無線的基本概念~

這一個禮拜完全沒有進度~
因為，我生病了~

那就把之前的進度拿出來寫吧~

前不久去參加「通訊系統模擬課程訓練與推廣」、「異質無線網路整合與漫遊技術研討會」。
對我這一個無線網路初學者都算是有收護啦~
不過，真的只是概念而以~

首先，先介紹一下無線網路的非常基本的概念吧~
這是在「通訊系統模擬課程訓練與推廣」學到了~
這一門課是教說如何透過Matlab去模擬數位訊號與類比訊號之間的轉換~

訊號的轉換的種類
類比訊號－類比訊號－類比訊號(例如廣播)
數位訊號－類比訊號－數位訊號(用數據機上網)
類比訊號－數位訊號－類比訊號(視訊會議系統)
數位訊號－數位訊號－數位訊號(數位資料編碼)

在真實世界中，在傳送訊號有傳送端與接收端~
傳送端：調變(modulation)
接受端：解調(demodulation)
有點像是編碼與解碼~
另外有一點要注意的是，傳送端與接收端必需使用相同的載波(也就是轉換function和inverse function)，才能把原來的訊號解析出來~

這裡有課堂上使用到的例子，我覺得還蠻清楚的，就把它記錄下來吧~
這一些對有上過通訊系統的課的人應該會覺得很簡單吧~

基頻訊號：是指未經調變等方式處理過的自然訊號(可以為類比或數位型式)，如語音和影像訊號。
載波：是指被調製以傳輸信號的波形，一般為正弦波。一般要求正弦載波的頻率遠遠高於調製信號的頻寬，否則會發生混疊，使傳輸信號失真。

訊號頻率遷移(訊號調變技術)屬於前述第一種類型之轉換。此轉換(類比調變)是將原始的基頻訊號轉換到高頻的訊號，經由類比調變後的高頻訊號稱為已調變訊號(modulated signal)。

大家已熟知一般無線通訊系統之收發機都需要天線將訊號做幅射或接收，依據天線理論，天線的長度(或大小)與所幅射或接收之訊號的頻率有很重要的關係，例如，常聽到的1/4波長天線表示天線的大小是所要幅射或接收之訊號波長的1/4倍。考量頻率為3 kHz的音頻訊號，其波長為3*10^8/3*10^3=10^5(公尺)
若要直接將此訊號直接幅射，所需天線的長度為10^5/4=25000(公尺)

另外考量一100 MHz的訊號，其波長為3*10^8/100*10^6=3(公尺)
若要幅射或接收此訊號所需天線的長度為3/4=0.75(m)

以上分析可知天線大小是與訊號的頻率成反比的，要傳送的資料訊號為基頻訊號，其頻率都比較低。因此若要以無線方式傳送基頻訊號，考量天線的實際狀況勢必要將基頻訊號轉移至較高的頻帶(透過傅利葉轉換)再傳送，也就是必須有一種「頻率遷移」技術以達到無線傳輸的目的。

前述這種訊號頻率遷移與訊號取回之程序稱為調變(modulation)與解調(demodulation)，利用前述之調變與解調技巧可建立一個簡易訊號傳輸系統(如下圖所示)，其中稱為載波頻率(carrier frequency)；通道可以是有線或無線。


簡易訊號傳輸系統在傳送端與接收端皆使用相同的載波，此種使用相同載波的系統稱為同調系統(coherent system)，在傳送端與接收端產生一個相同頻率與相位的載波是不容易的。


另一個觀念：分頻多工
多個相同頻帶的訊號移至不同頻帶使用同一個傳輸媒介傳送的方式，是順理成章的一種多工技術，我們稱之為分頻多工(frequency division multiplexing, FDM)。


一個簡單的分頻多工系統的架構如下圖所示，多工器以載波頻率、和分別將4個輸入訊號調變到不同的頻帶(稱之為通道channel)，每個通道頻寬B Hz，為了防止互相干擾，通道間以沒有使用的頻譜(稱保護帶guard band)做分隔，以此方式在單一傳輸媒介內同時傳送4個訊號之目的。


以下這一張圖，就是數位訊號透過類比訊號傳送出去，把真正的數位訊號藏在類別訊號中，也就是數位訊號－類比訊號－數位訊號之間轉換的例子


以下例子是類比訊號－類比訊號－類比訊號中的調幅(改變的是訊號的振幅)
虛線是原始訊號、而實線是實際在空氣中傳送的訊號


以下例子是類比訊號－類比訊號－類比訊號中的調頻(改變的是訊號的頻率)
第一個圖是原始訊號
第二個圖的紫色是調頻之後的訊號
第三個圖是解調頻之後的訊號