2018年-无线通信总复习文章讲义资料.doc

1
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2WHz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
•BaudRate码元速率/调制速率/波特率–RB
•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"。
•BitRate信息速率/数据率/比特率‐Rb每秒钟传送bit的数。
•Rb=RBlog2M，M为进制数
•二进制传输:Rb=RB
•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：NyquistTheorem:C=2Blog2M
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最大数据传输速率）：
C=Blog2(1+SNR)
数据速率