具体描述
作 者:编者:张睿//周峰//郭隆庆 著作 定 价:158 出 版 社:人民邮电出版社 出版日期:2018年06月01日 页 数:553 装 帧:平装 ISBN:9787115483515 1.实用性。本书以作者在测试工作中的实际经验为依托，配合图形和操作实例介绍仪表使用方法和使用技巧，具有很强的实用性。2.优选性。作者多年来参与我国无线通信测试标准的研究、制定和执行，深刻把握技术前沿，为本书精选典型的测试实例。3.普遍适用性。本书所介绍的仪表新旧结合，以靠前普遍使用的产品为主、兼顾靠前知名厂商和国产仪表，具有普适性、代表性。4.易学易用性。本书的指标介绍删繁就简、操作介绍简明清晰、测试实例典型翔实。知识结构体系化，便于读者学习、操作。
●第 1章 无线通信系统的测试基础11.1 无线通信系统11.1.1 无线通信的基本概念11.1.2 信号与通信系统概述21.1.3 无线通信系统组成与电波传播51.2 无线通信中的测量值81.2.1 概述81.2.2 相关量纲单位基础91.2.3 电压dB与功率dB的区别101.2.4 功率与电平111.2.5 衰减和增益的计算121.2.6 分贝与百分比之间的相互转化131.2.7 dB值的计算方法141.2.8 dBμV、dBμVemf与dBm181.2.9 一些参考值191.3 无线通信系统中的测量参数和相关测试仪表221.3.1 信噪比221.3.2 噪声221.3.3 噪声因子和噪声系数231.3.4 相位噪声241.3.5 S参数251.3.6 场强271.3.7 天线增益271.3.8 峰值因子281.3.9 信道功率和邻道功率291.3.10 误差矢量幅度291.3.11 A/D和D/A转换器的动态范围301.3.12 dB（FS）311.4 测量不确定度311.4.1 不确定度的概念321.4.2 不确定度与误差的区别321.4.3 不确定度的来源331.4.4 不确定度参考标准和文件33参考文献33第 2章 信号发生器342.1 信号和信号发生器342.1.1 基带信号发生器和任意波发生器342.1.2 模拟信号发生器和连续波信号372.1.3 矢量调制信号发生器402.1.4 信号发生器使用技巧和注意事项452.1.5 典型信号发生器介绍482.2 有关信号发生器的测试实例512.2.1 产生功率精准、稳定的连续波信号512.2.2 产生多路相位相参信号532.2.3 生成卫星导航信号572.2.4 数字信号的误比特率测量612.2.5 功率放大器数字预失真测量632.2.6 LTE-A信号产生方案662.2.7 5G信号生成的若干进展70参考文献74第3章 频谱分析仪763.1 频谱分析仪原理763.1.1 概述763.1.2 快速傅里叶变换分析仪（FFT分析仪）773.1.3 超外差式分析仪783.1.4 实时频谱分析仪853.2 频谱分析仪的典型指标863.2.1 中频滤波器特性873.2.2 相位噪声873.2.3 频谱分析仪的固有噪声873.2.4 频谱分析仪的非线性特性883.2.5 1dB压缩点893.2.6 动态范围893.2.7 频谱测量精度903.2.8 电平测量精度903.3 典型频谱分析仪介绍903.3.1 R&S;公司频谱分析仪903.3.2 是德科技（Keysight，前身为安捷伦）频谱分析仪923.3.3 安立（Anritsu）公司频谱分析仪933.4 频谱分析仪使用注意事项及使用技巧943.4.1 选择合适的分辨力带宽（RBW）943.4.2 提高测量精度963.4.3 优化低电平测量的灵敏度973.4.4 为失真测量优化动态范围1003.4.5 识别内部失真成分1023.4.6 优化瞬态测量的测量速度1033.4.7 选择合适的检波/显示模式1043.5 使用频谱分析仪的典型测试实例1063.5.1 脉冲信号的测量1063.5.2 WCDMA信号的邻道功率测量1113.5.3 杂散发射（传导）测量1143.5.4 使用便携式频谱仪进行基站信号的外场测试123参考文献126第4章 矢量信号分析方法和仪表1274.1 矢量分析方法和矢量误差1274.1.1 矢量信号分析的技术背景1274.1.2 矢量调制误差的测量原理1284.2 矢量信号分析仪及使用1314.2.1 