第2章 通信系统概述

1 一句话:

通信的世界,过去是属于模拟的,现在和将来是属于数字的,但未来的未来必定还将是属于模拟的。

2 数字信号 VS 模拟信号

模拟信号:变化是平滑的

数字信号:离散值。可以对噪声处理;成本低;可编码

3 傅里叶级数:

把看起来毫无规律用确定的程式表达:一个非周期信号可以看作周期无限长的周期信号

4 采样:

4.1 奈奎斯特采样定理

如果采样频率大于信号带宽的两倍,则就可以无失真地还原信号。

人发声频率84~1100Hz,而1~4kHz也是人耳敏感范围,所以GSM规定采样频率是8kHz

4.2 欠采样:

马车轮子倒转

6 DPCM 差分编码调制

各个采样值,关联起来,后一个采样值在前一个采样值基础上增量

7 信源编码  VS  信道编码

7.1 两者区别

信源编码 以提高通信有效性为目的,通过压缩冗余度实现

信道编码 以提高信息传输的可靠性为目的编码,通过增加信道冗余度来实现

7.2 无差错信道编码的方法:
  • 检错重发法
  • 前向纠错法
  • 反馈校正法:将接到的发回发送端,发送端校验是否出错,出错重发

8 调制

就是频谱的搬移

8.1 调制原因:
  • 和信道匹配
  • 与天线尺寸匹配
  • 高频段更易于频分复用
8.2 调制技术:

正弦波三个参数–振幅、频率、相位

  • 幅移键控:ASK
  • 频移键控:FSK
  • 相移键控:PSK

9 信道容量

9.1 两个指标:
  • 数据率:数据通信的速率,bits/s
  • 带宽:信号所占的带宽,频率宽度,Hz
  • 噪声:一般指平均噪声电平
  • 误码率:差错发生率
9.2 奈奎斯特带宽:无噪声时

如果带宽为B,则可被传输的最大信号速率就是2B。这一限制源自码间干扰

9.3 香农容量:有噪声时

信噪比指信号功率相对噪声功率的强度;带宽和信噪比共同决定了一个信道的容量;带宽B无限大时,带宽容量趋近一个有限值。

10 无线信道的衰减

10.1 大尺度效应:

大尺度衰减/慢衰减

  • 路径损耗:信号强度随距离的平方而衰减
  • 阴影效应:受建筑物等阻挡产生损耗
10.2 小尺度效应:

小尺度衰减/快衰减,在极小范围电平变化趋势,如接收机移动距离与波长相当时,接收功率可发生3~4个数量级(20db/40db)变化,由多径传播引起

多径传播:同一传输信号沿多个路径传输,以微小时间差到达接收机的信号相互干扰。

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