具體描述
作 者:編者:張睿//周峰//郭隆慶 著作 定 價:158 齣 版 社:人民郵電齣版社 齣版日期:2018年06月01日 頁 數:553 裝 幀:平裝 ISBN:9787115483515 1.實用性。本書以作者在測試工作中的實際經驗為依托，配閤圖形和操作實例介紹儀錶使用方法和使用技巧，具有很強的實用性。2.優選性。作者多年來參與我國無綫通信測試標準的研究、製定和執行，深刻把握技術前沿，為本書精選典型的測試實例。3.普遍適用性。本書所介紹的儀錶新舊結閤，以靠前普遍使用的産品為主、兼顧靠前知名廠商和國産儀錶，具有普適性、代錶性。4.易學易用性。本書的指標介紹刪繁就簡、操作介紹簡明清晰、測試實例典型翔實。知識結構體係化，便於讀者學習、操作。
●第 1章 無綫通信係統的測試基礎11.1 無綫通信係統11.1.1 無綫通信的基本概念11.1.2 信號與通信係統概述21.1.3 無綫通信係統組成與電波傳播51.2 無綫通信中的測量值81.2.1 概述81.2.2 相關量綱單位基礎91.2.3 電壓dB與功率dB的區彆101.2.4 功率與電平111.2.5 衰減和增益的計算121.2.6 分貝與百分比之間的相互轉化131.2.7 dB值的計算方法141.2.8 dBμV、dBμVemf與dBm181.2.9 一些參考值191.3 無綫通信係統中的測量參數和相關測試儀錶221.3.1 信噪比221.3.2 噪聲221.3.3 噪聲因子和噪聲係數231.3.4 相位噪聲241.3.5 S參數251.3.6 場強271.3.7 天綫增益271.3.8 峰值因子281.3.9 信道功率和鄰道功率291.3.10 誤差矢量幅度291.3.11 A/D和D/A轉換器的動態範圍301.3.12 dB（FS）311.4 測量不確定度311.4.1 不確定度的概念321.4.2 不確定度與誤差的區彆321.4.3 不確定度的來源331.4.4 不確定度參考標準和文件33參考文獻33第 2章 信號發生器342.1 信號和信號發生器342.1.1 基帶信號發生器和任意波發生器342.1.2 模擬信號發生器和連續波信號372.1.3 矢量調製信號發生器402.1.4 信號發生器使用技巧和注意事項452.1.5 典型信號發生器介紹482.2 有關信號發生器的測試實例512.2.1 産生功率精準、穩定的連續波信號512.2.2 産生多路相位相參信號532.2.3 生成衛星導航信號572.2.4 數字信號的誤比特率測量612.2.5 功率放大器數字預失真測量632.2.6 LTE-A信號産生方案662.2.7 5G信號生成的若乾進展70參考文獻74第3章 頻譜分析儀763.1 頻譜分析儀原理763.1.1 概述763.1.2 快速傅裏葉變換分析儀（FFT分析儀）773.1.3 超外差式分析儀783.1.4 實時頻譜分析儀853.2 頻譜分析儀的典型指標863.2.1 中頻濾波器特性873.2.2 相位噪聲873.2.3 頻譜分析儀的固有噪聲873.2.4 頻譜分析儀的非綫性特性883.2.5 1dB壓縮點893.2.6 動態範圍893.2.7 頻譜測量精度903.2.8 電平測量精度903.3 典型頻譜分析儀介紹903.3.1 R&S;公司頻譜分析儀903.3.2 是德科技（Keysight，前身為安捷倫）頻譜分析儀923.3.3 安立（Anritsu）公司頻譜分析儀933.4 頻譜分析儀使用注意事項及使用技巧943.4.1 選擇閤適的分辨力帶寬（RBW）943.4.2 提高測量精度963.4.3 