的专业人士的理想参考资料和技能提升指南。 全书共分为六个主要部分，系统地阐述了用户通信终端设备的演进历程、核心组成、通信协议栈、关键射频与基带技术、软件定义无线电（SDR）原理及其在终端设备中的应用，并重点介绍了新兴的5G/6G终端技术挑战与实践。 --- 第一部分：通信终端设备概述与基础理论（第1章至第3章） 第1章：通信终端设备的演进与分类 本章首先回顾了从模拟时代到数字移动通信的终端设备发展历程，重点分析了历代移动通信技术（1G至4G）终端的关键特征和局限性。随后，系统地对现代通信终端设备进行了分类，包括智能手机、物联网（IoT）终端、专业通信设备（如对讲机、车载单元）等，并探讨了不同类型终端在设计目标、功耗预算和功能需求上的差异。本章还引入了终端设备在整个通信系统架构中的战略地位，强调了用户界面和人机交互（HCI）在终端设计中的重要性。 第2章：终端设备的基本架构与功能模块 本章深入剖析了现代通信终端设备（以智能手机为例）的通用硬件架构。详细介绍了主处理器（SoC）、存储系统（RAM/ROM）、电源管理单元（PMU）、传感器阵列以及各种接口电路的工作机制。特别关注了SoC内部的异构计算单元，如CPU集群、GPU、DSP和NPU，及其在处理通信协议栈和应用负载时的协同工作方式。本章强调了系统级集成（System-on-Chip, SoC）对降低终端尺寸、功耗和成本的关键作用。 第3章：通信协议栈与数据流分析 本章聚焦于终端设备如何实现端到端的通信。详细阐述了基于OSI模型和TCP/IP协议族的移动通信协议栈结构。重点分析了物理层（PHY）、数据链路层（MAC）、网络层（如IPv4/IPv6、移动IP）以及传输层（TCP/UDP）在终端侧的具体实现和交互过程。通过实例演示，讲解了数据包如何在应用层产生，如何逐层封装，最终通过基带芯片调制发送的完整数据流路径，以及接收端如何进行反向解封装。 --- 第二部分：核心射频与模拟前端技术（第4章至第6章） 第4章：射频收发机原理与架构 本部分是理解终端通信性能的关键。本章详细介绍了射频前端（RFFE）的组成，包括低噪声放大器（LNA）、功率放大器（PA）、滤波器（SAW/BAW）、混频器和压控振荡器（VCO）。对比分析了超外差架构、直接变频（Zero-IF）架构和低中频（Low-IF）架构在实现复杂调制解调时的优缺点，尤其侧重于低功耗和高线性度的设计权衡。 第5章：天线设计与匹配网络 天线是终端设备与无线信道交互的物理接口。本章深入探讨了微带天线、倒F天线（IFA）以及MIMO天线阵列在紧凑空间内的设计挑战。详细讲解了阻抗匹配理论，包括史密斯圆图的应用，如何通过匹配网络确保天线系统与射频收发机的最佳功率传输。同时，讨论了天线开关模块（T/R Switch）和双工器/多工器在频谱隔离中的核心作用。 第6章：噪声、失真与接收灵敏度分析 本章从性能指标的角度审视射频前端。系统分析了噪声系数（NF）、三阶交调点（IP3）、饱和输出功率（Psat）等关键指标对接收灵敏度和抗干扰能力的影响。详细解释了“接收链路预算”的计算方法，以及如何通过优化LNA和PA的性能参数来满足不同制式通信标准的接收灵敏度要求。 --- 第三部分：基带信号处理与数字调制解调（第7章至第9章） 第7章：数字调制技术及其在终端中的实现 本章聚焦于基带信号的数字化处理。详细介绍了QPSK、16QAM、64QAM乃至1024QAM等现代数字调制技术的基本原理、星座图分析及其对信噪比（SNR）的要求。重点讲解了数字上变频（DUC）和数字下变频（DDC）的概念，以及这些处理如何在终端的专用DSP或FPGA中高效完成。 第8章：信道编码与多址接入技术 本章阐述了终端如何对抗无线信道带来的衰落和干扰。深入讲解了卷积码、Turbo码和LDPC（低密度奇偶校验码）等前向纠错（FEC）编码方案的原理。同时，系统对比了FDMA、TDMA、CDMA和OFDMA（正交频分多址）这几种主要的移动通信多址接入技术，并分析了终端侧需要执行的同步、小区搜索和测量任务。 第9章：时钟同步与基带资源管理 精确的时间同步是所有现代无线通信的基础。本章讨论了终端内部的晶振、PLL（锁相环）在提供精确采样率和载波频率方面的作用。