人体区域通信 信道建模，通信系统及EMC pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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Jianqing Wang，Qiong Wang 著，刘凯明，佘春东 译

图书标签:

• 人体区域通信
• 信道建模
• 通信系统
• EMC
• 无线通信
• 电磁兼容
• 人体通信
• 无线信道
• 射频电路
• 电磁场

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111488361

版次：1

商品编码：11654571

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 国际信息工程先进技术译丛

开本：16开

出版时间：2015-02-01

用纸：胶版纸

页数：222

内容简介

　　《人体区域通信 信道建模，通信系统及EMC》首先介绍了在人体区域通信的各个可用频段上，人体的基本电磁特性以及对这些特性建模的方法，接下来介绍了用于人体信道建模的典型分析方法。基于这些基础知识，本书重点对3个主要领域的内容进行了介绍：人体信道建模、调制/解调性能分析和电磁兼容问题。全书沿着从理论到实践的脉络，从最基本的物理规律介绍开始，再到对有用的数学模型的介绍，最后是对实际应用问题的考虑和分析。

目录

译者序
前言
第1部分移动云的简介与背景知识
第1章认识人体区域通信1
1.1定义1
1.2应用前景2
1.2.1医疗与保健应用2
1.2.2残疾人辅助6
1.2.3消费电子产品与用户识别6
1.3可用频段7
1.3.1UWB频段7
1.3.2MICS频段8
1.3.3ISM频段9
1.3.4HBC频段9
1.4标准化工作（IEEE 802.15.6-2012标准）10
1.4.1窄带PHY规范11
1.4.2UWB频段PHY规范12
1.4.3HBC频段PHY规范14
参考文献16

第2章人体电磁特性18
2.1人体的组成18
2.2与频率相关的介电特性19
2.3人体组织特性建模20
2.4与年龄相关的人体组织特性27
2.5透入深度与频率的关系31
2.6体内吸收特性34
2.7体表传播机理37
2.8绕射特性42
参考文献45

第3章电磁分析方法46
3.1时域有限差分方法46
3.1.1公式表述46
3.1.2吸收边界条件49
3.1.3场的激励52
3.1.4FDTD方法流程图及代码53
3.1.5频率相关的FDTD方法56
3.2MoM-FDTD混合方法58
3.2.1矩量法的公式表述59
3.2.2散射场FDTD的公式表述61
3.2.3MoM和FDTD方法的混合61
3.3有限元法63
3.4数字人体模型67
参考文献71

第4章人体区域信道建模72
4.1引言72
4.2路径损耗模型73
4.2.1自由空间路径损耗73
4.2.2体表UWB频段路径损耗74
4.2.3体内UWB频段路径损耗80
4.2.4体内MICS频段路径损耗84
4.2.5HBC频段路径损耗及等效电路表示87
4.3多径信道模型96
4.3.1Saleh-Valenzuela冲激响应模型97
4.3.2体表UWB信道模型97
4.3.3体内UWB信道模型109
参考文献114

第5章调制与解调117
5.1引言117
5.2调制方式118
5.2.1ASK、FSK和PSK调制方式118
5.2.2IR-UWB方式120
5.2.3MB-OFDM 方式123
5.3解调与错误概率127
5.3.1ASK、FSK和PSK信号的最佳解调127
5.3.2ASK、FSK和PSK信号的非相干检测130
5.3.3IR-UWB信号的最佳解调132
5.3.4IR-UWB 信号的非相干检测134
5.3.5MB-OFDM信号解调136
5.4RAKE接收137
5.5分集接收142
参考文献147

第6章人体区域通信性能分析148
6.1引言148
6.2体表UWB通信148
6.2.1BER149
6.2.2链路预算159
6.2.3最大通信距离162
6.3体内UWB通信164
6.3.1BER165
6.3.2链路预算170
6.4体内MICS频段通信175
6.4.1BER175
6.4.2链路预算176
6.5人体通信179
6.5.1BER179
6.5.2链路预算180
6.6双模式人体区域通信181
参考文献183

第7章电磁兼容性考虑184
7.1引言184
7.2SAR分析185
7.2.1安全导则185
7.2.2分析与评估方法187
7.2.3发射功率与SAR194
7.3心脏起搏器电磁干扰分析203
7.3.1心脏起搏器模型及干扰机理203
7.3.2电磁场方法206
7.3.3电路方法207
7.3.4发射信号强度与干扰电压之间的关系210
7.3.5实验评估系统216
参考文献219