優化低電平測量的靈敏度973.4.4 為失真測量優化動態範圍1003.4.5 識彆內部失真成分1023.4.6 優化瞬態測量的測量速度1033.4.7 選擇閤適的檢波/顯示模式1043.5 使用頻譜分析儀的典型測試實例1063.5.1 脈衝信號的測量1063.5.2 WCDMA信號的鄰道功率測量1113.5.3 雜散發射（傳導）測量1143.5.4 使用便攜式頻譜儀進行基站信號的外場測試123參考文獻126第4章 矢量信號分析方法和儀錶1274.1 矢量分析方法和矢量誤差1274.1.1 矢量信號分析的技術背景1274.1.2 矢量調製誤差的測量原理1284.2 矢量信號分析儀及使用1314.2.1 矢量信號分析儀的結構和使用1314.2.2 通過矢量信號分析儀判斷調製誤差原因1394.2.3 典型矢量信號分析儀介紹1474.2.4 矢量信號分析儀測量大失真信號的缺陷及改進1504.2.5 矢量信號分析儀的計量1544.3 使用矢量信號分析儀的測試實例1554.3.1 GSM調製信號測試實例1554.3.2 定位多模基站不同製式間乾擾問題1584.3.3 使用矢量信號分析儀測量AM和PM信號參量1604.3.4 DTMB數字地麵電視信號的解調分析1644.3.5 LTE係統的數字調製測量1674.3.6 5G信號矢量解調測量的進展169參考文獻171第5章 無綫通信綜閤測試儀1745.1 綜閤測試儀原理1745.1.1 引言1745.1.2 原理和框圖1745.2 綜閤測試儀主要指標介紹1775.3 綜閤測試儀典型儀錶介紹1795.4 典型使用案例1825.4.1 使用綜測儀進行LTE終端語音測量1825.4.2 使用多端口綜測儀在非信令模式下提高産綫測試速度1905.4.3 WCDMA手機測試1925.4.4 使用綜測儀進行TD-LTE手機測試196參考文獻208第6章 功率計2096.1 概述2096.2 功率測量基本概念2096.2.1 微波功率的幾個不同錶達式2096.2.2 微波功率的幾個不同定義2116.3 功率計的基本原理2146.3.1 熱敏式功率計2146.3.2 熱偶式功率計2176.3.3 二極管功率計2206.4 微波功率計的主要技術指標2246.4.1 頻率範圍2246.4.2 功率測量範圍2246.4.3 參考校準源2246.4.4 功率測量綫性度2246.4.5 功率傳感器的阻抗特性2256.5 微波功率測量不確定度分析模型2256.5.1 失配誤差2256.5.2 功率靈敏度的不穩定性2276.5.3 功率指示器的誤差2276.6 微波功率計的選擇2286.6.1 脈衝調製信號2286.6.2 AM/FM信號2296.6.3 脈衝調製信號2296.6.4 互調測試2306.7 功率計典型應用2306.7.1 校準信號發生器輸齣功率2306.7.2 用脈衝功率傳感器和功率計進行WiMAX信號測量2316.8 典型功率傳感器介紹234參考文獻238第7章 示波器2397.1 示波器概述2397.1.1 示波器與信號測量2397.1.2 模擬示波器和數字示波器2417.2 示波器的基本原理2437.2.1 數字示波器的采樣2437.2.2 數字示波器的觸發2467.2.3 示波器的抖動測量能力2497.2.4 數字示波器的波形平滑功能2527.2.5 數字示波器的直流測量能力2547.2.6 示波器的測量速度2557.2.7 數字示波器的FFT和混閤域分析2567.3 示波器的配套探頭2597.3.1 探頭和探頭附件概述2597.3.2 探頭使用的注意事項2637.4 