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目錄
一、信號(hào)傳輸
二、調(diào)制
模擬調(diào)制
數(shù)字調(diào)制
三、解調(diào)
四、信道編碼
五、多路復(fù)用
六、功率控制
無線通信是指利用無線電波或光波等電磁波進(jìn)行信息傳遞的通信方式，它與有線通信相比，具有覆蓋范圍廣、移動(dòng)自由等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為現(xiàn)代通信領(lǐng)域的重要技術(shù)之一。以下是無線通信的基本原理：
例如，你想給你的朋友發(fā)送一段語音信息，但是你們距離比較遠(yuǎn)，不能面對(duì)面交流，這時(shí)候就需要：
- 模擬信號(hào)采樣：模擬量→數(shù)字量，將語音信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)（電信號(hào)=原始基帶信號(hào)，低頻，通俗來講，我們可以將原始基帶信號(hào)看作是一段連續(xù)的聲波、電信號(hào)或者數(shù)字信號(hào)，比如我們說話的聲音、手機(jī)中的音樂文件等等，這些信號(hào)本身沒有被調(diào)制成載波信號(hào)，也就是沒有被編碼成可以通過無線電波傳輸?shù)男盘?hào)）。?
- 通過調(diào)制技術(shù)將低頻的原始基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合無線傳輸?shù)母哳l信號(hào)。（可以用振幅調(diào)制的方法，將原始基帶信號(hào)的振幅大小改變，從而產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)。聲音會(huì)產(chǎn)生聲波，聲波就是一個(gè)振幅隨時(shí)間變化的信號(hào)。通過將聲波信號(hào)和載波信號(hào)進(jìn)行振幅調(diào)制，就可以產(chǎn)生一個(gè)調(diào)制信號(hào)）
- 調(diào)制信號(hào)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸給你的朋友，他可以通過解調(diào)技術(shù)將調(diào)制信號(hào)（高頻）還原成原始基帶信號(hào)（低頻），再通過揚(yáng)聲器播放出來，你們就可以順利進(jìn)行語音交流了。
一、信號(hào)傳輸
無線通信首先要將信息信號(hào)轉(zhuǎn)化為無線電波或光波等電磁波，以進(jìn)行傳輸。在信號(hào)傳輸時(shí)，需要考慮到信號(hào)的帶寬、頻率、功率和調(diào)制方式等因素。
二、調(diào)制
信號(hào)調(diào)制是無線通信中的一種技術(shù)，它是將原始基帶信號(hào)（或稱為基帶信號(hào)，低頻）通過調(diào)制技術(shù)轉(zhuǎn)換成適合無線傳輸?shù)母哳l信號(hào)（也稱為載波信號(hào)，高頻）。無線網(wǎng)絡(luò)中信號(hào)調(diào)制可以分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制兩種。
模擬調(diào)制
模擬調(diào)制是將模擬基帶信號(hào)通過模擬電路轉(zhuǎn)換成調(diào)制信號(hào)的過程。常見的模擬調(diào)制方法有：振幅調(diào)制（AM）、頻率調(diào)制（FM）和相位調(diào)制（PM）。
- 振幅調(diào)制（AM）：通過將原始基帶信號(hào)改變其振幅大小，使其隨著時(shí)間發(fā)生變化，從而產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)。
- 頻率調(diào)制（FM）：通過將原始基帶信號(hào)改變其頻率，使其隨著時(shí)間發(fā)生變化，從而產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)。
- 相位調(diào)制（PM）：通過將原始基帶信號(hào)改變其相位，使其隨著時(shí)間發(fā)生變化，從而產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)。數(shù)字調(diào)制
數(shù)字調(diào)制
是將數(shù)字基帶信號(hào)通過數(shù)字電路轉(zhuǎn)換成調(diào)制信號(hào)的過程。數(shù)字調(diào)制主要有兩種：振幅移移鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）和相移鍵控（PSK）。
- 振幅移移鍵控（ASK）：通過將數(shù)字基帶信號(hào)的“0”和“1”對(duì)應(yīng)不同的振幅大小，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制。
- 頻移鍵控（FSK）：通過將數(shù)字基帶信號(hào)的“0”和“1”對(duì)應(yīng)不同的頻率，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制。
- 相移鍵控（PSK）：通過將數(shù)字基帶信號(hào)的“0”和“1”對(duì)應(yīng)不同的相位角度，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制。
三、解調(diào)
在接收端，需要對(duì)接收到的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，將信號(hào)轉(zhuǎn)換為原始信息信號(hào)。解調(diào)需要考慮到信號(hào)的噪聲、干擾等因素。
