无线数据通信技术基础第1章 概论.pptx

第1章 概 论; 第1章 概 论　　　教学目标 ? 了解无线数据通信的发展。　　　　? 掌握无线数据通信中信号的分类。　　　　? 掌握无线数据通信的工作方式。　　　　? 掌握无线数据通信的业务类型。　　　　? 熟悉无线数据通信系统的主要性能指标。　　　　? 了解无线数据通信研究的主要内容与发展目标。　　　;　　　重点、难点 ? 模拟信号与数字信号。 ? 无线通信系统的基本组成。 ? 无线信道带宽;1. 1 无线数据通信基础;1. 1. 1 无线数据通信的发展　　无线数据通信是在有线数据通信的基础上发展起来的,能实现移动状态下的数据通信。数据通信是计算机与通信相结合而产生的一种通信方式,主要用来实现人与计算机以及计算机与计算机之间的通信。原来的数据通信是固定式计算机通过电信传输线路实现的。近年来,随着移动电话通信的迅速发展,个人计算机的迅速普及,多种便携式计算机例如膝上型计算机、笔记本计算机、手持式计算机等迅速增多,固定计算机之间的数据通信已不能满足需。人们希望能随时随地进行数据信息的传送和交换,于是数据通信传输媒体开始从有线扩展到无线,出现了无线移动数据通信。;1. 1. 2 信息与信息量　　在日常生活中,人们通过对话、书信、表演等多种形式进行思想的交流和现象的描述,这些过程都可以称为消息( message )的传递。消息中所包含的对接收者有意义的内容称为信息(infor-mation ),消息是信息的载体。信息的多少用信息量表示。信号( signal )是信息的表现形式,它可以是声音、图像、电压、电流或光等。;　　在各种形式的信号中,电信号由于具有传递速度快(接近于光速)、传输距离远、能承载的信息量大并且处理方便等优点,成为通信信号的主要形式。近年来,随着光纤的大量应用,光信号也越来越多地用于通信中。本书主要讨论的是电信号,或者是由其他形式转换以后的电信号,如话音信号和图像信号。;1. 1. 3 模拟信号与数字信号　　电信号按其波形特征可分为两大类:一类是模拟信号,另一类是数字信号。　　1. 模拟信号　　自然界存在的信号大多是模拟信号,其主要的特征有两个,即时间上的连续与状态上的连续。所谓时间上连续,指的是在任何时刻信号的电量(电压或电流)对信号都是有意义的,而状态上连续则说明信号的电量可能是某一个有限范围内的任意值,具体反映在模拟信号经过传输后如果与传输前的信号不一致,信号所携带的信息就会部分丢失。;图 1 1 ( a )是一个模拟的话音信号的波形。如果该波形在 t1 时刻受到干扰,如图 1 1 ( b )所示,则喇叭上会发出异常的“咔嚓”声。常见的模拟信号有话音信号、电视图像信号以及来自于各种传感器的检测信号等。;　　2. 数字信号　　数字信号是用特定时刻的有限状态来表示信息的。图 1－2 ( a )是一个二进制信号的波形,它的状态只有两个,分别用“1 ”和“ 0 ”表示,如果传输过程中信号的电平发生了变化,接收端可能通过比较判断将所有电平归为两个状态(将所有大于 0V 的电平判别为高电平,将所有小于 0V 的电平判别为低电平),因此,数字信号在传输过程中如果电平发生了变化,只要变化量不是足够大,不影响接收端的正确判断,信息就不会丢失。例如,当接收端收到图 1 2 ( b )所示的波形时,可以恢复成与发端一样的矩形波;如果接收端只在 t1 , t 2 ,…, t n 时刻(即“特定时刻”)进行判别,则在其他时刻信号发生变化,如变成图 1 2 (c )所示的波形时,仍然可以恢复成与发端一样的波形。;图 1－2 二进制数字信号;　　数字信号处理相对于模拟信号处理具有电路体积小、功能强等许多模拟处理所不能比拟的优点,因此随着数字信号处理技术的发展,数字信号越来越多地被用于通信中。　　模拟信号与数字信号是可以相互转换的。模拟信号可以通过 A / D 转换变为数字信号,而数字信号通过 D / A 转换又可以变为模拟信号。在通信中常见的 A / D 转换方式有脉冲编码调制、增量调制以及在此基础上改进的各种方式。;1. 1. 4 无线数据通信系统与网络　　通信是将信号从一个地方向另一个地方传输的过程。用于完成信号的传递与处理的系统称为通信系统(CommunicationSystem )。现代通信要实现多个用户之间的相互连接,这种由多用户通信系统互连的通信体系称为通信网络(CommunicationNetwork )。通信网络以转接交换设备为核心,由通信链路将多个用户终端连接起来