示波器的指標和典型儀錶2677.4.1 示波器的指標2677.4.2 示波器典型儀錶介紹2737.5 示波器的操作和使用2757.5.1 示波器4個基本係統的設置2757.5.2 示波器的使用注意事項2807.6 測量實例2837.6.1 若乾簡單測量項目2837.6.2 高速信號互連測試係統2847.6.3 脈衝信號的瞬態參量測試2917.6.4 射頻調製脈衝參數測量2957.6.5 基於示波器的矢量解調3007.6.6 混閤域示波器在物聯網研發中的應用303參考文獻308第8章 矢量網絡分析儀3108.1 概述3108.2 微波網絡的散射參數3108.2.1 綫性散射參數的概念3108.2.2 二端口網絡的反射特性和傳輸特性3128.2.3 非綫性散射參數的概念3188.3 網絡分析儀基礎3238.3.1 網絡分析儀的基本原理3238.3.2 網絡分析儀的基本結構3238.4 網絡分析儀的校準技術3288.4.1 網絡分析儀測量誤差模型3288.4.2 網絡分析儀的校準方法3328.5 網絡分析儀典型應用3428.5.1 濾波器的測試3438.5.2 放大器的測試3448.5.3 無綫充電設備的測試3568.5.4 器件脈衝參數的測試3628.5.5 噪聲係數的測試3668.5.6 自適應天綫的測試3738.6 網絡分析儀使用技巧3778.6.1 靈活的掃描方式3778.6.2 靈活的測試開放接口3788.6.3 時域選通功能3808.6.4 測試點數對測試結果的影響3828.6.5 雙源激勵的新應用模式3838.6.6 接收機電平精度校準3858.7 矢量網絡分析儀典型型號介紹3898.7.1 Keysight公司矢量網絡分析儀典型型號3898.7.2 R&S;公司矢量網絡分析儀典型型號3928.7.3 Anritsu公司矢量網絡分析儀典型型號394參考文獻395第9章 其他測量儀錶介紹3969.1 噪聲係數測量儀錶3969.1.1 概述3969.1.2 噪聲係數概念3969.1.3 噪聲係數測量方法3989.1.4 如何提高噪聲係數測量精度4019.1.5 噪聲係數頻率擴展測量4099.1.6 典型噪聲源和噪聲係數測試儀介紹4129.2 無綫信道模擬儀錶4139.2.1 無綫信道模型概述4139.2.2 無綫信道傳播特性4149.2.3 無綫信道模擬器的原理4189.2.4 典型應用4199.2.5 無綫信道模擬器典型儀錶介紹4319.3 路測類儀錶4399.3.1 路測儀的結構和功能4399.3.2 典型的路測儀錶介紹4419.4 天饋綫測量儀錶4479.4.1 典型測試實例4479.4.2 典型天饋綫測試儀介紹4519.5 無源互調測量儀錶4539.5.1 無源互調基本概念和原理4539.5.2 無源互調測試係統的基本結構4569.5.3 無源互調測試應用4599.5.4 無源互調測試儀典型儀錶介紹4619.6 相位噪聲測量儀錶4649.6.1 相位噪聲基本概念4649.6.2 相位噪聲測量方法4679.6.3 相位噪聲測量典型儀錶介紹472參考文獻475第 10章 無綫通信係統測試中儀錶的典型應用47610.1 移動通信係統收發信機測試47610.1.1 概述47610.1.2 發射機測試47710.1.3 接收機測試48510.2 終端（手機）射頻測試48710.2.1 終端（手機）射頻測試概述48710.2.2 主要射頻測試項目和測試示例48810.2.3 終端射頻一緻性認證測試平颱49110.3 移動終端的空中性能測試49410.3.1 空中性能測試（OTA）的概念49410.3.2 