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一、信号传输
二、调制
模拟调制
数字调制
三、解调
四、信道编码
五、多路复用
六、功率控制 无线通信是指利用无线电波或光波等电磁波进行信息传递的通信方式#xff0c;它与有线通信相比#xff0c;具有覆盖范围广、移动自由等优势#xff0c;已经成为现代通…目录
一、信号传输
二、调制
模拟调制
数字调制
三、解调
四、信道编码
五、多路复用
六、功率控制 无线通信是指利用无线电波或光波等电磁波进行信息传递的通信方式它与有线通信相比具有覆盖范围广、移动自由等优势已经成为现代通信领域的重要技术之一。以下是无线通信的基本原理
例如你想给你的朋友发送一段语音信息但是你们距离比较远不能面对面交流这时候就需要
模拟信号采样模拟量→数字量将语音信息转换成电信号电信号原始基带信号低频通俗来讲我们可以将原始基带信号看作是一段连续的声波、电信号或者数字信号比如我们说话的声音、手机中的音乐文件等等这些信号本身没有被调制成载波信号也就是没有被编码成可以通过无线电波传输的信号。 通过调制技术将低频的原始基带信号转换成适合无线传输的高频信号。可以用振幅调制的方法将原始基带信号的振幅大小改变从而产生调制信号。声音会产生声波声波就是一个振幅随时间变化的信号。通过将声波信号和载波信号进行振幅调制就可以产生一个调制信号调制信号通过无线网络传输给你的朋友他可以通过解调技术将调制信号高频还原成原始基带信号低频再通过扬声器播放出来你们就可以顺利进行语音交流了。 一、信号传输
无线通信首先要将信息信号转化为无线电波或光波等电磁波以进行传输。在信号传输时需要考虑到信号的带宽、频率、功率和调制方式等因素。
二、调制
信号调制是无线通信中的一种技术它是将原始基带信号或称为基带信号低频通过调制技术转换成适合无线传输的高频信号也称为载波信号高频。无线网络中信号调制可以分为模拟调制和数字调制两种。
模拟调制
模拟调制是将模拟基带信号通过模拟电路转换成调制信号的过程。常见的模拟调制方法有振幅调制AM、频率调制FM和相位调制PM。
振幅调制AM通过将原始基带信号改变其振幅大小使其随着时间发生变化从而产生调制信号。频率调制FM通过将原始基带信号改变其频率使其随着时间发生变化从而产生调制信号。相位调制PM通过将原始基带信号改变其相位使其随着时间发生变化从而产生调制信号。数字调制
数字调制
是将数字基带信号通过数字电路转换成调制信号的过程。数字调制主要有两种振幅移移键控ASK、频移键控FSK和相移键控PSK。
振幅移移键控ASK通过将数字基带信号的“0”和“1”对应不同的振幅大小从而实现数字调制。频移键控FSK通过将数字基带信号的“0”和“1”对应不同的频率从而实现数字调制。相移键控PSK通过将数字基带信号的“0”和“1”对应不同的相位角度从而实现数字调制。
三、解调
在接收端需要对接收到的调制信号进行解调将信号转换为原始信息信号。解调需要考虑到信号的噪声、干扰等因素。 直接检波解调Envelope Detection将调制信号经过一个非线性元件如二极管后通过低通滤波器提取出其包络信号从而实现调制信号的解调。 相干解调Coherent Detection在接收端通过参考信号恢复出调制信号的相位信息再通过幅度解调器将调制信号解调为原始基带信号。 频率解调Frequency Discrimination通过频率歧差器Frequency Discriminator对接收信号进行解调主要用于频率调制FM信号的解调。 相位解调Phase Demodulation通过相位比较器Phase Comparator将接收信号和本地振荡器产生的信号进行比较从而得到调制信号的相位信息再通过解相位器将调制信号解调为原始基带信号。
四、信道编码
为了提高无线通信的可靠性和安全性常常采用信道编码技术将信息信号进行编码处理以增强信道的纠错能力和保密性。
信道编码是一种通过添加冗余信息来提高数据传输可靠性的技术。常用的信道编码方式包括以下几种
奇偶校验码Parity Check Code是一种最简单的编码方式只需要在数据中添加一个奇偶位用于检测数据中的错误。循环冗余校验码Cyclic Redundancy CheckCRC是一种常见的校验码可以检测多位比特位的错误用于检测数据传输中的差错。海明码Hamming Code是一种可以纠正单位比特位错误的编码方式具有较高的纠错能力。卷积码Convolutional Code是一种通过滑动窗口进行编码的方式具有较高的纠错能力和较好的码率和延迟特性被广泛应用于移动通信和卫星通信等领域。Turbo码Turbo Code是一种多层迭代的编码方式具有较高的纠错能力和较好的性能表现被广泛应用于无线通信、数字电视等领域。
五、多路复用
在无线通信中每一个用户使用一个无线信道来进行通信如果每个用户都占据一个独立的信道无线信道资源就会很快用完导致通信效率低下。
多路复用技术则可以让多个用户共享同一个信道以达到更高效的利用信道资源的目的。这种技术将信道分割成若干个子信道并在每个子信道中分配给不同的用户使用以实现在同一信道上同时传输多个用户的数据。具体地多路复用技术可以按照时间、频率或码片等方式将信道划分为多个子信道不同用户可以在不同的子信道上进行通信以避免彼此之间的干扰。
常见的多路复用技术有
时分复用TDM将信道按照时间分割成若干个时隙不同用户在不同时隙中传输数据每个用户都占据固定的时隙。频分复用FDM将信道按照频率分割成若干个子信道不同用户在不同的子信道中传输数据每个用户都占据固定的子信道。码分复用CDMA通过使用不同的扩频码将信道分割成若干个码片序列不同用户使用不同的扩频码进行编码和解码从而实现在同一信道上传输数据。
在实际应用中不同的多路复用技术经常会结合使用以达到更好的信道利用效率和数据传输效果。
六、功率控制
为了保证无线通信的可靠性和节约能源需要对无线电波的发射功率进行控制。功率控制需要考虑到信道的损耗、干扰等因素以确定最佳的发射功率。
