第2章 無(wú)線傳輸技術(shù)基礎(chǔ)

1、第2章 無(wú)線傳輸技術(shù)基礎(chǔ)內(nèi)容提要21 無(wú)線傳輸媒體22 天線23 傳播方式24 直線傳輸系統(tǒng)中的損傷25 移動(dòng)環(huán)境中的衰退26 多普勒效應(yīng)27 信號(hào)編碼技術(shù)28 擴(kuò)頻技術(shù)29 差錯(cuò)控制技術(shù)21 無(wú)線傳輸媒體 v傳輸媒體（transmission medium）是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中發(fā)送器和接收器之間的物理路徑。v傳輸媒體可分為導(dǎo)向的(guided)和非導(dǎo)向的(unguided)兩類(lèi)。對(duì)導(dǎo)向媒體而言，電磁波被引導(dǎo)沿某一固定媒體前進(jìn)，例如雙絞線、同軸電纜和光纖。非導(dǎo)向媒體的例子是大氣和外層空間，它們提供了傳輸電磁波信號(hào)的手段，但不引導(dǎo)它們的傳播方向，這種傳輸形式通常稱(chēng)為無(wú)線傳播(wireless tra

2、nsmission) v數(shù)據(jù)傳輸特性和質(zhì)量取決于傳輸媒體的性質(zhì)和傳輸信號(hào)的特性。v導(dǎo)向媒體：取決于媒體性質(zhì)v非導(dǎo)向媒體：更多取決于傳輸信號(hào)的特性（低頻全向、高頻有向波束）發(fā)送和接收都通過(guò)天線實(shí)現(xiàn)定向傳輸發(fā)射和接收天線必須校準(zhǔn)非定向傳輸沿所有方向傳播，能被多數(shù)天線接收電信用的電磁波頻譜 感興趣的3個(gè)頻段v微波：1GHz100GHz，可實(shí)現(xiàn)高方向性的波束，而且非常適用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸，也可用于衛(wèi)星通信。v無(wú)線電廣播頻段：30MHz1GHz，適用于全向應(yīng)用。v紅外線頻譜段：31011Hz21014Hz，適于本地應(yīng)用，在有限的區(qū)域(如一個(gè)房間)內(nèi)對(duì)于局部的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)及多點(diǎn)應(yīng)用非常有用。 211 地面微波 v

3、使用“碟形”天線聚波成束，安裝在高處v地面微波系統(tǒng)主要用于長(zhǎng)途電信服務(wù)，可代替同軸電纜和光纖，通過(guò)地面接力站（微波中繼塔臺(tái)）中繼。 v短距離應(yīng)用：用于建筑物之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)線路（閉路電視、無(wú)線局域網(wǎng)）。 v中段距離應(yīng)用：常用于語(yǔ)音和電視傳播v等距離時(shí)，微波比雙絞線需要的中繼器、放大器更少v微波占用了電磁波頻譜的很大一部分，常見(jiàn)的用于傳輸?shù)念l率范圍為2GHz40GHz。頻率越高，可能的帶寬就越寬，因此可能的數(shù)據(jù)傳輸速率也就越高。 典型的數(shù)字微波性能 波段波段/GHz帶寬帶寬/MHz數(shù)據(jù)率數(shù)據(jù)率/Mb/s271263090114013518220274地面微波（續(xù)1）v微波傳輸?shù)闹饕獡p耗來(lái)源于衰減。v

4、微波(以及無(wú)線電廣播頻段)的損耗公式v微波的損耗隨距離的平方而變化 ，雙絞線和同軸電纜則隨距離呈指數(shù)變化，因此微波中繼器可放在較遠(yuǎn)的地方，一般為10km100kmv損傷的另一個(gè)原因是干擾，隨著微波應(yīng)用的不斷增多，傳輸區(qū)域重疊，干擾始終是一個(gè)威脅。因此，頻帶的分配需要嚴(yán)格控制。 dL42lg10地面微波（續(xù)2）v長(zhǎng)途電信頻段：46GHz，由于擁擠，開(kāi)始使用11GHz頻段，12GHz頻段用作有線電視。v頻率越高衰減越大，較高的微波頻率對(duì)長(zhǎng)途傳輸沒(méi)有什么用處，但卻非常適用于近距離傳輸。v頻率越高，使用的天線就越小、越便宜。 212 衛(wèi)星微波衛(wèi)星微波v通信衛(wèi)星實(shí)際上一個(gè)微波接力站，用于將兩個(gè)或多個(gè)稱(chēng)為