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直接檢波解調(diào)（Envelope Detection）：將調(diào)制信號(hào)經(jīng)過一個(gè)非線性元件（如二極管）后，通過低通濾波器提取出其包絡(luò)信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)制信號(hào)的解調(diào)。
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相干解調(diào)（Coherent Detection）：在接收端通過參考信號(hào)恢復(fù)出調(diào)制信號(hào)的相位信息，再通過幅度解調(diào)器將調(diào)制信號(hào)解調(diào)為原始基帶信號(hào)。
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頻率解調(diào)（Frequency Discrimination）：通過頻率歧差器（Frequency Discriminator）對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，主要用于頻率調(diào)制（FM）信號(hào)的解調(diào)。
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相位解調(diào)（Phase Demodulation）：通過相位比較器（Phase Comparator）將接收信號(hào)和本地振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行比較，從而得到調(diào)制信號(hào)的相位信息，再通過解相位器將調(diào)制信號(hào)解調(diào)為原始基帶信號(hào)。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
四、信道編碼
為了提高無線通信的可靠性和安全性，常常采用信道編碼技術(shù)，將信息信號(hào)進(jìn)行編碼處理，以增強(qiáng)信道的糾錯(cuò)能力和保密性。
信道編碼是一種通過添加冗余信息來提高數(shù)據(jù)傳輸可靠性的技術(shù)。常用的信道編碼方式包括以下幾種：
- 奇偶校驗(yàn)碼（Parity Check Code）：是一種最簡(jiǎn)單的編碼方式，只需要在數(shù)據(jù)中添加一個(gè)奇偶位，用于檢測(cè)數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤。
- 循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（Cyclic Redundancy Check，CRC）：是一種常見的校驗(yàn)碼，可以檢測(cè)多位比特位的錯(cuò)誤，用于檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸中的差錯(cuò)。
- 海明碼（Hamming Code）：是一種可以糾正單位比特位錯(cuò)誤的編碼方式，具有較高的糾錯(cuò)能力。
- 卷積碼（Convolutional Code）：是一種通過滑動(dòng)窗口進(jìn)行編碼的方式，具有較高的糾錯(cuò)能力和較好的碼率和延遲特性，被廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信和衛(wèi)星通信等領(lǐng)域。Turbo碼（Turbo Code）：是一種多層迭代的編碼方式，具有較高的糾錯(cuò)能力和較好的性能表現(xiàn)，被廣泛應(yīng)用于無線通信、數(shù)字電視等領(lǐng)域。
五、多路復(fù)用
在無線通信中，每一個(gè)用戶使用一個(gè)無線信道來進(jìn)行通信，如果每個(gè)用戶都占據(jù)一個(gè)獨(dú)立的信道，無線信道資源就會(huì)很快用完，導(dǎo)致通信效率低下。
多路復(fù)用技術(shù)則可以讓多個(gè)用戶共享同一個(gè)信道，以達(dá)到更高效的利用信道資源的目的。這種技術(shù)將信道分割成若干個(gè)子信道，并在每個(gè)子信道中分配給不同的用戶使用，以實(shí)現(xiàn)在同一信道上同時(shí)傳輸多個(gè)用戶的數(shù)據(jù)。具體地，多路復(fù)用技術(shù)可以按照時(shí)間、頻率或碼片等方式將信道劃分為多個(gè)子信道，不同用戶可以在不同的子信道上進(jìn)行通信，以避免彼此之間的干擾。
常見的多路復(fù)用技術(shù)有：
- 時(shí)分復(fù)用（TDM）：將信道按照時(shí)間分割成若干個(gè)時(shí)隙，不同用戶在不同時(shí)隙中傳輸數(shù)據(jù)，每個(gè)用戶都占據(jù)固定的時(shí)隙。
- 頻分復(fù)用（FDM）：將信道按照頻率分割成若干個(gè)子信道，不同用戶在不同的子信道中傳輸數(shù)據(jù)，每個(gè)用戶都占據(jù)固定的子信道。
- 碼分復(fù)用（CDMA）：通過使用不同的擴(kuò)頻碼，將信道分割成若干個(gè)碼片序列，不同用戶使用不同的擴(kuò)頻碼進(jìn)行編碼和解碼，從而實(shí)現(xiàn)在同一信道上傳輸數(shù)據(jù)。
在實(shí)際應(yīng)用中，不同的多路復(fù)用技術(shù)經(jīng)常會(huì)結(jié)合使用，以達(dá)到更好的信道利用效率和數(shù)據(jù)傳輸效果。
六、功率控制
為了保證無線通信的可靠性和節(jié)約能源，需要對(duì)無線電波的發(fā)射功率進(jìn)行控制。功率控制需要考慮到信道的損耗、干擾等因素，以確定最佳的發(fā)射功率。