目錄

一、信號傳輸

二、調制

模擬調制

數字調制

三、解調

四、信道編碼

五、多路復用

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、移動自由等優(yōu)勢，已經成為現代通信領域的重要技術之一。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，不能面對面交流，這時候就需要：

1. 模擬信號采樣：模擬量→數字量，將語音信息轉換成電信號（電信號=原始基帶信號，低頻，通俗來講，我們可以將原始基帶信號看作是一段連續(xù)的聲波、電信號或者數字信號，比如我們說話的聲音、手機中的音樂文件等等，這些信號本身沒有被調制成載波信號，也就是沒有被編碼成可以通過無線電波傳輸的信號）。?
2. 通過調制技術將低頻的原始基帶信號轉換成適合無線傳輸的高頻信號。（可以用振幅調制的方法，將原始基帶信號的振幅大小改變，從而產生調制信號。聲音會產生聲波，聲波就是一個振幅隨時間變化的信號。通過將聲波信號和載波信號進行振幅調制，就可以產生一個調制信號）
3. 調制信號通過無線網絡傳輸給你的朋友，他可以通過解調技術將調制信號（高頻）還原成原始基帶信號（低頻），再通過揚聲器播放出來，你們就可以順利進行語音交流了。

一、信號傳輸

無線通信首先要將信息信號轉化為無線電波或光波等電磁波，以進行傳輸。在信號傳輸時，需要考慮到信號的帶寬、頻率、功率和調制方式等因素。

二、調制

信號調制是無線通信中的一種技術，它是將原始基帶信號（或稱為基帶信號，低頻）通過調制技術轉換成適合無線傳輸的高頻信號（也稱為載波信號，高頻）。無線網絡中信號調制可以分為模擬調制和數字調制兩種。

模擬調制

模擬調制是將模擬基帶信號通過模擬電路轉換成調制信號的過程。常見的模擬調制方法有：振幅調制（AM）、頻率調制（FM）和相位調制（PM）。

• 振幅調制（AM）：通過將原始基帶信號改變其振幅大小，使其隨著時間發(fā)生變化，從而產生調制信號。
• 頻率調制（FM）：通過將原始基帶信號改變其頻率，使其隨著時間發(fā)生變化，從而產生調制信號。
• 相位調制（PM）：通過將原始基帶信號改變其相位，使其隨著時間發(fā)生變化，從而產生調制信號。數字調制

數字調制

是將數字基帶信號通過數字電路轉換成調制信號的過程。數字調制主要有兩種：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）：通過將數字基帶信號的“0”和“1”對應不同的振幅大小，從而實現數字調制。
• 頻移鍵控（FSK）：通過將數字基帶信號的“0”和“1”對應不同的頻率，從而實現數字調制。
• 相移鍵控（PSK）：通過將數字基帶信號的“0”和“1”對應不同的相位角度，從而實現數字調制。

三、解調

在接收端，需要對接收到的調制信號進行解調，將信號轉換為原始信息信號。解調需要考慮到信號的噪聲、干擾等因素。

1. 直接檢波解調（Envelope Detection）：將調制信號經過一個非線性元件（如二極管）后，通過低通濾波器提取出其包絡信號，從而實現調制信號的解調。

2. 相干解調（Coherent Detection）：在接收端通過參考信號恢復出調制信號的相位信息，再通過幅度解調器將調制信號解調為原始基帶信號。

3. 頻率解調（Frequency Discrimination）：通過頻率歧差器（Frequency Discriminator）對接收信號進行解調，主要用于頻率調制（FM）信號的解調。

4. 相位解調（Phase Demodulation）：通過相位比較器（Phase Comparator）將接收信號和本地振蕩器產生的信號進行比較，從而得到調制信號的相位信息，再通過解相位器將調制信號解調為原始基帶信號。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

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，將信息信號進行編碼處理，以增強信道的糾錯能力和保密性。

信道編碼是一種通過添加冗余信息來提高數據傳輸可靠性的技術。常用的信道編碼方式包括以下幾種：

1. 奇偶校驗碼（Parity Check Code）：是一種最簡單的編碼方式，只需要在數據中添加一個奇偶位，用于檢測數據中的錯誤。
2. 循環(huán)冗余校驗碼（Cyclic Redundancy Check，CRC）：是一種常見的校驗碼，可以檢測多位比特位的錯誤，用于檢測數據傳輸中的差錯。
3. 海明碼（Hamming Code）：是一種可以糾正單位比特位錯誤的編碼方式，具有較高的糾錯能力。
4. 卷積碼（Convolutional Code）：是一種通過滑動窗口進行編碼的方式，具有較高的糾錯能力和較好的碼率和延遲特性，被廣泛應用于移動通信和衛(wèi)星通信等領域。Turbo碼（Turbo Code）：是一種多層迭代的編碼方式，具有較高的糾錯能力和較好的性能表現，被廣泛應用于無線通信、數字電視等領域。

五、多路復用

在無線通信中，每一個用戶使用一個無線信道來進行通信，如果每個用戶都占據一個獨立的信道，無線信道資源就會很快用完，導致通信效率低下。

多路復用技術則可以讓多個用戶共享同一個信道，以達到更高效的利用信道資源的目的。這種技術將信道分割成若干個子信道，并在每個子信道中分配給不同的用戶使用，以實現在同一信道上同時傳輸多個用戶的數據。具體地，多路復用技術可以按照時間、頻率或碼片等方式將信道劃分為多個子信道，不同用戶可以在不同的子信道上進行通信，以避免彼此之間的干擾。

常見的多路復用技術有：

1. 時分復用（TDM）：將信道按照時間分割成若干個時隙，不同用戶在不同時隙中傳輸數據，每個用戶都占據固定的時隙。
2. 頻分復用（FDM）：將信道按照頻率分割成若干個子信道，不同用戶在不同的子信道中傳輸數據，每個用戶都占據固定的子信道。
3. 碼分復用（CDMA）：通過使用不同的擴頻碼，將信道分割成若干個碼片序列，不同用戶使用不同的擴頻碼進行編碼和解碼，從而實現在同一信道上傳輸數據。

在實際應用中，不同的多路復用技術經常會結合使用，以達到更好的信道利用效率和數據傳輸效果。

六、功率控制

為了保證無線通信的可靠性和節(jié)約能源，需要對無線電波的發(fā)射功率進行控制。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。