第3章 无线通信基础理论 无线定位技术 教学 课件.pptVIP

无线定位技术 五邑大学 信息学院 曾军英 无线通信基础理论 (一）古代通信 （二）通信系统构架 （三）模拟通信系统 数字通信系统 （四）信号与系统 （五） 概率论与随机过程 （六）无线通信三大损耗 四大效应 （一）古代通信 鼓点旗语 局限了古代战役 现在战役很长的战线（李广） 狼烟，烽火台 不可靠 信息量太少 关公败走荆州 八百里加急 一封信分成三份，必威体育官网网址 （二）通信系统 贝尔电话的时候并没有提到调制，也并没有提到多路电话之间的交换，而这恰恰是现代通信系统中非常重要的环节。贝尔发明的电话最初用于的是点对点的专线通信，距离也并不长，既不需要调制也不需要进行程控交换 1模拟通信系统 模拟系统经典：收音机 2 数字通信系统 陈天桥 唐骏 盛大盒子 失败 现在广电的数字电视 成功 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。 (1)模拟系统无编码，差错控制差，数字系统对噪声的处理，可以整形 (2)模拟必威体育官网网址性差，大哥大比较典型 (3)模拟通信通信设备比较大 大哥大 数字通信不足 (1) 频带利用率低，模拟电话 4khz,数字20-60khz (2) 需要严格同步系统 (3)失真损失一部分 (三）信号与系统 烽火台上燃起的狼烟所代表的入侵信息就是信号，这一站接一站的烽火台就是古代特殊的战争通信系统 现代通信系统如此迅速地发展应当归功于电磁波的传播速度，光速的魅力让其他通信系统相形见绌，也最大程度地满足了人们对于沟通实时性的要求。 电磁信号是一个时间的函数。从频域的观点来理解信号对于一个从事通信技术工作的人来说又是如此重要， 信号的时域概念 信号的频域概念 信号分析的利器一傅里叶级数和傅里叶分析 作为周期信号的方波可以近似地用正弦信号及其谐波信号来表示， 1807年，傅里叶 任何周期信号都可以用成谐波关系的正弦函数级数来表示？狄里赫利给出完整的证明：在一定的条件下，周期信号可以用成谐波关系的正弦函数级数来表示。 非周期信号的数学阐述一傅里叶分析 周期信号的傅里叶表达方式，但是这对研究信号是不够的，因为很多信号是非周期的，一个非周期信号可以看作周期无限长的周期信号，正是这种颇具有哲学意味的观点填平了周期信号与非周期信号之间的鸿沟，从而拉开了傅里叶分析的序幕。 时域 频域（每秒做了多少个动作） 模数转换采样、量化 声音是如何变成比特流的一奈奎斯特采样定理 奈奎斯特却给出了一个论证，他证明了如果一个信号是带限的（即它的傅里叶变换在某一有限频带范围以外均为零〉，如果采样的样本足够密的话（采样频率大于信号带宽的两倍〉，那么就可以无失真地还原信号。这个结论被称为奈奎斯特采样定理。电影的通常做法是每秒播放24 帧，也就是说采样频率是24就够了，眼睛会对画面有一个非常短暂的视觉停留，这相当于对样本信号的一个内插来还原原信号的过程 采样 摄像机每秒拍摄24帧画面，也就是24张胶片。我们假设马车轮每秒转动18圈，那么采样频率就达不到2倍频，就会出现欠采样的情况，不能完整地反映马车的运动情况。人发出的声音的频率一般为85?1 100hz，而1?4khz也是人耳非常敏感的频率范围。奈奎斯特采样频率选定为8khz就基本可满足手机通话的需求，实际上，GSM手机釆样频率正是8khz。 量化 1均匀量化 2非均匀量化 均匀量化有一个比较要命的问题，那就是对于小信号而言误差比较大，信噪比的结果比较差劲，语音信号而言，一般又是小信号居多 编码 信源编码 PCM 信源编码是以提高通信有效性为目的的编码。信道编码是以提高信息传输的可靠性为目的的编码。通常通过增加信源的冗余度来实现。 0检错重发法：接收端在收到的信码中检测出错误时，立即设法通知发送端重发，直到正确接收为止。也就是说你通过做课后习题发现老师讲的有些内容你理解得不对， 于是要求老师再讲一遍，直到你明白为止。 前向纠错法：接收端不仅能在收到的信码中发现有错码，还能够纠正错码。对于一个二进制系统，如果能够确定错码的位置，就能够纠正它，这很好理解，因为二进制就“0和1两个数字，非此即彼。这种方法不需要反向信道（传递重发指令），也不会反复重发而延误吋间，实时性好。这种方法就好比你通过做课后习题发现有些知识是你听错了，自己琢磨着就校正过来了。 反馈校正法：接收端将收到的信码原封不动地转发回发送端，并与原发送信码相比较。如果发现错误，则发送端再进行重发。这种方式效率相当低，一般不怎么用， 相当于你把老师讲的课再讲一遍给老师听，她认为没错那么你就没有错。 检错和纠错 调制 调制的重要性 （1）基带信号低通频谱移到较高载频 女同志的声音传的更远，频率较高 （2）天线尺寸问题，天线的尺寸一般要和信号的波长匹配，波长的0.25倍可以作为天线