第2章WSN—无线系统基础.ppt

* 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 相对多普勒频移，多普勒扩展 * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 接下来，开始进入尽心动魄，昏昏欲睡，云里雾里，富有挑战，富有逻辑化，枯燥而有趣，详细环节； * 无线信道——时延扩展 时延扩展——频率选择性衰落，是指在不同频段上衰落特性不一样。 信号强度 信号谱密度 频率 时间 t0 t1t2 t3... 窄带信号 宽带信号 * 无线信道——频率扩展 频率扩展——时间选择性衰落，是指在不同的时间衰落特性是不一样。 信号谱密度 信号强度 时间 频率 快衰落 慢衰落 * 无线信道——角度扩展 角度扩展——空间选择性衰落是指在不同的地点与空间位置衰落特性不一样 0° 360° 信号强度 信号强度 地理坐标 * 无线信道——多普勒频移和扩展 v ? Doppler shift 当车速为100Km/h，工作在2GHz频点附近，最大多普勒频移约200Hz。 相干时间（均方根统计量）： 小于相干时间内，信道的 冲激响应高度相关。 Tc fc+fd fc-fd 信号带宽动态变化 * 无线信道——小尺度衰落分类 * 无线系统基础——提纲 电磁波频段与传播 无线通信制式 射频基础与天线 无线信道特征 无线收发过程分解 传感节点无线收发 * 无线收发过程概述 信源编码 TX发射——信息流 RX接收——信息流 卷积 交织 加扰 成帧 调制 射频发射 信源解码 译码 反交织 解扰 同步 解调 射频接收 * 无线发射TX过程 Mapper IFFT DAC LinearPA add cyclic Prefix bits fc OFDM symbol Pulse shaper Serial to Parallel FEC * 无线接收—RX过程 直接下变频接收机也称为零中频接收机，其特点是让本振频率等于载频，则载频为零，于是不存在镜像频率，自然就不会有镜像频率干扰，其结构如图所示： * 无线收发—基带信号 信号实部 信号虚部 * 无线系统基础——提纲 电磁波频段与传播 无线通信制式 射频基础与天线 无线信道特征 无线收发过程分解 传感节点无线收发 * 无线传感节点收发过程 * Thank you all ！ Questions? * * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 频段用声音类比； * 射频基础——相位噪声 相位噪声 相位噪声是用来衡量本振等单音信号频谱纯度的一个指标。理想的单音信号，在频域应为一脉冲。一般的本振信号可以认为是随机过程对单音调相的过程，因此信号所具有的边带信号被称为相位噪声。 相位噪声在频域的可以这样定量描述：偏离中心频率多少Hz处，单位带宽内的功率与总信号功率相比。 * 射频基础——噪声系数 噪声系数 噪声系数是用来衡量射频部件对小信号的处理能力，通常这样定义：单元输入信噪比除输出信噪比，如下图： 对于线性单元，不会产生信号与噪声的互调产物 及信号的失真，这时噪声系数可以用下式表示： NF = Pno/(G*KTB) Pno表示输出端的噪声功率，G为单元增益,KTB为热噪声功率。 * 射频基础——噪声系数 级联网络的噪声系数公式： 信号放大链 * 射频基础——线性与非线性 信号在通过射频通道（这里所谓的射频通道是指射频收发信机通道，不包括空间段衰落信道）时会有一定程度的失真，失真可以分为线性失真和非线性失真。 产生线性失真的主要有一些滤波器等无源器件，产生非线性失真的主要有一些放大器、混频器等有源器件。另外射频通道还会有一些加性噪声和乘性噪声的引入。 * 射频基础——线性与非线性 线性失真 线性失真又可以分成线性幅度失真和线性相位失真，从频域可以很方便表示这些失真，如下图： 幅频特性 相频特性