Smart Antennas

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出版者:Institute of Electrical & Electronics Enginee
作者:
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1998-09
价格:USD 89.95
装帧:Paperback
isbn号码:9780780348004
丛书系列:
图书标签:
  • 通信
  • 无线
  • 技术
  • 智能天线
  • MIMO
  • 无线通信
  • 信号处理
  • 天线技术
  • 波束赋形
  • 无线网络
  • 通信工程
  • 移动通信
  • 5G/6G
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具体描述

《仿生蜂巢:自然界中的信息收集与传递机制》 作者: 王 铭 远, 李 晓 慧 出版社: 蓝星科技出版社 出版日期: 2024年10月 --- 图书简介 一部跨越生物学、工程学和信息科学的恢弘巨著,深入剖析自然界中最精妙、最高效的信息处理系统——仿生蜂巢的运作哲学与工程学启示。 《仿生蜂巢:自然界中的信息收集与传递机制》 并非关注微小的昆虫个体,而是将视野聚焦于它们赖以生存和繁荣的宏大社会结构——蜂巢系统。本书带领读者深入探索,在没有中央控制器的前提下,数以万计的个体如何通过局部的、去中心化的交互,实现全局的、最优化的资源分配、环境感知和风险规避。 本书共分为六大部分,层层递进,从基础的生物学原理到前沿的工程应用,构建了一个完整的知识体系。 --- 第一部分:蜂巢生态学的基石——集体智能的起源 本部分奠定了理解蜂巢系统的理论基础。我们摒弃了将蜂巢简单视为“昆虫群落”的传统视角,而是将其定义为一个高度复杂的分布式感知与决策网络。 1.1 结构与功能的分离与耦合: 详细分析了蜂巢在空间结构上的分层设计(从外壳的保温隔热层到内部的育儿室和食物储存区),阐释了物理结构如何服务于信息流动的效率。重点探讨了“信息缓存”在不同结构区域的分布与作用。 1.2 激励与反馈机制的生物化学基础: 深入研究了信息素(Pheromones)在蜂巢内部作为一种慢速、高鲁棒性的通信媒介的角色。不同于快速的声光信号,信息素构成了蜂巢的“环境记忆”。我们首次引入了“化学信号衰减模型”来量化信息的时效性,并将其与群体决策的锁定(Lock-in)现象相关联。 1.3 异构个体的角色分配: 蜂巢内存在明确的功能分工(侦察蜂、建筑蜂、哺育蜂等)。本书采用图论模型,分析了这种功能异构性如何增强整个系统的适应性。一个侦察个体失败,并不会导致整体任务的停滞,这是系统高冗余性的体现。 --- 第二部分:环境感知的分布式网络 自然界中的任何高效系统,都必须具备对外部环境的精确感知能力。本书揭示了蜂巢如何通过群体传感器实现对复杂环境参数的实时监测。 2.1 觅食路径的集体优化算法: 重点分析了侦察蜂的“摇摆舞”(Waggle Dance)的编码与解码过程。这不仅仅是方向的指示,更是一种概率传播模型。我们构建了“路径质量评估函数”,该函数结合了距离、危险程度和食物丰度,展示了群体如何通过对比不同舞者的信息强度,快速收敛到最优觅食点。 2.2 温度梯度的热力学调控: 蜂巢需要维持极其稳定的内部温度。本书详细描述了“振翅降温”和“群体聚集增温”行为的临界条件。通过热成像和流体力学模拟,我们展示了群体如何动态调整身体姿态和密度,从而在边界层形成有效的热力学屏障。 2.3 风险评估与防御的快速响应: 探讨了蜂巢如何识别捕食者入侵的信号。该系统依赖于“局部警报强度”的快速聚合。一旦超过某个阈值,信息便以波动的形式在邻近个体间迅速传递,实现“涟漪效应”式的防御部署,而非依赖单一的“哨兵”汇报。 --- 第三部分:建筑学的自组织原则 蜂巢的六边形结构是自然界中最著名的工程奇迹之一。本书从信息论和材料学的角度,重新审视了这一结构。 3.1 六边形晶格的生成规则: 深入研究了初始“种子”的放置到最终形成完整晶格的“生长算法”。我们发现,六边形的形成是基于最小化“连接长度”和最大化“结构支撑力”的双重目标函数的最优解,它本质上是一种局部最优化的迭代过程。 3.2 建筑材料的动态合成与维护: 蜂胶和蜂蜡的混合物并非惰性材料。本书分析了这些生物聚合物的粘弹性随温度和湿度的变化,以及它们如何作为一种“可重构介质”,允许结构在承受冲击后进行快速的自我修复和重构。 3.3 空间信息的几何表征: 六边形单元本身就是一种信息编码方式。每个单元的大小、厚度和内部隔板的几何形状,都直接编码了其所承载的功能(如储蜜、育幼或通风)。本书将此称为“几何拓扑信息存储”。 --- 第四部分:去中心化决策的博弈论模型 蜂巢的决策过程,如选择新的筑巢地点,是集体智能研究的核心范例。 4.1 招募过程中的共识达成: 详细分析了当侦察蜂提出多个潜在巢址时,群体如何通过信息素的“激励强度”和“投票时间窗口”达成最终选择。这是一种基于随机游走和阈值触发的异步共识协议。 4.2 资源分配的动态均衡: 探讨了花粉和蜂蜜在不同区域的分配策略。系统通过比较“当前单元的盈余”与“邻近单元的短缺”之间的梯度,实现了资源的平滑转移,有效避免了局部资源的浪费或短缺。 4.3 灾难恢复与系统鲁棒性: 当蜂巢的某一重要区域(如主入口或关键育儿室)被破坏时,系统如何快速启动“抢险模式”。模型显示,系统会优先调动具有最高“灵活性指数”的个体(通常是年轻的工蜂)进入受损区域,进行临时的结构稳定工作。 --- 第五部分:仿生工程的未来启示 本书的最后一部分,将理论与工程实践紧密结合,探讨从蜂巢机制中可以汲取的工程学教训。 5.1 自适应网络拓扑的设计: 蜂巢的结构并非预设的,而是动态生长的。这为设计下一代无线传感器网络(WSN)和物联网(IoT)的自修复与自优化拓扑结构提供了蓝图。重点讨论了如何利用低成本、高冗余的节点来构建具有生物鲁棒性的通信骨架。 5.2 慢速通信媒介在复杂系统中的应用: 探讨了信息素机制在数据延迟高、环境噪声大的工业环境中作为辅助(或备份)通信通道的潜力,尤其是在地下采矿或深海探测等极端场景。 5.3 分布式机器人集群的协作框架: 阐述了如何将蜂巢的群体决策算法应用于大规模无人机集群(Swarm Robotics)的路径规划、目标搜索和协同负载运输任务中,实现无需空中“指挥官”的高效作业。 --- 结语:信息流动中的生命艺术 《仿生蜂巢》超越了对单一技术的介绍,它揭示了生命系统在面对不确定性时所展现出的优雅、简洁而又极其强大的信息处理哲学。通过对这一自然奇迹的深入解构,我们得以重新审视自身的工程设计范式,迈向一个更具韧性、更少依赖中央集权的智能未来。本书是材料科学家、控制工程师、计算机科学家以及对生命复杂性着迷的任何读者的必备参考书。 --- 关键词: 分布式系统;群体智能;仿生学;信息素通信;自组织;网络拓扑;集体决策;蜂巢结构。