第8章总结与未来挑战220

前言/序言

《人体区域通信信道建模、通信系统及电磁兼容》 内容摘要 本书深入探讨了人体区域通信（Body Area Network, BAN）领域的核心议题，重点聚焦于其通信信道建模、通信系统设计以及电磁兼容（Electromagnetic Compatibility, EMC）这一关键挑战。随着可穿戴设备、植入式医疗器件以及新兴的健康监测技术的飞速发展，如何在人体这一复杂且动态的环境中实现高效、可靠且安全的无线通信，成为了当前通信技术研究的前沿和热点。本书旨在为相关领域的科研人员、工程师以及学生提供一个系统、深入且全面的技术参考。 第一部分：人体区域通信信道建模 本部分详尽阐述了人体通信信道的独特性质及其建模方法。人体作为一个高度复杂、非均质且动态变化的介质，其对无线信号的传播特性产生了显著影响。本书首先对人体通信信道的物理特性进行细致分析，包括人体组织的介电常数、导电率随频率和人体生理状态（如水分含量、体温）的变化规律。在此基础上，本书系统介绍了适用于人体区域通信的信道模型，涵盖了从统计模型到确定性模型，再到混合模型的演进过程。 统计模型： 详细讨论了基于射线追踪（Ray Tracing）和信道脉冲响应（Channel Impulse Response, CIR）测量的方法。重点分析了多径效应、衰落特性（如瑞利衰落、Rice衰落）以及阴影衰落等在人体通信环境中表现出的特点。例如，身体姿态、肢体运动以及与周围环境的交互都会导致信道特性的快速变化，本书将通过大量的实验数据和仿真结果来验证和解释这些现象。 确定性模型： 深入探讨了基于物理学的全波电磁仿真方法，如有限元方法（Finite Element Method, FEM）、时域有限差分方法（Finite-Difference Time-Domain, FDTD）等。这些方法能够更精确地捕捉人体结构对电磁波传播的影响，包括人体组织的散射、吸收和反射特性。本书将介绍如何利用这些仿真工具构建人体模型的几何结构，并赋予其真实的材料属性，从而模拟不同通信场景下的信道响应。 混合模型： 结合了统计模型和确定性模型的优势，发展出更加实用和高效的信道模型。本书将介绍如何利用大规模仿真数据来训练统计模型，或者在仿真模型的基础上引入统计学方法来描述未建模的复杂性。 人体通信信道的关键参数： 详细分析了影响人体通信性能的关键信道参数，如信道衰落、多径时延扩展、相干带宽、多普勒频移等。特别是，针对人体通信环境下的运动和姿态变化，对多普勒频移的建模和补偿进行了深入研究。 信道建模的挑战与未来方向： 探讨了目前人体通信信道建模面临的挑战，例如大规模个性化建模、实时动态建模以及多频率段建模等，并展望了下一代信道建模技术的发展趋势，如人工智能在信道建模中的应用。 第二部分：人体区域通信系统 本部分聚焦于人体区域通信系统的设计、优化与实现。从物理层到应用层，本书为构建高效、可靠且低功耗的BAN系统提供了理论指导和实践建议。 通信协议栈的设计： 详细分析了适用于BAN的低功耗、低延迟通信协议。重点介绍了IEEE 802.15.4（Zigbee）、Bluetooth Low Energy (BLE)、Ultra-Wideband (UWB) 以及未来可能出现的60GHz通信等技术在BAN中的应用。本书将对比分析不同协议的优劣势，并指导读者如何根据具体应用场景选择合适的协议。 调制解调与编码技术： 探讨了针对人体通信信道特性的调制解调方案，如OQPSK、GFSK、OFDM等。同时，详细介绍了信道编码技术，如卷积码、Turbo码、LDPC码等，以及它们在提高通信可靠性方面的作用。特别关注低功耗下的编码实现。 天线设计与部署： 深入研究了适用于人体区域通信的天线设计原则。考虑到天线与人体组织的相互作用，本书介绍了各类小型化、可穿戴式天线（如贴片天线、PIFA天线、柔性天线）的设计方法，以及如何优化天线布局以减小人体衰减和提高覆盖范围。 多输入多输出（MIMO）技术在BAN中的应用： 分析了MIMO技术如何通过空间分集和空间复用来提升BAN的吞吐量和可靠性。讨论了在人体这一有限空间内实现MIMO的挑战，以及针对性的MIMO天线阵列设计和信号处理算法。 定位与传感集成： 探讨了BAN系统在实现精确定位和集成多传感器数据方面的能力。分析了基于信号强度（RSSI）、到达时间（ToA）、到达角度（AoA）等方法的定位技术，以及如何将通信功能与环境感知、生理参数监测等功能融合。 网络拓扑与路由： 研究了BAN的各种网络拓扑结构（如星型、点对点、混合型）的优缺点，并讨论了针对BAN特点的低功耗、自组织路由协议的设计。 能源效率优化： 强调了BAN系统极低的功耗要求，并重点介绍了各种实现能源效率的技术，包括低功耗MAC协议、睡眠模式管理、能量收集技术等。 第三部分：人体区域通信的电磁兼容（EMC） 本部分是本书的重点和难点之一，系统地阐述了人体区域通信系统在电磁兼容性方面所面临的挑战以及解决方案。