大話移動通訊——讀書筆記第一章
第一章：原理層面：講述聲音是如何通過本端「對講機」轉化為位元流並通過電磁波傳送到對端的「對講機」（點對點通訊）
1.1古代通訊智慧型與煩惱：郵件/烽火/
1.2從「貝爾**」解剖現代通訊系統架構
1875.6.2，貝爾把金屬片連線在電磁開關上，聲音變成電流。分析原理：原來是金屬片因聲音而震動，在相連的電磁開關線圈中感生了電流。
1876 愛迪生發明炭精式送話器。比貝爾永磁式送話器更靈敏。
遇到問題「貝爾挑戰」：即如何把模擬訊號（聲音，光）轉變為對應的電訊號。
模擬通訊系統的基本框架：
再完善一點：
遇到問題：模擬訊號如何轉換成數碼訊號？
最早的模數轉換裝置：數字機頂盒
數字通訊系統初步功能框圖：
大哥大被小巧的gsm代替
磁帶被cd代替
模擬電視被數碼電視代替
遇到問題：模擬訊號被數碼訊號代替，數碼訊號為啥就比模擬訊號好？
數字通訊相對於模擬通訊，其最大的優點在於雜訊的處理。數碼訊號的碼流只有高低兩個電平，容易進行區分，同時可以在通道編碼的過程中插入很多冗餘的資訊來提高通道的可靠性，而模擬技術由於不具備通道編碼技術，在差錯控制方面和數字技術差別較大。數字通訊的這個優點在長距離通訊尤為重要。數字傳輸允許對數碼訊號進行再生處理，這樣就可以在每個再生節點消除雜訊的影響。而與此相反，長距離傳輸中疊加到模擬訊號上的雜訊會隨著模擬訊號電平的週期放大而逐次累計。
數碼訊號的消雜訊處理：
數字系統的另一優點是便於保密，我們可以對基帶訊號進行人為的擾亂以實現加密。
1.3接收訊號——電磁訊號——從頻域的角度
1.4分析訊號——週期訊號
始於尤拉：如果某一時刻振動弦的形狀似其諧波的組和，那麼在其後的任何時刻，振動弦的形狀也都是這些振盪諧波的組和。
成於傅利葉（狄更斯證明）：在一定條件下，週期訊號可以用成諧波關係的正弦函式級數來表示。
傅利葉級數的作用：把看上去沒什麼規律的週期訊號給規律化了（從數學是個理解為基波訊號和諧波訊號的疊加），這樣一來就有了對付週期訊號的數學工具。
1.5如何把模擬訊號數位化
奈奎斯特取樣定理：如果乙個訊號是帶限的（即它的傅利葉變換在某一有限頻帶範圍以外為零），如果取樣樣本足夠密（取樣頻率大於訊號頻寬的兩倍），那麼就可以無失真地還原訊號。
奈奎斯特取樣定理對講話音的模擬訊號轉換為位元流有什麼實際意義？
人發出聲音的頻率：85-1100hz而1-4khz也是人耳非常敏感的頻率範圍。奈奎斯特取樣頻率選定8khz就基本可以滿足手機通話的需求，實際上，gsm規範規定的gsm手機取樣頻率正是8khz。
奈奎斯特取樣定理的作用在於它提供了從連續訊號向離散時間訊號轉換的通道，使得利用離散時間系統技術來實現連續時間訊號成為可能。
取樣的作用：把乙個時間連續訊號變成時間離散訊號
量化的作用：將取值連續的取樣變成取值離散的取樣
均勻量化
非均勻量化
編碼pcm編碼：a律13折線法
dpcm編碼（差分編碼調製）
信源編碼
通道編碼
調製：頻譜的搬移。人說話的頻率在200-3400hz，gsm(全球移動通訊系統global system for mobile communication)是把頻譜搬移到900hz.wcdma(wcdma 是英文wideband code division multiple access(寬頻分碼多重進接)的英文簡稱，是一種第三代無線通訊技術)是把頻譜搬移到1200hz.
