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第一篇物联网基础理论

第1章物联网概述

第2章物联网无线信号处理基础

2.1信号的生成、发送和接收

2.2模拟信号与数字信号介绍

2.3信号采样与采样定理

2.4信号量化

2.5案例: 实现一个录音、放音程序

参考文献

第3章物联网时频域信号分析

3.1信号时频分析原理

3.2离散傅里叶分析

3.2.1离散傅里叶级数

3.2.2离散时间傅里叶变换

3.2.3离散傅里叶变换

3.2.4快速傅里叶变换

3.3短时傅里叶变换

3.4案例: 应用傅里叶变换分析物联网信号

参考文献

第4章物联网信号传播模型

4.1无线信道

4.1.1信道定义

4.1.2信道冲击响应

4.1.3信道频率响应

4.1.4信道状态信息

4.1.5信道状态估计

4.2路径损耗和阴影衰落

4.2.1路径损耗模型

4.2.2阴影衰落

4.2.3信噪比

4.3多径信道模型

4.3.1多径效应

4.3.2多径衰落模型

4.3.3多径测量

4.4案例: 信道模拟与测量

4.4.1信道衰落模拟

4.4.2多径模拟

4.4.3衰落叠加综合

参考文献

第5章物联网信号噪声处理

5.1数字滤波器简介

5.2滑动平均滤波器

5.2.1简介

5.2.2滑动平均的卷积实现

5.2.3噪声抑制与窗口选择

5.2.4频率响应

5.2.5频域参数

5.2.6滤波器实现

5.3FIR数字滤波器

5.3.1简介

5.3.2FIR滤波器设计

5.4IIR数字滤波器

5.5常见滤波器设计

5.5.1滤波器频域响应

5.5.2滤波器使用

5.6案例: 声音滤波

5.6.1时域滤波

5.6.2带通滤波

第二篇物联网通信

第6章数据调制和解调

6.1调制解调介绍

6.2幅度调制

6.3频率调制

6.4相位调制

6.4.1I/Q与相位的关系

6.4.2BPSK

6.4.3QPSK

6.4.4使用声波信号实现QPSK

6.4.58PSK

6.5载波上变频

6.6调制方法进阶

6.6.1OQPSK

6.6.2QAM

6.6.3OFDM

6.6.4OFDM初始实现

6.7案例: 声波信号通信

6.7.1脉冲间隔调制

6.7.2编码

6.7.3调制

6.7.4解调

6.7.5解码

参考文献

第7章物联网无线通信技术

7.1传统无线通信技术

7.1.1WiFi

7.1.2蓝牙

7.1.3IEEE 802.15.4/ZigBee

7.2反向散射通信

7.3射频识别标签

7.3.1RFID协议标准

7.3.2可计算RFID——WISP

7.3.3基于环境信号的反向散射技术

7.4低功耗广域网

7.4.1LoRa

7.4.2LoRa 编码与解码

7.4.3基于声波的LoRa通信

7.4.4基于LoRa的反向散射通信

7.4.5并发传输与冲突解码

7.4.6大规模无线网络实验

7.4.7弱信号解码

7.4.8弱信号解码方法设计

7.5其他通信方式

参考文献

第三篇物联网感知

第8章无线测距

8.1基于信号强度测距

8.1.1接收信号强度定义

8.1.2RSS测距原理

8.2基于信号传播时间测距

8.2.1ToF测距原理

8.2.2单边双向测距

8.2.3双边双向测距

8.2.4利用反射信号测量距离

8.3案例: 测距

8.3.1声波FMCW测距

8.3.2声音往返时间测距

参考文献

第9章无线定位

9.1三边定位算法

9.2TDOA定位算法

9.3AoA定位算法

9.3.1到达角计算方法

9.3.2根据到达角进行定位

9.3.3声波AoA定位

9.4无线指纹定位算法

9.5蓝牙AoA测向

9.6UWB定位

9.6.1双向测距算法

9.6.2TDOA和并发算法

9.6.3AoA算法

9.6.4V-TWR 算法

9.7基于可见光信号的主动式设备位置感知

9.7.1显色偏振

9.7.2基于光学标签显色结果的相机定位算法

参考文献

第10章无线追踪

10.1基于多普勒效应的追踪方法

10.1.1多普勒追踪的原理

10.1.2多普勒追踪的实现

10.2基于FMCW的追踪方法

10.3基于信号相位的追踪方法

10.3.1相位追踪的实现

10.3.2基于声波信号相位的高精度设备追踪

10.4案例: 基于FMCW的二维追踪

10.4.1系统设计

10.4.2实验结果

10.4.3实验代码

参考文献

第11章无线和智能感知

11.1声波手势识别

11.1.1主要原理

11.1.2示例代码与数据

11.1.3结果展示

11.2声波设备认证

11.3定位与追踪

11.3.1基于神经网络的无线定位精度增强方法

11.3.2基于神经网络的无线定位泛化性增强方法

11.4动作识别

11.4.1摔倒检测方法

11.4.2基于神经网络的无线感知特征增强方法

11.5成分识别

11.5.1基于神经网络的细粒度液体感知

11.5.2基于回归模型的水果成熟度感知方法

11.6基于扩散模型的无线感知信号生成

参考文献