5、地球站或地面站的地面微波發(fā)送器/接收器連接起來(lái)。v衛(wèi)星使用上下行兩個(gè)頻段：接收一個(gè)頻段(上行)上的傳輸信號(hào)，放大或再生信號(hào)后，再在另一個(gè)頻段(下行)上將其發(fā)送出去。v軌道衛(wèi)星可工作在多個(gè)頻段上，這些頻段稱(chēng)為轉(zhuǎn)發(fā)器信道（transponder channel） v衛(wèi)星主要應(yīng)用：電視廣播、長(zhǎng)途電話傳輸和個(gè)人用商業(yè)網(wǎng)絡(luò) 衛(wèi)星微波（續(xù)）衛(wèi)星微波（續(xù)）v電視廣播：利用通信衛(wèi)星的廣播特性。覆蓋范圍廣費(fèi)用不斷降低，接收天線尺寸不斷縮小v電話網(wǎng)絡(luò)：利用通信衛(wèi)星傳輸數(shù)據(jù)量大，范圍廣的特性。適用與使用率高的國(guó)際干線v商業(yè)數(shù)據(jù)應(yīng)用：利用通信衛(wèi)星的多信道價(jià)格昂貴通信量大v衛(wèi)星傳輸?shù)淖罴杨l率范圍為1GHz10GHz。低

6、于1G，存在自然噪聲和電子設(shè)備干擾，高于10G，衰減嚴(yán)重。上行頻帶為5.9256.425GHz，下行頻帶為3.74.2GHz，統(tǒng)稱(chēng)為4/6G頻段1G10GHz最佳頻段已飽和，干擾嚴(yán)重，因此新的12/14GHz,20/30GHz頻段逐步的到利用，衰減更加嚴(yán)重，但帶寬更大，接收器更小，更便宜。v特點(diǎn)衛(wèi)星通信距離遠(yuǎn)，一個(gè)地面站發(fā)送到另一個(gè)地面站接收，約有1/4s傳播延遲。在差控和流控方面，也帶來(lái)一系列問(wèn)題。衛(wèi)星微波是廣播設(shè)施，許多站點(diǎn)可以向衛(wèi)星發(fā)送信息，同時(shí)從衛(wèi)星上傳送下來(lái)的信息也會(huì)被眾多站點(diǎn)接收。 213 廣播無(wú)線電波廣播無(wú)線電波 v廣播無(wú)線電波是全向性的，不要求使用碟形天線，天線也無(wú)須嚴(yán)格地安裝

7、到一個(gè)精確地校準(zhǔn)位置上。v無(wú)線電波(Radio) 是籠統(tǒng)術(shù)語(yǔ)，頻率范圍為3KHz300GHz。v非正式術(shù)語(yǔ)廣播無(wú)線電波(broadcast radio) 包括調(diào)頻無(wú)線電頻段（FM）和VHF、UHF，電視頻段：30MHz1GHz。v不同于低頻電磁波，無(wú)線顛簸高于30MHz可透過(guò)大氣電離層，因此相距很遠(yuǎn)的發(fā)送器不會(huì)受大氣反射而互相干擾。v也不同于高頻微波，受下雨衰減小。v廣播無(wú)線電波損傷的一個(gè)主要來(lái)源是由于物體反射形成的多路徑干擾。 214 紅外線紅外線 v紅外線傳輸不能超過(guò)視線范圍，距離短v紅外線傳輸無(wú)法穿透墻體。微波系統(tǒng)中遇到的安全性和干擾問(wèn)題在紅外線傳輸中都不存在。v紅外線不需要頻率分配許可