矢量信号分析仪的结构和使用1314.2.2 通过矢量信号分析仪判断调制误差原因1394.2.3 典型矢量信号分析仪介绍1474.2.4 矢量信号分析仪测量大失真信号的缺陷及改进1504.2.5 矢量信号分析仪的计量1544.3 使用矢量信号分析仪的测试实例1554.3.1 GSM调制信号测试实例1554.3.2 定位多模基站不同制式间干扰问题1584.3.3 使用矢量信号分析仪测量AM和PM信号参量1604.3.4 DTMB数字地面电视信号的解调分析1644.3.5 LTE系统的数字调制测量1674.3.6 5G信号矢量解调测量的进展169参考文献171第5章 无线通信综合测试仪1745.1 综合测试仪原理1745.1.1 引言1745.1.2 原理和框图1745.2 综合测试仪主要指标介绍1775.3 综合测试仪典型仪表介绍1795.4 典型使用案例1825.4.1 使用综测仪进行LTE终端语音测量1825.4.2 使用多端口综测仪在非信令模式下提高产线测试速度1905.4.3 WCDMA手机测试1925.4.4 使用综测仪进行TD-LTE手机测试196参考文献208第6章 功率计2096.1 概述2096.2 功率测量基本概念2096.2.1 微波功率的几个不同表达式2096.2.2 微波功率的几个不同定义2116.3 功率计的基本原理2146.3.1 热敏式功率计2146.3.2 热偶式功率计2176.3.3 二极管功率计2206.4 微波功率计的主要技术指标2246.4.1 频率范围2246.4.2 功率测量范围2246.4.3 参考校准源2246.4.4 功率测量线性度2246.4.5 功率传感器的阻抗特性2256.5 微波功率测量不确定度分析模型2256.5.1 失配误差2256.5.2 功率灵敏度的不稳定性2276.5.3 功率指示器的误差2276.6 微波功率计的选择2286.6.1 脉冲调制信号2286.6.2 AM/FM信号2296.6.3 脉冲调制信号2296.6.4 互调测试2306.7 功率计典型应用2306.7.1 校准信号发生器输出功率2306.7.2 用脉冲功率传感器和功率计进行WiMAX信号测量2316.8 典型功率传感器介绍234参考文献238第7章 示波器2397.1 示波器概述2397.1.1 示波器与信号测量2397.1.2 模拟示波器和数字示波器2417.2 示波器的基本原理2437.2.1 数字示波器的采样2437.2.2 数字示波器的触发2467.2.3 示波器的抖动测量能力2497.2.4 数字示波器的波形平滑功能2527.2.5 数字示波器的直流测量能力2547.2.6 示波器的测量速度2557.2.7 数字示波器的FFT和混合域分析2567.3 示波器的配套探头2597.3.1 探头和探头附件概述2597.3.2 探头使用的注意事项2637.4 示波器的指标和典型仪表2677.4.1 示波器的指标2677.4.2 示波器典型仪表介绍2737.5 示波器的操作和使用2757.5.1 示波器4个基本系统的设置2757.5.2 示波器的使用注意事项2807.6 测量实例2837.6.1 若干简单测量项目2837.6.2 高速信号互连测试系统2847.6.3 脉冲信号的瞬态参量测试2917.6.4 射频调制脉冲参数测量2957.6.5 基于示波器的矢量解调3007.6.6 混合域示波器在物联网研发中的应用303参考文献308第8章 矢量网络分析仪3108.1 概述3108.2 微波网络的散射参数3108.2.1 线性散射参数的概念3108.2.2 二端口网络的反射特性和传输特性3128.2.3 非线性散射参数的概念3188.3 网络分析仪基础3238.3.1 网络分析仪的基本原理3238.3.2 网络分析仪的基本结构3238.4 网络分析仪的校准技术3288.4.1 网络分析仪测量误差模型3288.4.2 网络分析仪的校准方法3328.5 网络分析仪典型应用3428.5.1 滤波器的测试3438.5.2 放大器的测试3448.5.3 无线充电设备的测试3568.5.4 器件脉冲参数的测试3628.5.5 噪声系数的测试3668.5.6 自适应天线的测试3738.6 网络分析仪使用技巧3778.6.1 灵活的扫描方式3778.6.2 