OTA的測試參數49410.3.3 OTA的測試方法和測試係統49410.3.4 MIMO OTA測試49610.4 GNSS 原理及測試方案50010.4.1 GNSS概述50010.4.2 導航衛星模擬器50210.4.3 R&S;導航接收機測試50310.5 無綫電信號監測50710.5.1 無綫電信號監測概述50710.5.2 無綫電信號監測技術50810.5.3 使用便攜式頻譜分析儀進行無綫電信號監測的應用實例51210.6 車載緊急呼叫（eCall）係統測試516參考文獻519第 11章 測試自動化52011.1 自動測試係統的概念與組成52011.2 虛擬儀器52111.2.1 虛擬儀器的概念52111.2.2 虛擬儀器的特點52211.3 自動測試係統軟件開發環境52511.3.1 LabView52511.3.2 LabWindows/CVI52811.3.3 VEE53111.3.4 CMWcards53411.4 自動測試係統總綫技術53511.4.1 GPIB總綫技術53511.4.2 VXI總綫技術53811.4.3 PXI總綫技術54111.4.4 LXI總綫技術54511.5 應用及編程實例54811.5.1 實例1—基於模塊化儀器的RFID測試係統54811.5.2 實例2—使用矢量信號發生器産生GSM脈衝調製信號550參考文獻552
內容簡介
儀錶是無綫通信工程測試的基礎。本書介紹瞭當前無綫通信測試中常用儀錶（如示波器、信號發生器、頻譜分析儀、網絡分析儀、綜閤測試儀等）的基礎理論和使用技巧，並結閤目前主流無綫通信技術標準，對這些儀錶在2G/3G、LTE、LTE-Advanced、WLAN、MIMO OTA、物聯網、衛星導航、無綫電監測等係統中的測試應用進行瞭介紹，同時探討瞭5G測試的相關技術。本書根據作者在測試工作中的實際經驗編寫，沒有過多的理論推導，配閤圖形和操作實例來介紹儀錶的使用方法和使用技巧，具有很強的實用性。 編者:張睿//周峰//郭隆慶 著作 張睿，中國電子學會電磁兼容分會委員，就職於中國信息通信研究院泰爾終端實驗室。長期從事移動通信測試和無綫電計量工作，主持起草瞭多項國傢／行業標準和校準規範，牽頭完成國傢自然科學基金、科技部技改等多個部’級項目。獲得專利授權八項，發錶EI論文十餘篇，齣版瞭《無綫通信儀錶與測試應用》等專著，並獲得中國計量測試學會科學技術進步二等奬等多項奬勵。
《無綫通信儀錶與測試應用》(第3版)圖書簡介 前言 在日新月異的無綫通信技術浪潮中，精準、高效的測試與測量工具扮演著至關重要的角色。從蜂窩網絡、Wi-Fi、藍牙到衛星通信、物聯網設備，再到新興的5G、6G技術，每一次技術的飛躍都離不開對信號特性、設備性能以及係統穩定性的嚴苛檢驗。本書，作為《無綫通信儀錶與測試應用》係列的第三版，旨在係統梳理和深入探討當前無綫通信領域中涉及到的各種儀錶、測量原理、測試方法以及實際應用。我們力求為讀者提供一個全麵、深入且實用的知識體係，幫助工程師、技術人員、研究者以及相關專業的學生，更好地理解和掌握無綫通信測試的核心技術，應對行業快速發展的挑戰。 本書的編寫，既考慮到瞭無綫通信技術發展的宏觀脈絡，也關注瞭具體測試環節的技術細節。我們希望通過對基礎理論的梳理、關鍵儀器的介紹、主流測試方法的闡釋，以及典型應用場景的剖析，為讀者搭建一座從理論到實踐的堅實橋梁。 第一部分：無綫通信基礎與測試需求 無綫通信係統的復雜性不斷攀升，理解其基礎原理是進行有效測試的前提。本部分將從無綫通信的基本概念入手，如頻譜、調製解調、編碼、多址技術等，為後續測試內容的展開奠定基礎。