8、。215 光波 v頻率更高的光波，主要指非導(dǎo)向光波，而非用于光纖的導(dǎo)向光波。v提供非常高的帶寬，成本也很低，相對(duì)容易安裝，而且與微波不同，不要求FCC許可。v激光的強(qiáng)度(非常窄的一束光)是它的弱點(diǎn)，不易瞄準(zhǔn)。v激光束不能穿透雨或者濃霧，白天太陽(yáng)的熱量是氣流上升也會(huì)激光束產(chǎn)生偏差。 22 天線天線v 天線是實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸最基本的設(shè)備。天線可看作一條電子導(dǎo)線或?qū)Ь€系統(tǒng)，該導(dǎo)線系統(tǒng)或用于將電磁能輻射到太空或用于將太空中的電磁能收集起來(lái)。 v電磁能和電能相互轉(zhuǎn)化v雙向通信中，同一天線既可用于發(fā)送也可用于接收手機(jī)天線八木定向天線玻璃鋼全向天線拋物面天線221 輻射模式輻射模式 一個(gè)天線輻射出去的功率是全方

9、位的，然而并非在所有方向上輻射出的功率都是相等的。 描述天線性能特性的常用方法是輻射模式，它是作為空間協(xié)同函數(shù)的天線的輻射屬性的圖形化表示。 理想的輻射模式 v向量長(zhǎng)度決定功率強(qiáng)度222 天線類(lèi)型天線類(lèi)型v偶級(jí)天線半波偶極天線（赫茲天線）：由等長(zhǎng)度兩個(gè)同一直線上的導(dǎo)線組成，由一個(gè)小的供電間隙分開(kāi)。v在一個(gè)維上具有全向輻射模式，另兩個(gè)維具有8字形輻射模式v可通過(guò)復(fù)雜天線配置產(chǎn)生有向光束波垂直天線（馬可尼天線）v拋物反射天線：常見(jiàn)于汽車(chē)無(wú)線電，便攜無(wú)線電簡(jiǎn)單（偶級(jí)）天線 偶級(jí)天線散射模式 拋物線反射天線 v常用于地面微波和衛(wèi)星223 天線增益 v天線增益(antenna gain)是天線定向性的度

10、量。功率總量固定的情況下，與由理論的全向天線(各向同性天線)在各個(gè)方向所產(chǎn)生的輸出相比，天線增益定義為在一特定方向上的功率輸出。增加一個(gè)方向的輻射需要降低其他方向的輻射。天線增益的目的不是增加輸出功率，是為了定向性v天線的有效面積與天線尺寸和形狀相關(guān) v天線增益與有效面積的關(guān)系： cAfAeeG2224423 傳播方式傳播方式v由天線輻射出去的信號(hào)以三種方式傳播：地波(ground wave)：地波傳播或多或少要沿著地球的輪廓前行，且可傳播相當(dāng)遠(yuǎn)的距離，較好地跨越可視 的地平線 天波(sky wave)：天波信號(hào)可以通過(guò)多個(gè)跳躍，在電離層和地球表面之間前后反彈地穿行 直線LOS(line of

11、 sight) ：當(dāng)要傳播的信號(hào)頻率在30MHz以上時(shí)，天波與地波的傳播方式均無(wú)法工作，通信必須用直線方式。頻帶頻率范圍傳播特性典型應(yīng)用ELF（極低頻）30300Hz地波某些家庭控制系統(tǒng)VF（音頻）3003000地波電話中的模擬用戶線路VLF（甚低頻）LF（低頻）3k300K地波長(zhǎng)距離導(dǎo)航，航海通信MF（中頻）300k3M地波海事無(wú)線電、定向查找HF（高頻）3M30M天波無(wú)線電業(yè)余愛(ài)好者；軍事通信；長(zhǎng)距離飛機(jī)和輪船通信VHF（高頻）30M300M 直線VHF電視;調(diào)頻廣播;飛機(jī)導(dǎo)航UHF（特高頻） 300M3G直線UHF電視；蜂窩電話；雷達(dá)SHF（超高頻） 3G30G直線衛(wèi)星通信；雷達(dá)；陸地微

