无线网络技术 第2章 课件.ppt

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1、第2章无线通信基础本章主要包括以下内容:2.1数据通信的基本模型2.2数据通信的基础计算2.3数据传输损耗2.4抽样定理2.5脉冲编码调制PCM2.6傅立叶变换和傅立叶分析2.7多路复用技术2.1数据通信的基本模型实现信息传递所需的一切技术设备和传输媒质的总和称为通信系统。信源的作用是把待传输的消息转换成原始电信号。信源输出的信号称为基带信号。根据原始电信号的特征，基带信号可分为数字基带信号和模拟基带信号，相应地，信源也分为数字信源和模拟信源。信道是指信号传输的通道，可以是有线的，也可以是无线的，甚至还可以包含某些设备。信宿是将

2、复原的原始电信号转换成相应的消息。2.1.1模拟通信系统把信道中传输模拟信号的系统称为模拟通信系统。如图2-2所示。这里，一般通信系统模型中的发送设备和接收设备分别为调制器、解调器所代替。图2-2模拟通信系统模型对于模拟通信系统，它主要包含两种重要变换。一是把连续消息变换成电信号和把电信号恢复成最初的连续消息。由信源输出的电信号由于它具有频率较低的频谱分量，一般不能直接作为传输信号而送到信道中去。因此，模拟通信系统里常有第二种变换，即将基带信号转换成其适合信道传输的信号，这一变换由调制器完成；在收端同样需经相反的变换，它由解调器

3、完成。经过调制后的信号通常称为已调信号。已调信号有三个基本特性：一是携带有消息，二是适合在信道中传输，三是频谱具有带通形式，且中心频率远离零频。2.1.2数字通信系统1.数字频带传输通信系统数字通信的基本特征是，它的消息或信号具有“离散”或“数字”的特性，从而使数字通信具有如下的几点问题。（1）数字信号传输时，信道噪声或干扰所造成的差错。。（2）当需要实现保密通信时，可对数字基带信号进行人为“扰乱”（加密），此时在收端就必须进行解密。（3）由于数字通信传输的是一个接一个按一定节拍传送的数字信号，因而接收端必须有一个与发端相同的节

4、拍，否则，就会因收发步调不一致而造成混乱。（4）为了表述消息内容，基带信号都是按消息特征进行编组的，于是，在收发之间一组组的编码的规律也必须一致，否则接收时消息的真正内容将无法恢复。2.数字基带传输通信系统与频带传输系统相对应，把没有调制器/解调器的数字通信系统称为数字基带传输通信系统，如图2-4所示。图2-4数字基带通信系统3.模拟信号数字化传输通信系统上面论述的数字通信系统中，信源输出的信号均为数字基带信号。实现模拟信号数字化传输的系统如图2-5所示。图2-5模拟信号数字化传输的系统2.2数据通信的基础计算2.2.1数据传输

5、速率传输速率是指在单位时间内传输信息的量，它是评价通信速度的重要指标。1.码元传输速率码元传输速率简称传码率，它表示单位时间内信道上实际传输码元的个数，单位是波特，常用符号“B’来表示。公式（2-1）列出了传码率的计算。其中T是周期，即传送单位调制信号波所用时间，单位是s。数据信号速率信息传输速率简称传信率，它表示单位时间（每秒）内传输实际信息的比特数，单位为比特／秒，记为bit/s、b/s、bps。若进行串行方式进行数据传输时，则数据信号速率可定义如公式（2-2）：其中，RB为波特率，M为调制信号波的状态数，T为单位调制信号波

6、的时间长度。数据信号速率所谓数据传输速率是指在单位时间内数据的输送量，其单位可以是比特、字符等。波特率指的是单位时间内载波调制状态改变的次数，其单位为波特。波特率B与比特率C的关系用公式表示为：C=Blog2M或C=BL（M表示为信号的状态个数，L表示传输所需要的二进制位数）比特率指的是数字信号的传输速率，它用单位时间内传输的二进制代码的有效位数来表示，其单位用比特每秒表示。2.2.2信噪比信号在传输过程中不可避免地要受到噪声的影响，信噪比是用来描述在此过程中信号受噪声影响程度的量，信噪比通常是指某一点上的信号功率与噪声功率之比

7、，用公式（2-3）表示信噪比：2.2.3香农定理香农定理指的是当信号与信道加性高斯白噪声的平均功率给定时，在具有一定频率宽度B的信道上，香农定理可用公式（2-5）表示由公式（2-4）可以推导出公式（2-6）把公式（2-6）带入公式（2-5）可得到香农的公式的另外一种表达式，如公式（2-7）所表示。2.3数据传输损耗在计算机通信技术飞速发展的今天，各种数据传输系统在性能等诸多方面得到了不断完善。然而在任何传输系统的信号传输过程中一定会出现传输损耗,因为对于各种传输系统接收端得到的信号不可能与发送端传送出的信号完全一致。这些损耗会随

8、机地引起模拟信号的改变，或使数字信号出现差错。2.3.1衰损信号在传输中将会有部分能量转化为热能或者被传输介质吸收，从而造成信号强度不断减弱，这就是衰损。如图2-6显示的是信号强度和距离之间的关系。图2-6信号强度与传输距离2.3.2失真信号不同频率的分量在传输