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读后感

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《Smart Antennas》这本书的整体视觉风格,给我一种非常专业且前沿的感觉。封面采用了深邃的蓝色调,搭配着一些抽象的光线和几何图形,仿佛描绘着无线电波在空间中穿梭的轨迹,以及智能天线如何精准地捕捉和操控这些信号。这种设计传递出一种科技的神秘感和探索的欲望。我猜想,书中一定是对智能天线这一复杂技术领域进行了深入浅出的讲解。它可能会从基础理论出发,解释天线的工作原理,然后逐步引入“智能”的概念,阐述智能天线是如何通过各种先进的技术手段,来实现对无线信号的优化和控制。我期待书中能够详细介绍波束赋形(beamforming)技术,这是智能天线最核心的功能之一,它能够将信号能量集中在特定的方向,从而提高信号的传输效率,并减少对其他用户的干扰。此外,书中很可能还会涉及自适应天线(adaptive antennas)、MIMO(多输入多输出)系统以及基于机器学习的智能天线控制算法等内容。这些都是当今无线通信领域的研究热点。我非常希望这本书能够提供清晰的图表和实际应用案例,来帮助我理解这些复杂的概念,并了解智能天线在5G、物联网等领域是如何发挥关键作用的。这本书对我而言,不仅仅是一本技术指南,更是一次对未来通信技术的深度探索。