12、波鏈路EHF30G300G直線處于實(shí)驗(yàn)當(dāng)中紅外線、可見(jiàn)光300G900T直線紅外局域網(wǎng)、光通信無(wú)線傳播類(lèi)型24 直線傳輸系統(tǒng)中的損傷直線傳輸系統(tǒng)中的損傷v模擬信號(hào)帶來(lái)信號(hào)質(zhì)量降低，數(shù)字信號(hào)帶來(lái)位差錯(cuò)v衰減和衰減失真(attenuation and attenuation distortion)信號(hào)強(qiáng)度隨著跨越媒體的距離而降低v接收的信號(hào)必須有足夠強(qiáng)度，使電子線路能夠檢測(cè)解釋信號(hào)v與噪聲相比，信號(hào)必須維持足夠高的水平v高頻下的衰減更為嚴(yán)重v自由空間損耗(free space loss)信號(hào)隨距離發(fā)散，離天線越遠(yuǎn)，接收信號(hào)功率越低隨著頻率增加，自由空間的損耗也增加可通過(guò)天線增益進(jìn)行損耗補(bǔ)償v噪聲(

13、noise)傳輸端和接收端之間插入的人們不希望有的額外信號(hào)v熱噪聲（電子熱攪動(dòng)產(chǎn)生，是溫度的函數(shù)，無(wú)法消除）v互調(diào)噪聲（不同頻率信號(hào)共享傳輸媒介時(shí)）v串?dāng)_（微波天線接收了并不想要的信號(hào)）v脈沖噪聲（由不規(guī)則的脈沖或短期的噪聲尖峰組成，對(duì)模擬數(shù)據(jù)影響不大，是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的主要錯(cuò)誤源）v大氣吸收(atmospheric absorption)：水、氧氣v多徑(multi path)在固定天線之間可較好控制多徑在移動(dòng)電話通信中，多徑影響極為重要v折射(refraction) 25 移動(dòng)環(huán)境中的衰退移動(dòng)環(huán)境中的衰退 通信系統(tǒng)所面臨的最具挑戰(zhàn)性的技術(shù)問(wèn)題是移動(dòng)環(huán)境中的衰退現(xiàn)象。在移動(dòng)環(huán)境中，兩個(gè)天線中的一個(gè)

14、相對(duì)于另一個(gè)在移動(dòng)，各種障礙物的相對(duì)位置會(huì)隨時(shí)間而改變，由此會(huì)產(chǎn)生比較復(fù)雜的傳輸結(jié)果。產(chǎn)生多徑傳播的三種機(jī)制：反射(R)、散射(S)和衍射(D) 存在隨時(shí)間變化的多徑脈沖中的兩個(gè)脈沖 衰退類(lèi)型 v移動(dòng)環(huán)境中的衰退效果可以分為快速或慢速在移動(dòng)通信傳播環(huán)境中，電波在傳播路徑上遇到起伏的山丘、建筑物、樹(shù)林等障礙物阻擋，形成電波的陰影區(qū)，就會(huì)造成信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)中值的緩慢變化，引起衰落。通常把這種現(xiàn)象稱(chēng)為陰影效應(yīng) 移動(dòng)臺(tái)附近的散射體（地形，地物和移動(dòng)體等）引起的多徑傳播信號(hào)在接收點(diǎn)相疊加，造成接收信號(hào)快速起伏的現(xiàn)象叫快衰落 v衰退效果也可以分為平面的或選擇性的。平面衰退(flat fading)或稱(chēng)非選擇性的

