學習大話通信 信號調製

*** 疑問一 什麼是信號調製?

所謂調製就是頻譜 頻譜_百度百科 搬移的過程,頻譜就是頻率普密度,,打個比方,在GSM系統中,人說話的頻率是200~ 3400HZ ,我們將頻率搬到900MHZ 上,這就是調製

*** 疑問二 問什麼要搬到 900MHZ?

1.為了和信道匹配,無線信道就是大氣層,在大氣層傳輸 信號衰減很快,傳不遠,我們說話其實遠了別人就聽不清了。

2. 電磁波頻率必須和天線匹配,天線一般是電磁波的1/4的波長,所以高頻率的天線更短

波長=(電磁波傳輸的速度)/頻率

3.高頻段 更容易採用頻分復用

***疑問三 如何將一串bit流表示成電磁波

「011101001000110」 一串bit流 ,電磁信號用 正弦波來表示,正弦波 有三個參數 幅度 頻率 相位 ,所以有三種調製技術

  1. 幅移鍵控 (ASK)
  2. 頻移鍵控 (FSK)
  3. 相移鍵控 (PSK)

分別表示的波形圖 如下:

介紹 幅移鍵控

用幅度來表示 0 1 ,信號表達式如下:

缺點:容易受到突發脈衝的干擾

介紹頻移鍵控

用 載波的頻率高 表示1 載波頻率低 表示 0 ,信號表達式如下:

GSM 採用的頻移鍵控 MSK 就是FSK 的一種,最常見的就是2FSK 二進位頻移鍵控,用載波頻率附近的兩個不同頻率表示兩個二進位

2FSK 的抗干擾能力比ASK 強

介紹相移鍵控

通過載波信號的相位偏移來表示,用的最多就是兩相相移鍵控 (BPSK),他使用兩個相差180度的相位表示二進位數,信號表示如下:

以上公式對照波形圖 就能理解。

這些大學裡我學過,也好理解。看來我需要買幾本大學的書來複習了,目前看來不需要,後面遇到再細細研究。

這裡有個基本概念 信道和信道容量

信道上有信號還有雜訊,信道上可以被傳輸的最大速率被稱為信道容量,涉及到兩個參數

  1. 數據率 數據能夠進行通信的速率 bit/s
  2. 帶寬 傳輸信號所佔用的帶寬,Hz表示

一個頻道的中心頻率是890.2MHz,頻率範圍是 left[ 890.1MHz,890.3MHz 
ight] 共200kHz是真正的帶寬,指的是頻帶寬度 ,頻譜寬度 在這個頻帶上,如果傳送TCH語音信號,調製速率是33.8kbit/s 這就是GSM的傳輸數據率 小於信道容量

200kHz 貸款能承載最高數據率是多少,根據信噪比計算出來

3. 雜訊:一般指通信線路上的平均雜訊電平

4. 誤碼率 差錯發生率

如果是無雜訊的完美信道 奈奎斯特帶寬, 帶寬為B 那麼可被傳輸的最大信號速率就是2B

有雜訊的真實信道 香農容量

因為有雜訊,所以需要用信噪比 SNR 衡量信號功率對雜訊功率的強度 S/N

於是有了香農定理

C = Blbleft( 1+frac{S}{N} 
ight)

用來推理計算信道容量

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