EMC问题在BAN领域尤为突出，因为通信器件直接与人体接触，或者集成在人体内部，其产生的电磁辐射和对外部电磁场的敏感性都直接关系到使用者的健康和通信系统的正常工作。 人体通信设备的辐射与敏感性分析： 详细分析了BAN设备产生的电磁辐射对人体健康的影响，包括热效应和非热效应。深入探讨了设备对外部电磁场（如手机、Wi-Fi、微波炉等）的敏感性，以及可能因此引起的误触发、性能下降甚至设备损坏。本书将引用相关的国际安全标准和指南（如ICNIRP、FCC等）。 EMC设计原则与方法： 介绍了在BAN设备设计初期就应遵循的EMC设计原则，包括电路板布局、屏蔽、滤波、接地等。重点分析了如何最小化设备自身的电磁干扰（EMI），以及如何提高设备对外界电磁干扰的抗扰度（EMS）。 人体组织作为传输介质的EMC特性： 探讨了人体组织对通信信号的吸收特性，以及这种吸收对设备本身和使用者造成的电磁能量损耗和潜在影响。分析了如何通过优化天线设计和工作频率来减小人体对信号的吸收。 EMC测试与认证： 详细介绍了人体通信设备所需的EMC测试项目和方法，包括辐射发射、传导发射、辐射抗扰度、静电放电（ESD）抗扰度等。指导读者如何进行标准的EMC测试，并满足相关的法规认证要求。 EMC标准与法规解读： 对现有的与人体通信设备相关的EMC国际标准和法规进行了梳理和解读，并分析了未来可能的发展趋势。 EMC问题解决方案的创新性研究： 针对BAN领域的特殊性，本书提出并探讨了一些创新的EMC解决方案，例如，利用人体自身的电磁特性进行信号屏蔽或引导，开发新型的低辐射天线技术，以及基于软件定义的EMC自适应调整技术等。 电磁场暴露评估与管理： 深入探讨了对人体通信设备电磁场暴露进行定量评估的方法，并介绍了如何通过合理的设计和使用来管理和降低电磁场暴露风险。 本书特点 内容全面深入： 涵盖了人体区域通信的信道建模、通信系统和电磁兼容三大核心方面，理论与实践相结合。 前沿性与实用性并重： 既介绍了最新的研究成果和技术趋势，也提供了解决实际工程问题的指导。 强调EMC的重要性： 将电磁兼容性作为BAN领域不可忽视的关键环节进行重点阐述，提供了详实的解决方案。 图文并茂： 包含大量的图表、仿真结果和实测数据，有助于读者直观理解复杂的概念。 面向广阔的读者群体： 适合从事无线通信、生物医学工程、电子工程、电磁兼容等领域的研究人员、工程师、研究生以及相关专业的本科生。 通过阅读本书，读者将能够深刻理解人体区域通信的复杂性，掌握构建高效、可靠且安全的BAN系统所需的关键技术，并有效应对其在电磁兼容方面所面临的挑战，为未来的智能健康、远程医疗和人机交互等应用奠定坚实的技术基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书绝对是我近年来读到过的最令人兴奋的专业书籍之一！作为一名通信工程专业的学生，我一直对新兴的通信技术领域充满好奇，而“人体区域通信 信道建模，通信系统及EMC”这本书恰恰填补了我在这方面知识的空白。作者以一种极其清晰且引人入胜的方式，深入浅出地介绍了人体区域通信（HBC）的核心概念。从基础的信道特性分析，到复杂的系统设计，再到至关重要的电磁兼容性（EMC）问题，这本书都给予了非常详尽的阐述。 我尤其欣赏作者在信道建模部分的严谨性。书中不仅列举了多种信道模型，还详细分析了它们各自的优缺点以及适用场景。对于我来说，理解这些模型是如何构建的，以及它们如何反映真实世界中人体与通信设备之间的复杂相互作用，是非常有价值的。举例来说，书中对近距离通信、穿体通信等不同场景下的信道衰落、多径效应等进行了细致的建模和仿真分析，这些内容对于我在进行毕业设计时非常有指导意义。作者还引入了大量的数学公式和图表，但都配有清晰的解释，使得即使是复杂的理论也能被轻松理解。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是一部关于“人体通信”的百科全书！我是一名对新兴技术充满热情的电子工程爱好者，一直在寻找一本能够系统性介绍人体通信这一细分领域的优质读物。当我看到《人体区域通信 信道建模，通信系统及EMC》这本书的目录时，我就知道我找到了！书中的信道建模部分，详细介绍了如何从生理、环境等多维度对人体通信信道进行建模，并且提供了多种数学模型作为参考，这对我理解信号在人体附近的传播特性大有裨益。 更令我兴奋的是，这本书将信道建模与通信系统设计紧密结合。作者没有停留在理论层面，而是详细介绍了基于这些信道模型如何设计高效、可靠的人体通信系统。从协议的选择，到天线设计，再到信号处理算法，书中都进行了细致的讲解，并配有大量的仿真结果作为支撑。这本书不仅让我看到了人体通信的理论基础，更让我理解了如何将这些理论转化为实际的通信解决方案。而且，对于电磁兼容性的深入探讨，也让我对HBC设备的设计有了更全面的认识，这对于避免潜在的干扰问题非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