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当我拿到《Smart Antennas》这本书时,立刻被它厚重且富有质感的装帧所吸引。书脊处简洁的字体和恰到好处的留白,都透露出一种沉静而专业的学术气质。我迫不及待地翻开它,虽然还未深入阅读,但从章节的标题和大致的排版风格,我已经对书中内容有了初步的构想。我猜想,这本书会详细阐述“智能天线”这一概念的方方面面。从最基础的天线理论,如不同天线的类型、增益、方向图等,到如何通过引入先进的信号处理技术,赋予天线“智能”化的特性。我想象中,书中会深入探讨波束赋形(beamforming)的技术,以及它如何通过调整天线阵列中各个单元的相位和幅度,实现信号能量的定向发射与接收,从而极大地提升通信系统的效率和性能。此外,我好奇书中是否会涉及自适应天线(adaptive antennas)的原理,它们是如何根据无线电环境的变化,实时调整自身的指向和参数,以获得最佳的信号质量。这本书很可能还会涵盖大规模MIMO(Massive MIMO)技术,以及智能天线在5G、Wi-Fi 6等下一代通信标准中的应用。我期待书中能够提供丰富且清晰的图示和数学模型,来帮助我理解那些复杂的理论,并将其与实际应用场景相结合。这本书对我来说,无疑是一次深入了解现代无线通信核心技术的重要机会。

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当我第一次见到《Smart Antennas》这本书的时候,它厚实的纸张和精致的印刷就给我留下了深刻的印象。封面上的设计,是一种抽象的、流动的线条,似乎在模拟信号的传播路径,又像是在描绘智能天线复杂的内部结构,这让我对书中的内容充满了期待。我猜想,这本书必定会深入探讨智能天线这一前沿技术的核心原理和应用。从书名“Smart Antennas”中,“智能”二字,让我联想到它不再是传统意义上被动接收和发射信号的器件,而是具备了某种程度的“思考”和“判断”能力。我期待书中能够详细解释,这种“智能”是如何通过先进的算法和精密的硬件设计来实现的。例如,它是否能够根据实时的信道条件,自适应地调整天线的工作模式,以最大化信号的接收强度,并最小化干扰?它是否能够有效地识别不同的信号源,并对其进行优先级排序,从而优化整体的通信性能?书中可能会介绍一些先进的天线技术,例如数字波束赋形(digital beamforming)、大规模MIMO(Massive MIMO)以及天线阵列的自适应控制算法等。这些技术无疑是推动5G、Wi-Fi 6等下一代无线通信技术发展的关键驱动力。我希望这本书能够用清晰的语言和丰富的图示,将这些复杂的技术概念呈现在我面前,让我能够深入理解它们的工作原理和实际应用价值。

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当我第一次看到《Smart Antennas》这本书时,它所呈现出的设计风格就给我一种非常专业且前沿的感受。封面采用的是一种深邃的、带有金属光泽的墨绿色,上面用简洁的白色线条勾勒出了一个抽象的天线阵列模型,这种设计语言传达出一种严谨而不失科技感的专业气息。我猜想,这本书的内容必定是对智能天线这一复杂领域进行的深入的、系统的探讨。从书名“Smart Antennas”中,我立刻联想到它并非仅仅是关于传统意义上的天线,而是加入了“智能”的元素,这预示着书中会详细介绍如何通过先进的技术手段,使天线具备对无线电信号的感知、处理和优化能力。我非常期待书中能够详细阐述波束赋形(beamforming)技术,因为这无疑是智能天线最核心的功能之一,它能够将信号能量集中在特定的方向,从而显著提高信号的传输效率和覆盖范围,并减少对其他用户的干扰。此外,书中很可能还会涉及自适应天线(adaptive antennas)的原理,即天线如何根据不断变化的无线电环境,自动调整其方向图和参数,以获得最佳的信号接收效果。我希望这本书能够提供清晰的图表、仿真数据以及实际的应用案例,来帮助我理解这些高深的技术概念,并了解智能天线在5G、Wi-Fi、雷达等领域是如何发挥关键作用的,这本书对我而言,将是一次深刻的技术学习之旅。

