Question

通信原理（1）

Answer 1

首先给出了一些通信的基本概念，然后是通信系统的组成，模拟通信系统，数字基带通信系统，数字频带通信系统，模拟信号的数字化和PCM等等

现在的通信系统大部分都是数字通信系统，由信源，发送设备，信道，接收设备，信宿。发送设备中又有信源编码，信道编码，调制；接收设备中又有解调，信道译码，信源译码

信源编码实际上就是压缩编码，提高信号的有效性，信道编码实际上是通过增加监督位和冗余，提高信号的抵御噪声的能力，增加信号的可靠性

模拟通信：

2Baud/Hz

1Baud/Hz

连续波调制和脉冲调制，连续波调制又分为模拟调制和数字调制，模拟调制：AM，FM，PM
数字调制：ASK，FSK，PSK，DPSK
脉冲调制又分为脉冲模拟调制和脉冲数字调制，脉冲模拟调制：PAM，PDM，PPM
脉冲数字调制：PCM，DPCM，DM（增量调制）

AM可用相干解调和非相干解调，非相干解调例如包络检波法，其实现起来比较简单，但是有门限效应，只有在信噪比较大的时候才能使用

在星座图中，每个点表示一个调制的信号，星座图中的欧氏距离反映了其的抗噪声性能，欧氏距离越大抗噪声性能越好，所以16QAM比16PSK的抗噪声性能更好，16QAM是在一个正方形上分布的，16PSK是在一个幅度一样的圆上分布的，相邻两点的欧氏距离小

PCM的过程：采样，量化，编码

均匀量化和非均匀量化
非均匀量化能够提高小信号的量化信噪比，很多信号的归一化有效值比较小，例如语音信号只有20%左右

A律（13折线法）和u律（15折线法）

眼图，眼睛张开高度的一半表示了噪声容限，判决门限位于上下高度的中线上，最佳抽样时刻

匹配滤波器，相关接收机
最大后验概率准则在输入等概的时候可以转换的最大似然，实际应用中是利用星座图中最小欧式距离准则

把高速的数据流利用正交子载波转换成低速的数据流，这些正交的子载波在频谱上是有重叠的，提高了频谱效率。

移动通信的发展史，1G-4G，5G，
1G：FDMA
2G：GSM系统，用了TDMA
3G：CDMA，分为3种，WCDMA，CDMA-2000，TD-SCDMA
4G：OFDMA

FDMA：给不同的用户划分不同的频段，每个用户在不同的频段上进行数据的传输，需要保护间隔
TDMA：不光分频，还在每个频段上划分了不同的时隙，每个用户在不同的时隙上传输数据。
CDMA：不同的用户采用不同的码字，相邻的小区采用能用相同的频率

硬切换：越区切换时要先与原小区断开连接，再与新小区建立连接，容易掉话
软切换：越区连接时先与新小区建立连接再与原小区断开连接
2G时是先频分复用后时分复用，相邻小区之间用的是不同的频点，一台手机在同一时刻上只能工作在一个频点上
3G中CDMA是用不同的码字区分，相邻的小区可以用同样的频点

空间的分集增益，接收端能收到独立的一系列信号，这些信号包含同一信息，能通过一些手段加以利用，加权或者输出信噪比最大的，得到更好的输出。

时间分集增益，频率分集增益
时间分集增益：rake接收机，3G，CDMA，到达rake接收机的时间不同
频率分集增益：在某些频率上衰落比较大，在某些频率上衰落比较小

提高信号的抗干扰性，扩频后频带比较宽带来频率上的分集增益

频率选择性衰落：多径效应（OFDM可以抵抗）
平坦衰落
快衰落：多普勒频移

无差错条件下，传输信息的最大速率；
提高信道容量可以通过提高信噪比和信道带宽来实现，在一定条件下带宽可以和信噪比相互转换