灵活的测试开放接口3788.6.3 时域选通功能3808.6.4 测试点数对测试结果的影响3828.6.5 双源激励的新应用模式3838.6.6 接收机电平精度校准3858.7 矢量网络分析仪典型型号介绍3898.7.1 Keysight公司矢量网络分析仪典型型号3898.7.2 R&S;公司矢量网络分析仪典型型号3928.7.3 Anritsu公司矢量网络分析仪典型型号394参考文献395第9章 其他测量仪表介绍3969.1 噪声系数测量仪表3969.1.1 概述3969.1.2 噪声系数概念3969.1.3 噪声系数测量方法3989.1.4 如何提高噪声系数测量精度4019.1.5 噪声系数频率扩展测量4099.1.6 典型噪声源和噪声系数测试仪介绍4129.2 无线信道模拟仪表4139.2.1 无线信道模型概述4139.2.2 无线信道传播特性4149.2.3 无线信道模拟器的原理4189.2.4 典型应用4199.2.5 无线信道模拟器典型仪表介绍4319.3 路测类仪表4399.3.1 路测仪的结构和功能4399.3.2 典型的路测仪表介绍4419.4 天馈线测量仪表4479.4.1 典型测试实例4479.4.2 典型天馈线测试仪介绍4519.5 无源互调测量仪表4539.5.1 无源互调基本概念和原理4539.5.2 无源互调测试系统的基本结构4569.5.3 无源互调测试应用4599.5.4 无源互调测试仪典型仪表介绍4619.6 相位噪声测量仪表4649.6.1 相位噪声基本概念4649.6.2 相位噪声测量方法4679.6.3 相位噪声测量典型仪表介绍472参考文献475第 10章 无线通信系统测试中仪表的典型应用47610.1 移动通信系统收发信机测试47610.1.1 概述47610.1.2 发射机测试47710.1.3 接收机测试48510.2 终端（手机）射频测试48710.2.1 终端（手机）射频测试概述48710.2.2 主要射频测试项目和测试示例48810.2.3 终端射频一致性认证测试平台49110.3 移动终端的空中性能测试49410.3.1 空中性能测试（OTA）的概念49410.3.2 OTA的测试参数49410.3.3 OTA的测试方法和测试系统49410.3.4 MIMO OTA测试49610.4 GNSS 原理及测试方案50010.4.1 GNSS概述50010.4.2 导航卫星模拟器50210.4.3 R&S;导航接收机测试50310.5 无线电信号监测50710.5.1 无线电信号监测概述50710.5.2 无线电信号监测技术50810.5.3 使用便携式频谱分析仪进行无线电信号监测的应用实例51210.6 车载紧急呼叫（eCall）系统测试516参考文献519第 11章 测试自动化52011.1 自动测试系统的概念与组成52011.2 虚拟仪器52111.2.1 虚拟仪器的概念52111.2.2 虚拟仪器的特点52211.3 自动测试系统软件开发环境52511.3.1 LabView52511.3.2 LabWindows/CVI52811.3.3 VEE53111.3.4 CMWcards53411.4 自动测试系统总线技术53511.4.1 GPIB总线技术53511.4.2 VXI总线技术53811.4.3 PXI总线技术54111.4.4 LXI总线技术54511.5 应用及编程实例54811.5.1 实例1—基于模块化仪器的RFID测试系统54811.5.2 实例2—使用矢量信号发生器产生GSM脉冲调制信号550参考文献552
内容简介
仪表是无线通信工程测试的基础。本书介绍了当前无线通信测试中常用仪表（如示波器、信号发生器、频谱分析仪、网络分析仪、综合测试仪等）的基础理论和使用技巧，并结合目前主流无线通信技术标准，对这些仪表在2G/3G、LTE、LTE-Advanced、WLAN、MIMO OTA、物联网、卫星导航、无线电监测等系统中的测试应用进行了介绍，同时探讨了5G测试的相关技术。本书根据作者在测试工作中的实际经验编写，没有过多的理论推导，配合图形和操作实例来介绍仪表的使用方法和使用技巧，具有很强的实用性。 编者:张睿//周峰//郭隆庆 著作 张睿，中国电子学会电磁兼容分会委员，就职于中国信息通信研究院泰尔终端实验室。长期从事移动通信测试和无线电计量工作，主持起草了多项国家／行业标准和校准规范，牵头完成国家自然科学基金、科技部技改等多个部’级项目。获得专利授权八项，发表EI论文十余篇，出版了《无线通信仪表与测试应用》等专著，并获得中国计量测试学会科学技术进步二等奖等多项奖励。
