第1章点对点的无线通信祥解.pptVIP

现代通信系统架构 麦克斯韦（1865预言电磁波存在） 赫兹（ 1888实验验证电磁波存在） 贝尔（电话之父） 爱迪生 常州信息职业技术学院 张立中 * * 现代通信系统架构 声波变成电信号？（模拟信号变成电信号） 金属片连接在电磁开关上 * * 模拟通信系统 * * * * 模拟通信系统模型 如下图所示（以调幅/AM广播为例）： 模拟信源 调制器 信道 噪声源 解调器 信宿 人的语音频率在300Hz到4000Hz之间，无法通过天线发射出去 从这个过程中我们可以知道，实际上，模型中的调制解调器中都包含了放大功能 * * 数字通信系统模型 信 源 可能是模拟信源（如麦克风），也可能是数字信源（如计算机） 信 源 编 码 如果信源是数字信源，主要对其压缩、加密等； 如果是信源是模拟信源，则先进行A/D变换再进行压缩、加密 信 道 编 码 主要功能是检错和纠错， 主要目的是为了保证通信的可靠性 数 字 调 制 与模拟调制的作用是类似的：都是为了使通信传输的信息更远、更多、更抗干扰 信道 噪声源 数 字 解 调 信 道 译 码 信 源 译 码 信 宿 是发送端处理的“逆过程”，不再赘述 随着通信技术的飞速发展，信道编码与数字调制有融合的趋势 * * 和模拟通信相比，数字通信的优点： （1）抗干扰能力强，无噪声累积 （2）便于多种信息传输（数字化语音、计算机数据、数字化图 象、监控数据等） （3）便于信息处理（如加密、存储、网管等） （4）可靠性高、电路功耗低，体积小便于集成化 (5) 接收端具有纠错检错功能 磁带-CD,模拟电视-数字电视，大哥大-GSM手机 缺点：占用频带宽 占用带宽多，相比模拟信号，有失真。 胶片电影、光学摄像机等 * * 信号的时域概念---信号随时间变化的曲线 模拟信号 数字信号 周期信号 非周期信号 * * 信号的频域概念---描述信号在频率方面特性 时域和频域是信号的基本性质，这样可以用多种方式来分析信号，每种方式提供了不同的角度。对于一个信号来说，它也有很多方面的特性。如信号强度随时间的变化规律（时域特性），信号是由哪些单一频率的信号合成的（频域特性） 通常一个电磁信号会由多种频率组成，而非单一的频率： * * 信号的分析 周期信号：周期信号可以用成谐波关系的正弦函数级数来表示，即傅里叶级数 非周期信号：可以用不全成谐波关系的正弦信号的加权积分来表示 ----傅里叶变换 基波、谐波 ----傅里叶反变换 ----傅里叶级数 《高等数学》、教材参考书1 非周期信号：可以用不全成谐波关系的正弦信号的加权积分来表示 一个信号，无论它是周期的还是非周期的，我们都能用数学公式对它进行表达，傅里叶的理论构成了现代通信的基石 * * 信号的分析 时域和频域的转换 f=1/t 乔丹打球 * * “A/D变换”的3个步骤：采样、量化、编码 将时间上连续的模拟信号变为时间上离散的采样值的过程就是采样。采样也称为取样、抽样等。 图2-2-2 采样过程示意图 1.采样 * * 奈奎斯特采样定理 采样时，究竟要取多少个点，才能保证原有的连续时间信号所含的信息才不会丢失，才能完整的保留下来，然后被还原? 针对上边这个问题，美国物理学家奈奎斯特（Nyquist）在1927年提出采样定理。 采样定理内容——当采样频率fs大于等于信号中最高频率fmax的2倍时，即 ，采样之后的数字信号才能完整地保留了原始信号的信息 * 2.量化 * 均匀量化 将纵轴均匀划分成M个区间 一般这个量化值取这个区间的中点 落在某一区间内的样值统统量化成1个值 这样，本来纵坐标的取值是无限多个的模拟信号就变成了多进制数字信号 * * 非均匀量化 均匀量化 非均匀压缩 抽样后信号 1 2 4 大信号压缩率大 小信号压缩率小 1 1.2 1.6 通过传输 到接收端 非均匀解压缩 （即扩张器） 大信号放大倍数大 小信号放大倍数小 1 2 4 达到了 非均匀量化 效果 下面主要学习非均匀压缩 * * A压缩律（我国使用） A是大于1的常数 y是x的2段函数： 第1段是线性函数 第2段是指数函数 为了尽可能减小误差，采用15折线逼近μ律，采用13折线逼近A律 * * 3.编码 将每一个量化电平用一组二进制代码表示的过程称为编码。在实际的设备中，量化和编码是同时完成的。我们重点介绍常用的逐次反馈比较型脉冲编码调制（PCM）编码的过程。 在真正的通信系统中应用的PCM编码是采用A律13折线法的，用8个bit为来表征，共可以表示 个电平。 * * 4.调制 调制在通信中的作用： （1）调制把基带信号频谱搬移到一定的频带范围以适应信道 的要求。 （2