15、衰退，接收到的信號(hào)的所有頻率成分同時(shí)按相同的比例波動(dòng)。選擇性衰退(selective fading)無(wú)線電信號(hào)的不同光譜成分的影響是不相等的。差錯(cuò)補(bǔ)償機(jī)制 1前向糾錯(cuò)接收器使用數(shù)字傳輸過(guò)程中的信息來(lái)糾正位差錯(cuò)的處理過(guò)程后向糾錯(cuò)：接收端僅檢查差錯(cuò)，向發(fā)送端請(qǐng)求重傳。不適合無(wú)線應(yīng)用。（如衛(wèi)星通信存在高時(shí)延，移動(dòng)通信存在高差錯(cuò)率）2自適應(yīng)均衡碼間干擾被認(rèn)為是在移動(dòng)無(wú)線通信信道中傳輸高速率數(shù)據(jù)時(shí)的主要障礙。為了克服ISI引起的失真,在一個(gè)通信系統(tǒng)中常常使用稱(chēng)之為信道均衡的信號(hào)處理技術(shù)。均衡器的目的通過(guò)使用濾波器或其它技術(shù)來(lái)重建原始信號(hào),去掉ISI的影響,從而提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。在?shí)際的數(shù)字傳輸系統(tǒng)中

16、,使設(shè)計(jì)的均衡器能高速跟蹤不斷時(shí)變的信道，稱(chēng)之為自適應(yīng)均衡。 3分集技術(shù)：在發(fā)送端和接收端之間提供多個(gè)邏輯信道，并跨每一信道發(fā)送信號(hào)的一部分補(bǔ)償差錯(cuò)的影響?？臻g分集：多個(gè)天線構(gòu)成多條物理傳輸路徑時(shí)間分集：多個(gè)用戶使用時(shí)隙共享相同的物理信道頻率分集：擴(kuò)頻通信26 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)v多普勒效應(yīng)是為紀(jì)念Christian Doppler而命名的。v多普勒效應(yīng)指出，波在波源移向觀察者時(shí)頻率變高，而在波源遠(yuǎn)離觀察者時(shí)頻率變低。當(dāng)觀察者移動(dòng)時(shí)也能得到同樣的結(jié)論。假設(shè)原有波源的波長(zhǎng)為，波速為c，觀察者移動(dòng)速度為v，當(dāng)觀察者走近波源時(shí)觀察到的波源頻率為(v+c)/，如果觀察者遠(yuǎn)離波源，則觀察到的波源頻率為

17、(v-c)/。 多普勒效應(yīng)（續(xù)）多普勒效應(yīng)（續(xù)）v多普勒效應(yīng)不僅僅適用于聲波，它也適用于所有類(lèi)型的波，包括光波、電磁波。 v在無(wú)線移動(dòng)通信中，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)移向基站時(shí)，頻率變高，遠(yuǎn)離基站時(shí)，頻率變低，所以在移動(dòng)通信中要充分考慮多普勒效應(yīng)。v尤其是高速移動(dòng)寬帶接入網(wǎng)絡(luò)(如IEEE802.20)必須考慮多普勒效應(yīng)。 27 信號(hào)編碼技術(shù)信號(hào)編碼技術(shù)2.7.1 數(shù)據(jù)、信號(hào)和傳輸?shù)哪M與數(shù)字之分v模擬(analog)和數(shù)字(digital)大致分別與連續(xù)(continuous)和離散(discrete)相對(duì)應(yīng) 。數(shù)據(jù)、信號(hào)和傳輸經(jīng)常使用這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)。v數(shù)據(jù)(data)定義為傳達(dá)某種意義或信息的實(shí)體v信號(hào)(sig

18、nal)是數(shù)據(jù)的電氣或電磁表示 v傳輸(transmission)是通過(guò)信號(hào)的傳播和處理進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的過(guò)程模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)v模擬數(shù)據(jù)在一段時(shí)間內(nèi)具有連續(xù)的值，例如，聲音和視頻是連續(xù)變化的強(qiáng)度樣本。v數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的值是離散的，例如文本和整數(shù)。 模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)v數(shù)據(jù)以電磁信號(hào)的方式從一點(diǎn)傳播至另一點(diǎn)v模擬信號(hào)(analog signal)就是一個(gè)連續(xù)變化的電磁波，根據(jù)它的頻率可以在多種類(lèi)型的媒體上傳播。如銅線媒體、光纖、無(wú)線空間v數(shù)字信號(hào)(digital signal)是一個(gè)電壓脈沖序列，這些電壓脈沖可以在銅線媒體上傳輸，不適宜直接在無(wú)線媒介中傳播。 數(shù)字信號(hào)