《无线通信仪表与测试应用》(第3版)图书简介 前言 在日新月异的无线通信技术浪潮中，精准、高效的测试与测量工具扮演着至关重要的角色。从蜂窝网络、Wi-Fi、蓝牙到卫星通信、物联网设备，再到新兴的5G、6G技术，每一次技术的飞跃都离不开对信号特性、设备性能以及系统稳定性的严苛检验。本书，作为《无线通信仪表与测试应用》系列的第三版，旨在系统梳理和深入探讨当前无线通信领域中涉及到的各种仪表、测量原理、测试方法以及实际应用。我们力求为读者提供一个全面、深入且实用的知识体系，帮助工程师、技术人员、研究者以及相关专业的学生，更好地理解和掌握无线通信测试的核心技术，应对行业快速发展的挑战。 本书的编写，既考虑到了无线通信技术发展的宏观脉络，也关注了具体测试环节的技术细节。我们希望通过对基础理论的梳理、关键仪器的介绍、主流测试方法的阐释，以及典型应用场景的剖析，为读者搭建一座从理论到实践的坚实桥梁。 第一部分：无线通信基础与测试需求 无线通信系统的复杂性不断攀升，理解其基础原理是进行有效测试的前提。本部分将从无线通信的基本概念入手，如频谱、调制解调、编码、多址技术等，为后续测试内容的展开奠定基础。我们将详细阐述不同无线通信标准（如Wi-Fi、蓝牙、GSM、LTE、5G NR等）的特性和关键技术指标。 无线通信系统架构与工作原理： 介绍不同通信系统的基本组成部分，包括发射端、接收端、信道模型等，以及信号的产生、传输和接收过程。 频谱分配与管理： 探讨无线电频谱的稀缺性，以及不同频段的特点和应用。了解频谱监管的重要性，以及频谱分析在无线通信测试中的基础地位。 关键性能指标（KPIs）： 深入解析衡量无线通信系统性能的关键指标，如信号强度（RSSI）、信噪比（SNR）、误码率（BER）、吞吐量、延迟、抖动、可靠性、覆盖范围等，并解释这些指标的物理含义及其对用户体验的影响。 测试需求分析： 基于不同无线通信技术的特点，分析其在研发、生产、部署和维护阶段所需的各类测试需求，包括射频（RF）性能测试、基带（Baseband）信号测试、协议栈测试、互操作性测试、一致性测试、现场测试等。 第二部分：无线通信测试仪表详解 精准的测量离不开可靠的仪表。本部分将系统介绍当前无线通信测试领域中最常用、最重要的仪表设备，包括其工作原理、核心功能、技术参数以及选择依据。 频谱分析仪 (Spectrum Analyzer)： 详细介绍频谱分析仪的基本原理，如扫频法、FFT法，以及其主要技术指标（频率范围、带宽、分辨率带宽RBW、视频带宽VBW、动态范围、灵敏度等）。重点阐述其在信号频谱监测、干扰查找、射频参数测量（功率、频率、杂散发射、谐波等）方面的广泛应用。 信号发生器 (Signal Generator)： 阐述信号发生器的类型（模拟、矢量、任意波形等）及其在产生各种标准信号、激励信号、噪声信号等方面的作用。重点介绍矢量信号发生器（VSG）在模拟复杂调制信号、生成测试序列方面的强大能力。 网络分析仪 (Network Analyzer)： 介绍矢量网络分析仪（VNA）的原理，以及S参数（散射参数）的测量方法。详细阐述其在表征无源和有源射频器件（如滤波器、功放、天线、电缆等）的频率响应、阻抗匹配、插入损耗、回波损耗等方面的应用。 调制域分析仪 (Modulation Domain Analyzer)： 介绍其如何结合时域和频域信息，对信号的调制质量进行深度分析，特别是在数字调制信号的误差矢量幅度（EVM）、星座图分析等方面的应用。 误码率测试仪 (Bit Error Rate Tester, BERT)： 阐述BERT在评估数字信号传输质量、测量误码率、抖动、眼图等方面的作用，特别是在基带信号和数据链路测试中的应用。 数字示波器 (Digital Oscilloscope) 与逻辑分析仪 (Logic Analyzer)： 尽管主要用于数字信号分析，但在无线通信系统中，它们在基带信号调试、协议解码、时序分析等方面仍然发挥着重要作用。 