我近期阅读了一本引人入胜的专业书籍，书名为《人体区域通信 信道建模，通信系统及EMC》。作为一名在生物医学工程领域的研究人员，我一直对人体内部或体表通信的潜在应用感到好奇，而这本书恰好为我打开了一个新的视角。书中对于人体区域通信信道特性的建模部分，让我对信号在人体组织中的传播有了更深刻的理解。作者不仅仅停留在理论推导，而是结合了实际的生理结构和材料特性，构建了多种信道模型，并且详细分析了不同模型在不同应用场景下的适用性，这对我理解体内传感器通信等应用非常有启发。 更让我感到惊喜的是，这本书将信道建模与通信系统设计紧密结合。作者在介绍不同通信系统架构时，充分考虑了人体通信的特殊性，例如低功耗、数据安全以及与人体组织的交互等问题。书中详细阐述了如何根据信道模型选择合适的通信协议和调制解调方案，并且对天线设计和功耗优化提出了切实可行的建议。同时，对电磁兼容性（EMC）的深入讨论，也为我们在设计植入式设备或可穿戴设备时提供了重要的安全和合规指导。这本书不仅知识密集，而且条理清晰，对于我进行相关领域的研究具有极高的参考价值。

评分☆☆☆☆☆

最近偶然间接触到了一本关于“人体区域通信”的书，名为《人体区域通信 信道建模，通信系统及EMC》。作为一名曾经在无线通信领域工作过一段时间的工程师，我一直对人体通信这个新兴领域抱有浓厚的兴趣，这本书的内容恰好满足了我对这个领域系统性知识的需求。书中的信道建模部分，深入剖析了人体对无线电波传播的影响，涵盖了从近场通信到穿体通信等多种场景，作者提供了详实的数学模型和仿真分析，这对于理解信号衰减、多径效应等关键问题至关重要。 这本书的另一个亮点在于其对通信系统设计的全面阐述。作者不仅讲解了不同通信技术在人体通信场景下的应用，还详细介绍了如何针对人体通信的特点优化系统性能。例如，书中对低功耗、高可靠性的通信协议的设计思路进行了探讨，并且给出了相关的设计准则。此外，书中对电磁兼容性的深入分析也让我印象深刻，详细解释了人体通信设备可能面临的EMC挑战，以及如何通过硬件设计和软件优化来规避这些问题。这本书的价值在于它将复杂的理论知识与实际的工程应用紧密结合，为从业人员提供了宝贵的参考。

评分☆☆☆☆☆

我最近入手一本名为“人体区域通信 信道建模，通信系统及EMC”的新书，迫不及待地翻阅了起来。这本书的内容深度和广度都令人惊叹。作为一名在相关领域摸爬滚打多年的工程师，我一直关注着人体通信这项前沿技术的发展，而这本书正好满足了我对系统层面的深入了解需求。它不仅仅是理论的堆砌，而是将通信系统设计、信道特性分析和EMC这三个看似独立却又紧密联系的领域，进行了一次非常成功的整合。 书中对通信系统的论述，涵盖了从物理层到应用层的各个方面。作者在介绍不同通信体制（如低功耗蓝牙、Wi-Fi Direct等）在HBC场景下的性能表现时，分析得非常到位。尤其令我印象深刻的是，书中对HBC系统在实际应用中的功耗、数据速率、安全性等关键指标进行了详细的评估和比较，这对于我们进行产品选型和系统优化具有直接的指导意义。同时，书中对EMC的章节处理也十分专业，详细讲解了EMC问题的产生机理、潜在影响以及相应的抑制和防护措施，这对于确保HBC设备的可靠性和安全性至关重要。

评分☆☆☆☆☆

还没怎么看，看看再说

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很好，很喜欢，下次还买这个

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发票没开对

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书不错的

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