我們將詳細闡述不同無綫通信標準（如Wi-Fi、藍牙、GSM、LTE、5G NR等）的特性和關鍵技術指標。 無綫通信係統架構與工作原理： 介紹不同通信係統的基本組成部分，包括發射端、接收端、信道模型等，以及信號的産生、傳輸和接收過程。 頻譜分配與管理： 探討無綫電頻譜的稀缺性，以及不同頻段的特點和應用。瞭解頻譜監管的重要性，以及頻譜分析在無綫通信測試中的基礎地位。 關鍵性能指標（KPIs）： 深入解析衡量無綫通信係統性能的關鍵指標，如信號強度（RSSI）、信噪比（SNR）、誤碼率（BER）、吞吐量、延遲、抖動、可靠性、覆蓋範圍等，並解釋這些指標的物理含義及其對用戶體驗的影響。 測試需求分析： 基於不同無綫通信技術的特點，分析其在研發、生産、部署和維護階段所需的各類測試需求，包括射頻（RF）性能測試、基帶（Baseband）信號測試、協議棧測試、互操作性測試、一緻性測試、現場測試等。 第二部分：無綫通信測試儀錶詳解 精準的測量離不開可靠的儀錶。本部分將係統介紹當前無綫通信測試領域中最常用、最重要的儀錶設備，包括其工作原理、核心功能、技術參數以及選擇依據。 頻譜分析儀 (Spectrum Analyzer)： 詳細介紹頻譜分析儀的基本原理，如掃頻法、FFT法，以及其主要技術指標（頻率範圍、帶寬、分辨率帶寬RBW、視頻帶寬VBW、動態範圍、靈敏度等）。重點闡述其在信號頻譜監測、乾擾查找、射頻參數測量（功率、頻率、雜散發射、諧波等）方麵的廣泛應用。 信號發生器 (Signal Generator)： 闡述信號發生器的類型（模擬、矢量、任意波形等）及其在産生各種標準信號、激勵信號、噪聲信號等方麵的作用。重點介紹矢量信號發生器（VSG）在模擬復雜調製信號、生成測試序列方麵的強大能力。 網絡分析儀 (Network Analyzer)： 介紹矢量網絡分析儀（VNA）的原理，以及S參數（散射參數）的測量方法。詳細闡述其在錶徵無源和有源射頻器件（如濾波器、功放、天綫、電纜等）的頻率響應、阻抗匹配、插入損耗、迴波損耗等方麵的應用。 調製域分析儀 (Modulation Domain Analyzer)： 介紹其如何結閤時域和頻域信息，對信號的調製質量進行深度分析，特彆是在數字調製信號的誤差矢量幅度（EVM）、星座圖分析等方麵的應用。 誤碼率測試儀 (Bit Error Rate Tester, BERT)： 闡述BERT在評估數字信號傳輸質量、測量誤碼率、抖動、眼圖等方麵的作用，特彆是在基帶信號和數據鏈路測試中的應用。 數字示波器 (Digital Oscilloscope) 與邏輯分析儀 (Logic Analyzer)： 盡管主要用於數字信號分析，但在無綫通信係統中，它們在基帶信號調試、協議解碼、時序分析等方麵仍然發揮著重要作用。 功率計 (Power Meter)： 介紹不同類型的功率計（平均功率計、峰值功率計、脈衝功率計），以及其在測量射頻信號功率、校準儀錶等方麵的應用。 無綫通信綜測儀 (Wireless Communication Test Set/Anritsu, Keysight, Rohde & Schwarz等)： 重點介紹集成瞭多種測試功能的綜測儀，特彆是支持多種無綫通信標準（如LTE, 5G NR, WLAN, Bluetooth）的測量能力，是進行綜閤性無綫通信設備測試的核心儀器。 其他輔助儀錶： 如噪聲係數分析儀（NFA）、矢量信號分析儀（VSA）、天綫測量係統、信道模擬器等，根據具體需求進行介紹。 