《無(wú)線網(wǎng)絡(luò)復(fù)習(xí)》word版-文庫(kù)吧
2024-12-25 20:32 本頁(yè)面
【正文】 6。 多普勒效應(yīng) 多普勒效應(yīng)是為紀(jì)念 Christian Doppler 而命名的。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 λ ，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)/λ ，如果觀察者遠(yuǎn)離波源，則觀察到的波源頻率為 (vc)/λ 。多普勒效應(yīng)不僅僅適用于聲波，它也適用于所有類型的波，包括光波、電磁波。 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)。尤其是高速移動(dòng)寬帶接入網(wǎng)絡(luò) (如 )必須考慮多普勒效應(yīng)。 7。 信號(hào)編碼技術(shù) 1） 數(shù)據(jù)、信號(hào)和傳輸?shù)哪M與數(shù)字之分 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)。數(shù)據(jù) (data)定義為傳達(dá)某種意義或信息的實(shí)體；信號(hào) (signal)是數(shù)據(jù)的電氣或電磁表示；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。 2）模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù) 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。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的值是離散的，例如文本和整數(shù)。 3）模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào) 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 類型的媒體上傳播。如銅線媒體、光纖、無(wú)線空間。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。 4）數(shù)字信號(hào)的優(yōu)缺點(diǎn) 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。缺點(diǎn)：比模擬信號(hào)的衰減要嚴(yán)重 。 4 5）數(shù)據(jù)的信號(hào)表示 （ 1）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。 （ 2）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。 （ 3）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，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)。 （ 4）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)。 6）模擬傳輸和數(shù)字傳輸 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。模擬傳輸 (analog transmission)是傳輸模擬信號(hào)的方法，它不考慮信號(hào)的內(nèi)容。數(shù)字傳輸 (digital transmission)與信號(hào)的內(nèi)容有關(guān) 7） 信號(hào)編碼準(zhǔn)則 對(duì)任一給定的通信任務(wù)來(lái)說(shuō)，選擇一種特定的組合的理由是不 同的，而后 3 種技術(shù)與無(wú)線通信密切相關(guān)，因?yàn)闊o(wú)線傳輸系統(tǒng)主要是采用模擬載波信號(hào)進(jìn)行傳輸。 （ 1）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。 （ 2）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。 （ 3）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。 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。編碼機(jī)制也可以用來(lái)改進(jìn)傳輸性能。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。 8）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)與模擬信號(hào) 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)。電話網(wǎng)并不適用于處理來(lái)自用戶端的數(shù)字信號(hào)。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)⒛M信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。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 (FSK)和相移鍵控 (PSK) 9）模擬數(shù)據(jù)與模擬信號(hào) 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。 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)。 10）模擬數(shù)據(jù)與數(shù)字信號(hào) 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，稱之為數(shù)字化 (digitalization)。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 NRZL(不歸零－電平 )。 (2)可以通過(guò) NRZL 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)。 . 8。 擴(kuò)頻技術(shù) 基本思想是 ：將攜帶信息的信號(hào)擴(kuò)展到較寬的帶寬中，以加大干擾和竊聽(tīng)的難度。 第一種擴(kuò)頻技術(shù)稱為跳頻 (frequency hopping)，更新的一種技術(shù)是直接序列 (direct sequence)。 1）跳頻擴(kuò)頻 在跳頻擴(kuò)頻 (frequency hopping spread spectrum， FHSS)中，信號(hào)用看似隨機(jī)的無(wú)線電頻率序列進(jìn)行廣播，并在固定間隔里從一個(gè)頻率跳到另一個(gè)頻率。而接收器 在接收消息時(shí)，也和發(fā)送器同步地從一個(gè)頻率跳到另一個(gè)頻率。 2）直接序列擴(kuò)頻 直接序列擴(kuò)頻 (direct sequence spread spectrum， DSSS)，原始信號(hào)中的每一個(gè)位在傳輸信號(hào)中以多個(gè)位表示，此技術(shù)使用了擴(kuò)展編碼 (spreading code)。 5 這種擴(kuò)展編碼將信號(hào)擴(kuò)展到更寬的頻帶范圍上，而這個(gè)頻帶范圍與使用的位數(shù)成正比。因此，一個(gè) 10 位的擴(kuò)展編碼能夠在一個(gè)頻帶上將信號(hào)擴(kuò)展至比 1 位擴(kuò)展編碼大 10 倍的帶寬。碼分多址 (Code Division Multiple Access， CDMA)是一種基于 DSSS 的具有擴(kuò)頻功能的多路技術(shù)。 9。 差錯(cuò)控制技術(shù) 無(wú)論傳輸系統(tǒng)如何設(shè)計(jì)，差錯(cuò)總會(huì)存在，它可能會(huì)導(dǎo)致傳輸?shù)膸杏幸粋€(gè)或多個(gè)位被改變，對(duì)于無(wú)線傳輸系統(tǒng)更是如此，為了保障可靠的數(shù)據(jù)傳輸，必須進(jìn)行差錯(cuò)控制。通常的差錯(cuò)控制技術(shù)包括：
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