《系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)》PPT課件

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1、第4章WLAN的通訊技術(shù)8/7/2021@08/20041本章的學(xué)習(xí)重點(diǎn)了解資料與訊號(hào)之間的關(guān)係。認(rèn)識(shí)無線電頻道承載資料的方式與能力。了解無線電頻道共用的方式。將相關(guān)的理論延伸到WLAN的領(lǐng)域中探討。8/7/20212前言(1)早在二十世紀(jì)初期，類比式的廣播系統(tǒng)－調(diào)幅、調(diào)頻，由於傳播的範(fàn)圍廣闊，逐漸成為人們生活中接收資訊的一種方式。西元1948年，雪農(nóng)（ClaudeE.Shannon）發(fā)表了「通訊的數(shù)學(xué)理論」之後，隨著時(shí)間演進(jìn)，通訊系統(tǒng)與通訊理論逐漸發(fā)展成熟，也因此拓展了資訊傳遞的距離，改變?nèi)祟惿钅Ｊ?。直至今日，?shù)位式通訊依照用途不同，有線、無線與通道特性，各式各樣的系統(tǒng)於焉誕生。雖然種類

2、繁多，用途亦有所不同，但是萬變不離其宗，這些系統(tǒng)的使命，即在透過電磁波傳遞訊息。然而如何透過電磁波完成這樣的使命呢？答案就是調(diào)變！8/7/20213前言(2)對(duì)於整個(gè)通訊系統(tǒng)而言，輸入的訊號(hào)可以是類比或數(shù)位的，將此訊號(hào)先經(jīng)過調(diào)變，再送入通道，而通道就是傳送端與接收端間的媒介。若是在有線的環(huán)境中，以光纖為例，訊號(hào)透過發(fā)光二極體或雷射將光源射入光纖中，光纖便是通道。通常我們以機(jī)率模型模擬訊號(hào)在通道中受到的干擾或衰減，因此只要知道通道的機(jī)率模型，便能以數(shù)學(xué)的方式模擬或分析訊號(hào)在通道中的變化。經(jīng)過通道，接收端將訊號(hào)解調(diào)變，訊號(hào)的傳遞便完成了8/7/20214前言(3)8/7/20215訊號(hào)裡的玄機(jī)認(rèn)

3、識(shí)生活環(huán)境裡的資料與訊號(hào)傳輸(transmission)常見的資料與訊號(hào)的型式及轉(zhuǎn)換8/7/202168/7/20217編碼(encoding)與調(diào)變(modulation)的技術(shù)8/7/20218頻率領(lǐng)域的特徵輸入訊號(hào):x(t)=Aicos()輸出訊號(hào):8/7/20219數(shù)位通訊頻道的基本限制基頻傳輸(basebandtransmission)Nyquistsignalingrate薛南容量(ShannonCapacity)公式訊號(hào)雜訊比(SNR，signal-to-noiseratio)的觀念通訊頻道的資料速率有一些難以克服的限制8/7/202110資料與訊號(hào)的轉(zhuǎn)換技術(shù)數(shù)位資料轉(zhuǎn)換成數(shù)位

4、訊號(hào)?編碼技術(shù)(1)以目前狀態(tài)：NRZ-L；NRZI(2)以狀態(tài)轉(zhuǎn)變：Manchester；DifferentialManchester數(shù)位資料轉(zhuǎn)換成類比訊號(hào)?數(shù)位調(diào)變(DigitalModulation)類比資料轉(zhuǎn)換成數(shù)位訊號(hào)?脈衝碼調(diào)變(PCM)類比資料轉(zhuǎn)換成類比訊號(hào)?基頻訊號(hào)(BasebandSignal)8/7/202111PCM的原理8/7/202112調(diào)變技術(shù)簡介無線通訊裡頭的電磁波算是類比訊號(hào)將數(shù)位資料轉(zhuǎn)換成類比訊號(hào)將類比資料轉(zhuǎn)換成類比訊號(hào)類比調(diào)變(analogmodulation)數(shù)位調(diào)變(digitalmodulation)8/7/202113振幅調(diào)變(AM,amplitu

5、demodulation)8/7/202114頻率調(diào)變(FM,frequencymodulation)8/7/202115數(shù)位通訊系統(tǒng)的架構(gòu)8/7/2021164-1何謂調(diào)變(1)調(diào)變是將訊號(hào)轉(zhuǎn)換為一種適合於通道的波形，解調(diào)變則是利用調(diào)變後的訊號(hào)特性，把訊號(hào)從一團(tuán)混亂中解析出來。至於轉(zhuǎn)換的方式將依據(jù)振幅、相位與頻率等特性。因此，如何轉(zhuǎn)換訊號(hào)，並且應(yīng)用這些特性完成訊號(hào)的傳輸，就是調(diào)變有趣的地方。8/7/2021174-1何謂調(diào)變(2)調(diào)變可區(qū)分為基頻調(diào)變與帶通調(diào)變兩種帶通調(diào)變頻率較低的來源訊號(hào)稱為基頻（Baseband）訊號(hào)，與基頻訊號(hào)互相結(jié)合的高頻率傳輸電波，稱為載波（Carrier）訊號(hào)，

6、例如：在IEEE802.11技術(shù)中所採用的載波訊號(hào)的頻率為2.4GHz。帶通調(diào)變的目的是將基頻訊號(hào)提升到一個(gè)較高的頻率－載波頻率，以此載波頻率震盪的正旋函數(shù)形成電磁波傳播於通道中。換句話說，訊號(hào)頻率的位準(zhǔn)由零轉(zhuǎn)換到一個(gè)較高的位準(zhǔn)。通訊系統(tǒng)傳輸來源訊號(hào)（sourcemessage）時(shí)，為增加訊號(hào)的傳輸效能以及減少傳輸後的衰減，通常必須將低頻率的來源訊號(hào)與更高的頻率互相結(jié)合，結(jié)合後成為高頻的無線電波訊號(hào)。這個(gè)高頻無線電波內(nèi)的相位與頻率變化，隱含了來源訊號(hào)的內(nèi)容，此種程序稱為帶通調(diào)變?；l調(diào)變不需要轉(zhuǎn)換位準(zhǔn)，直接轉(zhuǎn)換波形即可傳送至通道。8/7/2021184-1何謂調(diào)變(3)基頻調(diào)變比帶通調(diào)變要簡

7、單而且直接多了，為何還要使用帶通調(diào)變呢？因?yàn)樵S多的應(yīng)用都要在同一個(gè)通道中傳輸，如果每一種應(yīng)用都把自己的訊號(hào)直接往通道傳送，所接收到的訊號(hào)便會(huì)混成一團(tuán)，訊號(hào)種類越繁多，能夠正確接收訊號(hào)的機(jī)率就越低。所以，我們把各種應(yīng)用分別提升到規(guī)定好的載波頻率上，也就是所謂的頻率分工，達(dá)成通道共享的目的。以帶通調(diào)變?yōu)槔?，?dāng)接收端收到載波訊號(hào)後，再依照反向過程來將來源基頻訊號(hào)由載波中分離，此種程序稱為解調(diào)變（De-modulat