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拿到《Smart Antennas》这本书,我第一时间就被它厚重的质感所吸引,这通常预示着内容的深度和广度。在翻阅它的目录和章节标题时,我脑海中便开始构思书中可能涵盖的知识体系。我猜想,它会从最基础的天线理论讲起,比如各种天线的类型、工作原理、方向图等,然后再逐步引入“智能”的概念。这个“智能”究竟体现在何处?是信号的定向发射与接收?是干扰的抑制与消除?还是对复杂无线环境的动态适应?我对此充满了极大的好奇。这本书很可能不仅仅是理论的堆砌,而是会结合大量的实例和案例分析,来展示智能天线在不同应用场景下的优越性。例如,在移动通信基站中,智能天线如何提升用户容量和覆盖范围?在无线局域网中,智能天线如何优化数据传输速率和连接稳定性?甚至在雷达和卫星通信等领域,智能天线又扮演着怎样的关键角色?我非常期待书中能够提供清晰易懂的图示和模型,来帮助我理解那些复杂的数学公式和算法。毕竟,对于非专业读者来说,过于晦涩的理论可能会让人望而却步。这本书如果能够将高深的通信原理以一种相对易于接受的方式呈现出来,那将是对读者极大的福音。我希望它能激发我进一步探索和学习的兴趣,让我能够更加深入地理解现代无线通信的核心技术。

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《Smart Antennas》这本书给我的第一印象是它外观的低调与内涵的深邃。封面设计以深邃的黑色为主调,点缀着几条细致的、仿佛是数据流动的银色线条,简洁却不失科技感,这让我联想到智能天线处理复杂信号的特性。我猜测,这本书的内容会非常扎实,它不仅仅是概念的罗列,而是会对智能天线背后的科学原理进行深度挖掘。从书名中的“Smart”一词,我能推测出书中会着重讲解如何赋予天线“智能”的能力,这可能涉及到先进的算法,例如利用机器学习或人工智能技术来优化天线的设计和工作方式。我期待书中能够详细阐述波束赋形(beamforming)技术,这是智能天线实现定向通信的关键。它会是如何工作的?又是如何根据用户的移动和信道变化进行实时调整的?书中很可能还会涉及天线阵列的设计和控制,以及如何通过数字信号处理技术来实现更精细的信号操控。此外,我好奇书中是否会讨论智能天线在不同应用场景下的优劣势,比如在密集城市环境中的信号优化,或者在物联网设备中的小型化和低功耗设计。这本书的份量感,让我觉得它一定包含了大量的技术细节和深入的分析,足以让我对智能天线有一个全面且透彻的理解。

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这本书的封面设计得非常简洁有力,一种金属光泽的暗蓝色背景,配以一个抽象的、似乎在动态延伸的几何图形,让人一眼就能联想到天线接收和发射信号的意象。我刚拿到这本书的时候,就被这种设计所吸引,感觉它蕴含着深邃的技术和前沿的智慧。在翻阅之前,我脑海中就已经对“Smart Antennas”这个概念充满了好奇,究竟是什么让天线变得“智能”?是它们能够自我学习,调整方向以获得最佳信号吗?还是它们能够区分不同的信号源,并进行优先级排序?这本书的装帧也相当考究,纸张厚实,印刷清晰,即使是深夜阅读,也不会感到眼睛疲劳。我喜欢它那种沉甸甸的手感,仿佛捧着一本知识的宝藏。我特别注意到书脊的设计,有一种低调的专业感,没有花哨的文字,只有书名和作者的名字,这通常意味着内容本身才是重点,作者对自己的作品充满了信心。在等待系统编译和输出结果的过程中,我尝试在脑海中勾勒出书本中可能出现的图表和公式,想象着那些复杂的信号处理流程,以及是如何被可视化地呈现在读者面前的。我期待这本书能够揭示更多关于智能天线在现代通信技术中的核心作用,以及它们如何驱动着5G、物联网等领域的飞速发展。这本书不仅仅是一本书,更像是一扇窗,让我得以窥见通信技术背后那令人惊叹的工程美学和科学原理。