遇到問題：經過「取樣——量化——信源編碼——通道編碼」得到了一長串的位元流，該怎麼把一長串的位元流嵌入乙個電磁波中呢？
把資訊嵌入的過程稱為調製，電磁訊號可以用正弦波表達，而正弦波有振幅、相位、頻率三個引數。所以將數字資料轉化為電磁訊號的基本編碼或者說調製技術有；幅移鍵控（ask）\頻移鍵控（fsk）、相移鍵控（psk）。
qam既調幅度又調相位。（在wcdma的後續版本hspa、hspa+以及wimax、lte、16qam和64qam中得到廣泛引用）
電磁波傳輸的介質——無線通道：我們關注兩方面內容⑴理論容量，也就是在既定頻寬和訊雜比的情況下最大傳輸速率會是多少？⑵是它有些什麼特性會對通訊系統造成影響，比如大尺度衰落/小尺度衰落。
[大尺度衰落：主要是由於建築物、高山等的阻擋造成的,因此也叫作陰影衰落.
小尺度衰落：接收端收到的訊號通常是由發射訊號經過多徑傳輸後的向量合成,多徑的隨機性使訊號的相位也具有隨機性,因此接收端訊號經過向量合成後有可能發生嚴重的衰落.這種衰落往往只要求無線訊號經過短時間或短距離傳輸,我們稱之為衰落叫做小尺度衰落,也叫快衰落.
由於小尺度衰落導致訊號的幅度快速衰落,以致大尺度衰落可忽略不計,而且平均路徑損耗和陰影衰落主要影響到無線區域的覆蓋,通過合理的設計可消除這種不利影響;而多徑衰落嚴重影響訊號傳輸質量,並且是不可避免的,只能採用抗衰落技術來減少其影響.訊號從發射端經過無線通道到達接收端,功率會發生衰減,主要表現為:平均路徑損耗、大尺度衰落、小尺度衰落.訊號在巨集小區環境中傳播時,必然會發生反射.由反射定理知,訊號的部分能量在反射時被反射體吸收(如地面、樹木等),從而導致了平均路徑損耗.]
通道容量：通道上可以被傳輸的最大速率。
資料率：資料能夠進行通訊的速率（bit/s）
頻寬;傳輸訊號所佔頻寬（hz）。
以gsm為例，它的某乙個頻率的中心頻率是890.2mhz，那麼它的頻率範圍是[890.1mhz,890.3mhz],共200khz，這200khz就是真正意義上的「頻寬」，指的是頻頻寬度——頻譜寬度！如果採用gmsk進行調製的話，那麼在這遇到問題：書本中「hz」是頻寬，生活中：「bit/s」是頻寬，how?
200khz頻寬內其調製速率就是270.833kbit/s。——gsm傳輸的資料率。
訊雜比（snr）：對於給定的雜訊電平，我們希望通過提高訊號強度來提高正確接收資料的能力。我們用訊雜比來衡量訊號功率相對於雜訊功率的強度，值越大，訊號越好。snr=s/n
對於數字傳輸而言，頻寬和訊雜比共同決定了通道的容量，可以用乙個簡單的公式來描述——夏農定理：由於高斯白雜訊的功率和通道頻寬有關，若雜訊的功率譜密度為n0，則功率雜訊n=n0b,此時夏農公式：
由此可見：若s/n0不變，即使b趨於∞，通道容量也是有限的，因為n也會趨於∞。
夏農定理指出了達到乙個既定通道的最大容量，卻沒有提及如何去實現它，所以夏農定理暫時只是乙個衡量實際通訊系統的尺度。
衰落現象：⑴多徑效應引起的小尺度衰落⑵距離衰減引起的路徑損耗或者障礙物造成的陰影等大尺度衰落。所謂大尺度衰落和小尺度衰落是按照波長來劃分的。
第一章讀書筆記
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