无线通信总复习.docx

第一章：概述 无线通信是依靠自由空间来传输电磁波的通信方式。 无线通信的挑战：信道的随机时变和各种扩散（频率扩散、时间扩散、角扩散）造成的各种选择性衰落（时间选择性衰落、频率选择性衰落、空间选择性衰落）。 对抗上述衰落的有效手段是分集。 无线通信的应用概况 ? 短波/超短波通信 天波（电离层）：数据/电话、单边带 地波：小型接力机、单双工电台、对讲机 ? 微波通信 微波接力（模拟、数字）、散射、点对多点微波 电视、电话、数据 ? 卫星通信 高轨道（同步静止）、中轨道、低轨道 电视、电话、数据 ? 移动通信 蜂窝电话、无绳电话、无线数据、集群系统、寻呼系统、卫星移动系统 简述无线电广播工作的基本原理： 首先把声音通过话筒转换成音频电信号，经放大后被高频信号（载波）调制，这时高频载波信号的某一参量随着音频信号作相应的变化，使我们要传送的音频信号包含在高频载波信号之内，高频信号再经放大，然后高频电流流过天线时，形成无线电波向外发射，这种无线电波被收音机天线接收，经放大、解调，还原为音频电信号,还原为声音。 为什么要频谱重用？举例授权频段的无线连接和非授权频段的无线连接？重用又带来了什么问题？ 第二章 传输信息的信号： 信号：是数据的电气或电磁表示； 连续信号：由连续可变的电压表示；离散信号：由一串特定的电压表示 模拟数据在一段时间内具有连续的值，例如，音频，视频 数字数据的值是离散的，如文本和整数，摩斯代码 周期信号：信号模式在时间上重复；非周期信号…… 波长=速度*周期 任一电磁信号都可表示为由具有不同振幅、频率和相位的周期性模拟信号（正弦波）组成 傅里叶级数---用于周期性信号；傅里叶变换---用于非周期信号 当一个信号所有频率成分都是某个频率的整数倍时，后者称为基频；整个信号周期等于基频周期 信号的频谱：信号所包含的频率范围； 带宽：频谱的宽度（最高频率减最低频率） 信号的绝对带宽：信号的频谱宽度 信号的带宽：信号频谱的某一窄小频带范围集中了信号的绝大部分能量，这一频带称为有效带宽或带宽。 信号的中心频率和带宽决定可达的数据率。 中心频率（基频）提高有可能增加带宽，也就可能提高数据率 只提高中心频率而不增加带宽，数据率的提高是以牺牲信号质量为代价的 数据率与带宽的关系为：若数据率为Wbps，则带宽需要2 WHz才能很好地代表原信号 信号的带宽必须适应传输信道带宽，不能超出信道带宽限制。 ?任何数字波形都具有无限的带宽 ?数字信号的能量主要集中在信号的基频附近 –确定了信号的有效带宽 ?根据中心频率（基频）可估算出数字信号数据率 –数据率能否保质达到取决于信号带宽 ?信号带宽相同，但其频谱未必相同 –迭加的信号谐波数量不同 ?传输信号的带宽受限于传输媒体 –带宽越受限制，差错机会越多 模拟数据/数字数据的传输： 数据以电磁信号的方式从一点传播至另一点 模拟信号：一个连续变化的电磁波，根据它的频率可以再多种类型的媒体上传播，如铜线媒体、光纤、无线空间。 数字信号：一个电压脉冲序列，这些电压脉冲可以再铜线媒体上传输，不适宜直接在无线媒介中传播。（便宜；较少受噪声干扰；衰减严重） 模拟信号载送数字数据：调制解调器；数字信号载送模拟数据：编解码器 模拟传输传输模拟信号不考虑信号内容，可以是模拟数据或数字数据，用放大器 数字传输：考虑内容，用中继器，噪声未被放大。 信道容量（公式）： ?数据率 –单位每秒比特（bps），也称比特率 –数据通信速率 ?带宽 --每秒周期次数，单位Hz –受制于发送器与传输媒体 ?噪声 –通信路径上的噪声平均电平 ?差错率（误码率） –错误发生率 码元：传送信息的最小信号单位。即接收方可识别的最小信号脉冲=1/2周期的电平 八进制，一个码元表示三个比特码元速率为800B 而数据率为2400bit/s ? Baud?Rate?码元速率/调制速率/波特率– R B ?码元传输速率，又称为波特率，指每秒信号的变化次数。 若数字传输系统所传输的数字序列恰为二进制序列，则等于每秒钟传送码元的数目，而在多电平中则不等同。单位为波特,常用符号Baud表示，简写为B。 ? Bit?Rate????信息速率/数据率/比特率‐ R b 每秒钟传送bit的数。 ? R b =R B log 2 M?，M为进制数 ?二进制传输:??R b =R B ? 1924年，尼奎斯特（Nyquist）推导出理想低通信道下（码元传输的速率都是有上限 的，并推导出一个计算公式，用来推算无噪声的、有限带宽信道的最大数据传输速率）的最高码元传输速率的公式：Nyquist Theorem:??C=2Blog 2 M C-通道容量（bps） B-通道带宽（hz） M-数字信号电平数 ?二进制传输:??C=2B 香农容量公式（在有随机噪声干扰的情况计算信道