严国萍通信电子线路第一章通信系统导论.ppt

无线电波：频率从几十千赫至几万兆赫的电磁波。 1.3 无线通信系统中的信道 1.3.1 无线电波段的划分 1.3.2 无线电波传播方式 1、直射传播 频率较高的超短波及其更高频率的无线电波，主要沿空间直线传播。由于地球曲率的原因，直线传播的距离有限，通常只能为视距，因此也称为视距传播 2、绕射传播 地球表面可以看成是一个巨大的导体，电磁波可以绕着它传输 只要电波波长大于物体体积很容易出现绕射，中间有障碍物时也可以绕射出去 3、电离层的折射和反射传播 在大气层中离地面60~600km的区域，空气相对比较稀薄，由于宇宙射线等原因的影响很容易出现电离现象。电离之后离子是按照一层一层进行分布的，我们就称为电离层。电磁波到达电离层之后，由于相当于有障碍物，电离层就要进行反射，就可以完成消息的传递。传播一跳的传播距离约为4000km。 电离层与天气有关 电磁波频率不能太高或太低 4、对流层散射传播 在离地面大约10~12km范围内的大气层称为对流层，空气密度高，风雨雷电都发生在这一层。 散射具有很强的方向性和随机性（受外界影响大） 散射传播一跳的传播距离约为100~500km，适合的频率在400~6000MHz之间 §1.4 数字通信系统 传输数字信号的通信系统称为数字通信系统，其原理框图如下图所示： 输入模拟信号 信源编码 信道编码 发射机 信道 接收机 信道解码 信源解码 输出模拟信号 数字 §1.4 数字通信系统 模拟信号经信源编码和信道编码变成数字基带信号，发射机将基带信号调制到高频载波上经信道传输到接收端，接收机还原出数字基带信号，经信道解码和信源解码还原出模拟基带信号。 用数字基带信号对高频正弦载波进行的调制称数字调制。根据基带信号控制载波的参数不同，数字调制通常分为振幅键控调制，频率键控和相位键控三种基本方式。 §1.4 数字通信系统 振幅键控（Amplitude-shift keying）(ASK) 载波振幅受基带控制 相位键控（Phase-shift keying）(PSK) 载波相位受基带信号控制，当基带信号p(t)=1时，载波起始相位为0，当p(t)=0时，载波起始相位为π 频率键控： （Frequency-shift keying）（FSK） 载波频率受基带信号控制，当基带信号p(t)=1时，载波频率为f1，当p(t)=0时，载波频率为f2。 §1.4 数字通信系统 数字通信的主要优点 （1）有较强的抗干扰能力，通过再生中继技术可以消除噪声的积累，并能对信号传输中因干扰而产生的差错及时发现和纠正，从而提高了信息传输的可靠性。 （2）数字信号便于必威体育官网网址处理，易于实现必威体育官网网址通信。 （3）数字信号便于计算机进行处理，使通信系统更加通用和灵活。 （4）数字电路易于大规模集成，便于设备的微型化。 数字通信的缺点 数字信号占据频带较宽，频带利用率低，但目前采用了一些新的数字调制技术，不断增大通信容量，提高频率利用率，所以数字通信的发展前景广阔。 §1.5 现代通信系统§1.5.1 模拟与数字的混合系统 70年代以前，通信系统主要是模拟体制，接收机如前介绍的超外差接收机，70-80年代无线电通信实现了模拟→数字的大转变，从系统控制（选台调谐、音量控制，均衡控制等）到信源编码、信道编码，以及硬件实现技术都无一例外地实现了数字化。现代超外差接收机可用下图来表示，它是一个模拟与数字的混合系统。 §1.5.2 软件无线电 进入90年代后，通信界开始了一场新的无线电革命，即从数字化走向了软件化，软件无线电技术（Software Radio）应运而生。支持者称革命的是多种技术的综合，包括多频段天线和RF变换宽带A/D/A转换，完成IF、基带、比特流处理功能的通用可编程处理器等。软件无线电最初目的是满足军用通信中不同频段，不同信道调制方式和数据方式的各类电台之间的联网需要，因为它可以很容易的解决各种接口标准之间的兼容问题，使得它的优越性很快得到商用通信的青睐，并且在个人移动通信领域发展迅速。软件无线电是特指具有用软件实现各种功能特点的无线电台（如移动通信中的移动电话机、基站电台、军用电台等），它主要由低成本、高性能的DSP芯片组成。规范的软件无线电典型结构如下图所示。 §1.5.2 软件无线电 §1.5.2 软件无线电 软件无线电的标志： 无线通信功能是由软件定义并完成的，这种完全的可编程能力包括可编程的射频波段、信道接入方式、信道调制方式与纠错算法等，软件无线电区别于软件控制的数字无线电通信。 在尽可能靠近天线的地方使用A/D/A转换器，因为信号的数字化是实现软件无线电的首要条件。理想软件无线电系统中的A/D/A转换器相当靠近天线，从而可对高频信号进行数字化处理，这也是它与常用的数字通信系统的根本区别所在。 §1.