探讨了终端如何从基站获取精确时钟参考，以及在空闲模式（Idle Mode）和活动模式下，如何通过睡眠和唤醒机制实现高效的功耗管理（Power Saving Features）。 --- 第四部分：软件定义与嵌入式系统集成（第10章至第12章） 第10章：软件定义无线电（SDR）在终端中的应用 本章探讨了SDR概念如何应用于现代通信芯片设计。分析了硬件加速单元与软件可配置逻辑（如FPGA或可编程DSP）之间的边界划分。讨论了SDR架构如何支持终端设备的空中接口（Air Interface）灵活升级（如支持新频段或新调制模式），以及其在快速原型验证中的价值。 第11章：终端操作系统与驱动程序 终端设备依赖于复杂的嵌入式操作系统（如Linux内核裁剪、Android或特定RTOS）来管理硬件资源和运行应用。本章详细分析了驱动程序层（Kernel Driver）与硬件抽象层（HAL）在连接基带芯片、射频模块和应用处理器之间的桥梁作用。重点讨论了驱动程序如何处理中断、DMA传输和内存映射。 第12章：电源管理与热设计约束 功耗是移动终端设计的核心限制因素。本章详细分析了终端在不同工作状态（空闲、数据传输、通话）下的功耗模型。阐述了PMIC（电源管理集成电路）如何通过动态电压和频率调节（DVFS）来优化能效。同时，讨论了射频功率放大器和CPU产生的热量如何影响系统性能（如PA线性化和CPU降频），以及热设计策略。 --- 第五部分：新兴技术与标准实践（第13章至第15章） 第13章：5G NR终端关键技术解析 本章聚焦于第五代移动通信（5G New Radio, NR）终端面临的挑战和关键技术。详细介绍了5G的频谱划分（FR1和FR2/毫米波）、波束赋形（Beamforming）技术在终端侧的实现原理和阵列设计。深入探讨了5G NR特有的多接入技术（如OFDMA的子载波配置）以及mMTC、eMBB和uRLLC服务对终端性能的要求。 第14章：物联网（IoT）终端的设计考量 针对低功耗广域网（LPWAN）技术，如NB-IoT和LTE-M，本章分析了这些终端在设计上的独特需求。重点讨论了超长待机所需的深度睡眠模式、窄带信号处理的简化、以及对定位服务（如GNSS集成）的需求。对比了不同LPWAN技术的接入流程和数据传输特性。 第15章：终端的安全机制与隐私保护 本章讨论了终端通信安全性的各个层面。从物理层开始，包括加密算法（如AES、SHA）在基带中的硬件加速实现。深入分析了SIM/USIM卡的作用、UE身份认证（如5G AKA）流程，以及如何在操作系统级别防止恶意软件对通信模块的劫持。讨论了安全启动（Secure Boot）和可信执行环境（TEE）对保障终端数据安全的重要性。 --- 第六部分：技能训练与故障诊断（附录与实践环节） 附录A：关键测试设备与测量方法 本附录提供了终端设备性能测试所需的专业知识。介绍了矢量信号分析仪（VSA）、矢量网络分析仪（VNA）和信令测试仪（Base Station Emulator）在终端射频性能（EVM、ACLR、杂散）测试中的设置和操作流程。 附录B：常用通信模块接口与配置 提供了对主流通信模组（如Wi-Fi/蓝牙Combo芯片、蜂窝调制解调器）的硬件接口标准（如PCIe、USB、UART）和AT指令集的基本介绍，便于读者进行系统集成和初步调试。 实践训练模块： 本部分设计了一系列基于软硬件结合的实践项目，引导读者动手操作： 1. 基础射频链路分析实验： 使用软件工具模拟信号源和接收机，观察调制信号在不同噪声和衰落下的星座图变化。 2. 协议层数据抓包与分析： 介绍如何配置终端进行底层协议数据捕获，并使用Wireshark等工具对4G/5G信令流程进行解码和故障分析。 3. 功耗剖析实践： 利用硬件电流探针或PMIC提供的日志接口，测量终端在不同任务负载下的瞬时功耗曲线，并提出优化建议。 本书的最终目标是培养读者不仅理解“终端如何工作”，更能掌握“如何设计、测量和排除终端设备故障”的综合工程能力。

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