19、的優(yōu)缺點(diǎn) v優(yōu)點(diǎn)：通常比使用模擬信號(hào)便宜，且較少受噪聲的干擾。v缺點(diǎn)：比模擬信號(hào)的衰減要嚴(yán)重 模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào) 數(shù)據(jù)的信號(hào)表示v數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，數(shù)字信號(hào)：比起將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼為模擬信號(hào)的設(shè)備來(lái)，將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼為數(shù)字信號(hào)的設(shè)備不那么復(fù)雜且不昂貴。v模擬數(shù)據(jù)，數(shù)字信號(hào)：將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式允許對(duì)模擬數(shù)據(jù)使用現(xiàn)代數(shù)字傳輸和交換設(shè)備。v數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，模擬信號(hào)：以載波頻率為中心轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)（有些傳輸媒體，例如光纖和衛(wèi)星只傳輸模擬信號(hào)）。v模擬數(shù)據(jù)，模擬信號(hào)：模擬數(shù)據(jù)很容易被轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)（300Hz3400Hz的語(yǔ)音電話）。 數(shù)據(jù)和信號(hào)模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)模擬數(shù)據(jù)(1)信號(hào)占據(jù)跟模擬數(shù)據(jù)相同

20、的頻譜；(2)模擬數(shù)據(jù)被編碼以占據(jù)不同的頻譜段。使用編解碼器對(duì)模擬數(shù)據(jù)編碼以產(chǎn)生數(shù)字位流。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通過(guò)調(diào)制解調(diào)器編碼以產(chǎn)生模擬信號(hào)。(1)信號(hào)由兩個(gè)電壓電平組成以代表兩個(gè)二進(jìn)制的值：(2)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被編碼以產(chǎn)生具有所要求的屬性的數(shù)字信號(hào)。模擬傳輸和數(shù)字傳輸模擬傳輸和數(shù)字傳輸 v模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)都可以在適宜的傳輸媒體上傳輸，處理這些信號(hào)的方法是傳輸系統(tǒng)的功能v模擬傳輸(analog transmission)是傳輸模擬信號(hào)的方法，可以傳輸模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，可使用放大器增加傳輸距離，但放大器級(jí)聯(lián)會(huì)增加信號(hào)失真，其中數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的失真會(huì)無(wú)法容忍。v數(shù)字傳輸(digital transmissi

21、on) 與信號(hào)的內(nèi)容有關(guān) ，可使用中繼器增加傳輸距離，可克服衰減。v模擬信號(hào)攜帶數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，可利用重傳設(shè)備恢復(fù)信號(hào)，避免噪聲積累。信號(hào)的處理 模擬傳輸 數(shù)字傳輸模擬信號(hào) 通過(guò)放大器來(lái)傳播。不論信號(hào)是用來(lái)表示 模擬數(shù)據(jù)還是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，處理方式相同。假設(shè)模擬信號(hào)表示的是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。信號(hào)通過(guò)中繼器傳播。在每個(gè)中繼器上，從入口信號(hào)恢復(fù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并用它來(lái)生成一個(gè)新的外出模擬信號(hào)。數(shù)字信號(hào) 不使用。數(shù)字信號(hào)表示的是1和0的位流，它代表了數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，或者是經(jīng)過(guò)編碼的模擬數(shù)據(jù)。信號(hào)通過(guò)中繼器傳播。在每個(gè)中繼器上，從入口信號(hào)恢復(fù)1和0的位流，并用它來(lái)生成一個(gè)新的外出數(shù)字信號(hào)。272 信號(hào)編碼準(zhǔn)則信號(hào)編碼準(zhǔn)則v無(wú)線傳輸系