功率计 (Power Meter)： 介绍不同类型的功率计（平均功率计、峰值功率计、脉冲功率计），以及其在测量射频信号功率、校准仪表等方面的应用。 无线通信综测仪 (Wireless Communication Test Set/Anritsu, Keysight, Rohde & Schwarz等)： 重点介绍集成了多种测试功能的综测仪，特别是支持多种无线通信标准（如LTE, 5G NR, WLAN, Bluetooth）的测量能力，是进行综合性无线通信设备测试的核心仪器。 其他辅助仪表： 如噪声系数分析仪（NFA）、矢量信号分析仪（VSA）、天线测量系统、信道模拟器等，根据具体需求进行介绍。 第三部分：无线通信核心测试方法与应用 掌握了各种仪表，关键在于如何运用它们进行科学有效的测试。本部分将深入探讨无线通信领域各类核心测试方法，并结合实际应用场景进行讲解。 射频（RF）性能测试： 发射机测试： 功率输出、频率精度、调制准确度（EVM、IQ失衡）、杂散发射、谐波发射、邻道功率比（ACPR）、噪声边带（NS）等。 接收机测试： 灵敏度、选择性、阻塞抗扰度、互调抗扰度、参考灵敏度功率等级（RSRP）、参考信号接收功率（RSRP）、信道估计等。 天线性能测试： 阻抗匹配、辐射方向图、增益、效率、S11（回波损耗）等。 射频链路预算分析： 如何通过链路预算来预估和优化通信系统的覆盖和性能。 基带信号与协议栈测试： 数字信号调制解调测试： 误码率、星座图、眼图分析。 协议栈一致性测试： 针对不同通信协议（如TCP/IP, UDP, Wi-Fi协议, 蓝牙协议, LTE/5G核心网协议等），如何进行功能性、性能和互操作性测试。 信令流程测试： 模拟终端与网络之间的信令交互，验证呼叫建立、切换、数据传输等过程的正确性。 系统级与场景测试： 互操作性测试 (Interoperability Testing, IOT)： 确保不同厂商、不同型号的设备之间能够正常通信和协同工作。 性能测试： 在不同信道条件、干扰环境下，对系统的吞吐量、延迟、连接数等进行评估。 一致性测试 (Conformance Testing)： 验证设备是否符合相关行业标准和规范。 覆盖与场强测试： 在实际环境中，利用手持式仪表或车载系统，测量信号覆盖范围和强度。 功耗与电池寿命测试： 针对移动终端，评估其在不同工作模式下的功耗特性。 特殊应用场景测试： 物联网（IoT）设备测试： 针对LoRa, NB-IoT, Zigbee等低功耗广域网技术，以及BLE等短距离通信技术，介绍其特有的测试方法。 5G/6G前沿技术测试： 介绍毫米波（mmWave）测试、大规模MIMO（Massive MIMO）测试、波束赋形（Beamforming）测试、网络切片（Network Slicing）测试等。 卫星通信测试： 简要介绍卫星通信系统的特点和相关测试需求。 车联网（V2X）通信测试： 介绍DSRC, C-V2X等技术下的通信测试。 第四部分：测试的实践与发展趋势 理论与实践相结合，才能更好地指导工作。本部分将关注测试的实际操作，以及行业未来的发展方向。 自动化测试系统： 介绍如何构建高效的自动化测试平台，利用软件控制仪表，提高测试效率和可重复性。 校准与维护： 强调仪表校准的重要性，以及仪器的日常维护和保养。 数据管理与分析： 如何有效地管理和分析大量的测试数据，从中提取有价值的信息。 行业标准与认证： 介绍主要的无线通信行业标准组织（如3GPP, IEEE, ETSI等）及其制定的测试规范，以及相关的认证流程。 未来测试技术发展趋势： 展望未来，如人工智能（AI）在测试中的应用（如智能故障诊断、优化测试参数）、软件定义测试（SDT）、云化测试平台、更高级的信号模拟与信道模拟技术等。 结语 《无线通信仪表与测试应用》(第3版) 是一本面向无线通信工程师、技术人员、研究人员以及相关专业学生的综合性参考书。我们希望通过本书的系统讲解，能够帮助读者建立起对无线通信测试领域的深刻理解，掌握先进的测试技术和方法，从而在快速发展的无线通信产业中，贡献自己的智慧和力量。本书的编写是一个持续学习和探索的过程，我们也诚挚欢迎读者提出宝贵的意见和建议，共同推动无线通信测试技术的进步。
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