无线系列-无线通信系统组成
1.前言
? ?為什么要寫這些文章？
? ? 無線通信整體來講是個涉及很多知識的綜合學(xué)科，之前零散的寫過一些關(guān)于無線的文章。對于整個無線通信而言，只是冰山一角。
? ?思考了許久，決定打造一個完整的無線系列開發(fā)閉環(huán)教程。當(dāng)然，這里講的無線，包括WiFi、藍牙、NFC等常用的無線通信軟硬件。對于5G會有一些涉及。
? ? ? 從無線通信理論，理論仿真，硬件設(shè)計，包括芯片選擇，射頻器件選擇，硬件原理圖設(shè)計，PCB設(shè)計，射頻仿真，天線設(shè)計，天線仿真，到整個無線產(chǎn)品的雛形實現(xiàn)，以及最關(guān)鍵的軟件算法，和應(yīng)用層的Android App的實現(xiàn)。
??? 涉及的知識框架也有很多：理論、仿真、硬件、射頻、天線、嵌入式、算法、應(yīng)用層軟件開發(fā)等等。
你能學(xué)到的知識：
? ? ?無線理論知識、電磁場微波射頻天線等知識、Altium、Matlab、Simulink、ADS、HFSS/Ansys、AutoCAD、Keil、AndroidStudio等軟件的使用。
? ? 嵌入式C開發(fā)、藍牙WiFi協(xié)議棧、NFC、物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)、Python、Android等相關(guān)開發(fā)知識。
? ? 不積跬步無以至千里，不積小流無以成江海。
? ? 下面開始無線通信系統(tǒng)組成理論分析總結(jié)。
1.通信基本概念
? ? ? ? ?通信系統(tǒng)是人類社會進行信息交互的工具。在通信系統(tǒng)的發(fā)展過程中產(chǎn)生了很多理論，如信息論、調(diào)制理論、編碼理論等，也出現(xiàn)了多種多樣的通信手段，如有線通信、無線通信、衛(wèi)星通信、移動通信等。
? ? ? ? ? 消息是對事物物理狀態(tài)的變化進行描述的一種具體形式，這種狀態(tài)變化具有人們能感知的物理特性。如溫度、語音、圖像、文字等。
? ? ? ? ? ? 信息是消息中所包含的有意義的內(nèi)容，它是一個抽象的概念。各種隨機變化的消息都會有一定量的信息，如社會科學(xué)中的經(jīng)濟信息、生活信息，科研中的地震信息、氣象信息等。
? ? ? ? ? ?消息是信息的載體，不同形式的消息，可以包含相同的信息，例如分別用電視和報紙發(fā)布同一條新聞，所含信息內(nèi)容是相同的。信息的傳遞、交換必須通過消息的傳遞、交換才能完成。
? ? ? ? ? ? 信號是為了傳送消息，對消息進行變換后在通信系統(tǒng)中傳輸?shù)哪撤N物理量，如電信號、光信號等。因此，信號是由消息轉(zhuǎn)換來的并可以被傳輸和處理的具體形式，是消息的運載工具。
?
2.通信系統(tǒng)一般模型
模擬通信系統(tǒng)模型
數(shù)字通信系統(tǒng)模型
收發(fā)信機模型
信源：消息的產(chǎn)生地，其作用是把各種消息轉(zhuǎn)換成原始電信號。
?
發(fā)送設(shè)備： 將所要傳送的信號首先對載波信號進行調(diào)制，形成已調(diào)載波；已調(diào)載波信號經(jīng)過變頻(有的發(fā)射機不經(jīng)過這一步驟)成為射頻載波信號，送至功率放大器，經(jīng)功率放大器放大后送至天線，一種短波發(fā)信機的組成框圖如圖所示。
?
信道：將信號由發(fā)送設(shè)備傳輸?shù)浇邮赵O(shè)備的媒介或途徑。有無線信道和有線信道之分。（以后會細講）
?
噪聲源：散布在系統(tǒng)各部分的噪聲的集中表現(xiàn)，不是人為加入的設(shè)備。噪聲是有害的，會降低通信的質(zhì)量。在之前的Simulink仿真中有相關(guān)介紹的噪聲源。
?
接收設(shè)備：主要作用是把天線接收下來的射頻載波信號，首先進行低噪聲放大，然后經(jīng)過變頻，（一次兩次甚至三次變頻）、中頻放大和解調(diào)后還原出原始信號，最后經(jīng)低頻放大器放大輸出。一種短波收信機的組成框圖如圖1-3所
這里需要說明的是：目前實用的無線通信系統(tǒng)大多數(shù)采用雙工通信方式，即通信雙方各自都有發(fā)信機、收信機以及與其相連的天線，而且收發(fā)信機做在一起且?guī)в须p工器。
信宿：信息的歸宿點，其作用是將接收設(shè)備恢復(fù)出的電信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的消息。
?
3.無線通信的工作方式
無線通信的工作方式可分為單向通信方式和雙向通信方式兩大類別。而后者又分為單工通信方式、雙工通信方式和半雙工通信方式三種。
3.1單向通信方式
所謂單向通信方式就是通信雙方中的一方只能接收信號而另一方只能發(fā)送信號不能互逆。收信方不能對發(fā)信方直接進行信息反饋。
3.2雙向通信方式
1) 單工通信方式
所謂單工通信就是指通信的雙方只能交替地進行發(fā)信和收信不能同時進行。
常用的對講機就采用這種通信方式，平時天線與收信機相連接，發(fā)信機也不工作。當(dāng)一方用戶講話時，接通按講開關(guān)，天線與發(fā)信機相連，發(fā)信機開始工作。另一方的天線接至收信機，因而可收到對方發(fā)來的信號
?
2) 雙工通信方式全雙工通信方式
所謂雙工通信就是指移動通信雙方可同時進行發(fā)信和收信。這時收信與發(fā)信必須采用不同的工作頻率稱為頻分雙工FDD 。用戶使用時與打電話時的情況一樣。這時通信雙方的設(shè)備一般通過雙工器來完成這種功能圖
?
3) 半雙工通信方式
這種通信方式與雙工通信相類似，其中一方使用雙頻雙工通信方式，另一方則使用雙頻單工方式，發(fā)信時要按下按講開關(guān)如圖所示
?
白浪介紹：
（1）關(guān)于射頻、微波、天線、無線通信、智能硬件、軟件編程、滲透安全、人工智能、區(qū)塊鏈，Java、Android、C/C++、python等綜合能力的培養(yǎng)提升。
（2）各種學(xué)習(xí)資料、學(xué)習(xí)軟件分享（僅供學(xué)生學(xué)習(xí)）。
1.掃碼關(guān)注公眾號（Geekxiaobai）
? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ????????????
2. 如在后臺發(fā)送“Python高級編程”“Python Graphics”或者“2003”，即可免費獲得電子書籍。僅供學(xué)習(xí)之用。
3. 掃碼關(guān)注后，查看往期內(nèi)容，會有更多資料驚喜等著你來拿哦??
?
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的无线系列-无线通信系统组成的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