22、統(tǒng)主要是采用模擬載波信號(hào)進(jìn)行傳輸。數(shù)字到模擬：數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和數(shù)字信號(hào)必須轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)進(jìn)行無(wú)線傳輸。模擬到模擬：基帶模擬信號(hào)，諸如話音或視頻，通常都必須調(diào)制到高頻的載波上進(jìn)行傳輸。 模擬到數(shù)字：先于傳輸之前，通常將話音數(shù)字化后再在導(dǎo)向的或非導(dǎo)向的媒體上傳輸，這樣可以改進(jìn)傳輸質(zhì)量并可利用TDM方式。對(duì)于無(wú)線傳輸來(lái)說(shuō)，結(jié)果得到的數(shù)字信號(hào)必須調(diào)制到一個(gè)模擬載波上。 數(shù)據(jù)傳輸術(shù)語(yǔ) 術(shù)術(shù) 語(yǔ)語(yǔ) 單單 位位 定定 義義數(shù)據(jù)元素位一個(gè)單個(gè)的二進(jìn)制1或0數(shù)據(jù)率位/秒(b/s)數(shù)據(jù)元素傳輸?shù)乃俾市盘?hào)元素?cái)?shù)字：一個(gè)固定振幅的電壓脈沖模擬：一個(gè)具有固定頻率、相位和振幅的脈沖在一個(gè)信號(hào)傳輸?shù)拇a中占據(jù)最小間隔的那部分信號(hào)

23、信號(hào)傳輸速率或調(diào)制速率信號(hào)元素/秒(baud)信號(hào)元素傳輸?shù)乃俾市盘?hào)編碼準(zhǔn)則（續(xù)）信號(hào)編碼準(zhǔn)則（續(xù)）v決定接收器能夠成功解釋所收到信號(hào)的因素主要有：信噪比、數(shù)據(jù)率和帶寬。v編碼機(jī)制是一種簡(jiǎn)單的從數(shù)據(jù)位到信號(hào)元素的映射關(guān)系。v編碼機(jī)制也可以用來(lái)改進(jìn)傳輸性能2.7.3 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)與模擬信號(hào)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)與模擬信號(hào)v最常用的應(yīng)用是通過(guò)公用電話網(wǎng)傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。v電話網(wǎng)并不適用于處理來(lái)自用戶端的數(shù)字信號(hào)。v數(shù)字設(shè)備通過(guò)調(diào)制解調(diào)器與網(wǎng)絡(luò)相連，調(diào)制解調(diào)器將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，或?qū)⒛M信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。v調(diào)制技術(shù)涉及對(duì)載波信號(hào)的3個(gè)特性(振幅、頻率和相位)中的一個(gè)或多個(gè)特性的操作:幅移鍵控(ASK)、頻移鍵控(

24、FSK)和相移鍵控(PSK) 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)制為模擬信號(hào) 2.7.4 模擬數(shù)據(jù)與模擬信號(hào)模擬數(shù)據(jù)與模擬信號(hào)v調(diào)制：將輸入信號(hào)與載波信號(hào)合成以生成新信號(hào)的過(guò)程，新信號(hào)以載波信號(hào)為中心。v當(dāng)數(shù)據(jù)已經(jīng)是模擬形式時(shí)，調(diào)制的主要原因有兩個(gè)：(1)為了實(shí)現(xiàn)有效的傳輸，可能需要較高的頻率。對(duì)于無(wú)導(dǎo)向傳輸，實(shí)際上是不可能直接傳輸基帶信號(hào)的,需要使用的天線直徑為幾千米。(2)調(diào)制允許使用頻分復(fù)用技術(shù)，可以提高信道的利用率。v模擬數(shù)據(jù)的調(diào)制技術(shù)：調(diào)幅(AM)、調(diào)頻(FM)和調(diào)相(PM)。 2.7.5 模擬數(shù)據(jù)與數(shù)字信號(hào)模擬數(shù)據(jù)與數(shù)字信號(hào)v準(zhǔn)確的說(shuō)法是把模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的過(guò)程，稱(chēng)之為數(shù)字化(digitalization)。v一旦模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)后，就可以進(jìn)行很多的工作:(1)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以使用NRZ-L(不歸零電平)。(2)可以通過(guò)NRZ-L以外的其他編碼技術(shù)將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)變成數(shù)字信號(hào)。(3)通過(guò)調(diào)制技術(shù)，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)也可以轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。模擬數(shù)據(jù)數(shù)字化 2.8