第三部分：無綫通信核心測試方法與應用 掌握瞭各種儀錶，關鍵在於如何運用它們進行科學有效的測試。本部分將深入探討無綫通信領域各類核心測試方法，並結閤實際應用場景進行講解。 射頻（RF）性能測試： 發射機測試： 功率輸齣、頻率精度、調製準確度（EVM、IQ失衡）、雜散發射、諧波發射、鄰道功率比（ACPR）、噪聲邊帶（NS）等。 接收機測試： 靈敏度、選擇性、阻塞抗擾度、互調抗擾度、參考靈敏度功率等級（RSRP）、參考信號接收功率（RSRP）、信道估計等。 天綫性能測試： 阻抗匹配、輻射方嚮圖、增益、效率、S11（迴波損耗）等。 射頻鏈路預算分析： 如何通過鏈路預算來預估和優化通信係統的覆蓋和性能。 基帶信號與協議棧測試： 數字信號調製解調測試： 誤碼率、星座圖、眼圖分析。 協議棧一緻性測試： 針對不同通信協議（如TCP/IP, UDP, Wi-Fi協議, 藍牙協議, LTE/5G核心網協議等），如何進行功能性、性能和互操作性測試。 信令流程測試： 模擬終端與網絡之間的信令交互，驗證呼叫建立、切換、數據傳輸等過程的正確性。 係統級與場景測試： 互操作性測試 (Interoperability Testing, IOT)： 確保不同廠商、不同型號的設備之間能夠正常通信和協同工作。 性能測試： 在不同信道條件、乾擾環境下，對係統的吞吐量、延遲、連接數等進行評估。 一緻性測試 (Conformance Testing)： 驗證設備是否符閤相關行業標準和規範。 覆蓋與場強測試： 在實際環境中，利用手持式儀錶或車載係統，測量信號覆蓋範圍和強度。 功耗與電池壽命測試： 針對移動終端，評估其在不同工作模式下的功耗特性。 特殊應用場景測試： 物聯網（IoT）設備測試： 針對LoRa, NB-IoT, Zigbee等低功耗廣域網技術，以及BLE等短距離通信技術，介紹其特有的測試方法。 5G/6G前沿技術測試： 介紹毫米波（mmWave）測試、大規模MIMO（Massive MIMO）測試、波束賦形（Beamforming）測試、網絡切片（Network Slicing）測試等。 衛星通信測試： 簡要介紹衛星通信係統的特點和相關測試需求。 車聯網（V2X）通信測試： 介紹DSRC, C-V2X等技術下的通信測試。 第四部分：測試的實踐與發展趨勢 理論與實踐相結閤，纔能更好地指導工作。本部分將關注測試的實際操作，以及行業未來的發展方嚮。 自動化測試係統： 介紹如何構建高效的自動化測試平颱，利用軟件控製儀錶，提高測試效率和可重復性。 校準與維護： 強調儀錶校準的重要性，以及儀器的日常維護和保養。 數據管理與分析： 如何有效地管理和分析大量的測試數據，從中提取有價值的信息。 行業標準與認證： 介紹主要的無綫通信行業標準組織（如3GPP, IEEE, ETSI等）及其製定的測試規範，以及相關的認證流程。 未來測試技術發展趨勢： 展望未來，如人工智能（AI）在測試中的應用（如智能故障診斷、優化測試參數）、軟件定義測試（SDT）、雲化測試平颱、更高級的信號模擬與信道模擬技術等。 結語 《無綫通信儀錶與測試應用》(第3版) 是一本麵嚮無綫通信工程師、技術人員、研究人員以及相關專業學生的綜閤性參考書。我們希望通過本書的係統講解，能夠幫助讀者建立起對無綫通信測試領域的深刻理解，掌握先進的測試技術和方法，從而在快速發展的無綫通信産業中，貢獻自己的智慧和力量。本書的編寫是一個持續學習和探索的過程，我們也誠摯歡迎讀者提齣寶貴的意見和建議，共同推動無綫通信測試技術的進步。
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