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我一直对无线通信领域有着浓厚的兴趣,尤其是那些能够极大地提升信号传输效率和用户体验的技术。当我看到《Smart Antennas》这本书时,我立刻被它所吸引。从书名本身,我就能感受到它所蕴含的先进性和实用性。“智能”这个词汇,在如今的科技浪潮中已经无处不在,而将其应用于天线设计,无疑意味着一种突破性的进展。我设想,书中会详细阐述智能天线是如何通过各种算法和硬件协同工作,以实现对无线信号的精细化控制。比如,它可能会解释如何通过波束赋形(beamforming)技术,将信号能量集中在特定的用户方向,从而减少干扰,提高信号质量。这对于在信号复杂的城市环境中,或者在人口密集的区域,确保通信的稳定性和可靠性至关重要。此外,我好奇智能天线是否也涉及到一些自适应学习的能力,能够根据环境的变化实时调整其工作模式,以应对动态的无线电频谱。这本书的结构,我猜测应该是层层递进的,从基础原理入手,逐步深入到更复杂的应用场景和技术细节。它可能会涵盖从理论模型到实际部署的整个生命周期,为我提供一个全面而深入的认识。作为一名科技爱好者,我非常期待能够通过这本书,系统地学习到关于智能天线的前沿知识,并将其与我所了解的其他通信技术进行关联和对比,从而形成更宏观的理解。

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当我拿到《Smart Antennas》这本书的时候,我首先被它沉甸甸的分量和坚实的装帧所吸引。这种精良的制作工艺,往往暗示着书籍内容的严谨性和学术价值。我迫不及待地翻开了它,虽然还未深入阅读,但仅仅是扫过章节标题,就已经勾勒出了一个宏大的知识框架。我猜测,这本书必定会从基础理论出发,一步步引导读者理解“智能天线”这一概念的核心内涵。我想象中,书中会详细介绍各种先进的天线技术,例如自适应阵列天线、MIMO(多输入多输出)天线系统,以及它们是如何通过复杂的信号处理算法,实现对无线信号的精细化控制。这些技术无疑是现代无线通信,如5G、Wi-Fi 6等领域不可或缺的关键组成部分。我特别好奇书中会如何阐释“智能”的体现,是能够自主优化波束方向以最大化信号增益?还是能够有效地抑制和消除来自其他设备的干扰,从而提升通信的可靠性?书中可能还会涉及一些先进的算法,例如基于机器学习的智能天线控制,这无疑是将人工智能的强大能力引入了天线设计领域。我期待书中能够提供清晰的图表和仿真结果,来直观地展示这些技术的性能优势,并解释它们在实际应用中所面临的挑战和解决方案。这本书对我而言,不仅仅是一本关于天线的技术书籍,更是一扇通往未来无线通信世界的大门。

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《Smart Antennas》这本书的整体风格,从我第一眼触及它的时候,就传递出一种非常专业且严谨的学术气息。它的封面设计没有过多的装饰,而是以一种简洁而富有科技感的线条勾勒出天线的抽象形态,仿佛正在接收和处理着来自四面八方的信号。这种视觉上的直接传达,让我立刻联想到书中蕴含的深厚技术知识。我设想,这本书的内容一定是对智能天线这一复杂领域的深度剖析,它会从最基本的原理讲起,例如,电磁波的传播特性、天线的基本参数,然后逐步深入到更为先进的概念。我会期待书中详细介绍各种类型的智能天线,例如基于数字信号处理的阵列天线,以及它们是如何通过动态调整天线单元的相位和幅度,来实现波束的精确指向。这种波束赋形(beamforming)技术,无疑是智能天线的核心能力之一,能够极大地提升信号的传输效率和减少干扰。此外,我很好奇书中是否会涉及智能天线在实际应用中的挑战,比如如何应对复杂多变的无线电环境,如何与现有的通信系统进行集成,以及如何通过算法优化来进一步提升性能。这本书的篇幅,从它给人的厚重感来看,应该足以涵盖这些方面的详细论述。我希望它能为我提供一个全面且深入的理解,让我能够洞察到智能天线在现代通信技术,乃至未来科技发展中所扮演的关键角色。

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