北理工《无线网络与无线局域网》课程学习资料(二)15

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北理工《无线网络与无线局域网》拓展资源（二）

第二章无线网络与无线局域网

1、请简要介绍通信系统中的信噪比。

信噪比是度量通信系统通信质量可靠性的一个主要技术指标。根据通信中不同的需要，有不同的表达方式。

在调制信号传输中，信噪比一般是指信道输出端，即接收机输入端的载波信号平均功率与信道中的噪声平均功率的比值，可称为载噪比。

在模拟通信系统中，信噪比一般是指通信终端机解调器输出端的信号平均功率与噪声平均功率的比值。工程上还采用解调器输入信噪比与输出信噪比间的一组曲线，来定量比较不同的模拟调制与解调方式的通信质量的优劣。例如：当解调器输入信噪比相同时，输出信噪比调频比调幅好，同步检波比包络检波好。

在数字通信系统中，信噪比一般是指终端机的数字解调器或译码器输出端的每个数字波形（比特)的平均信号能量E与单位频带内的噪声功率N0的比值E/N0，又称为归一化信噪比或能量信噪比，是常用的指标。也可用E/N0与差错(误码）概率Pe间的一组曲线表示不同的数字调制与解调，或不同类型信道编、译码的通信质量的优劣。例如，在解调器输出端有同样质量要求（相同的差错率）时，对信噪比的要求移相比移频低（好），移频又比移幅低，相干检测比非相干检测低，采用信道编译码比不采用的低。因此，选用最佳的调制解调器是提高通信系统信噪比的主要手段。

增大或改善信噪比是提高通信质量的一项主要任务。在传输中，可通过改善传输手段和增大设备能力来实现。例如采用光缆、同轴电缆或卫星信道以减少传输损耗和噪声。但信道选定后，主要靠增大设备能力，例如在卫星通信中提高天线增益和降低接收机等效噪声温度。

信息论指出：对常用频宽为F的限时、白色高斯噪声信道，信道容量。当容量不变时，增大带宽可降低信噪比，提高信噪比必须压缩带宽。因此，抗干扰为主要矛盾时，可扩展频带换取低信噪比下接收，调频与扩频均基于这一原理。频带为主要矛盾时，则可用信噪比换取频带，多进制、多电平传输均基于这一原理。

2、噪声的三种来源？

噪声的来源很复杂，我们可以把它们大致归结为三种，第一种是元器件产生的固有噪声，电路中几乎所有的元器件在工作时都会产生一定的噪声，晶体管、电阻、电容，这种噪声是连续的，基本上是固定不变的，并且频谱分布很广泛，这种噪声除了改进元器件的材料和生产工艺外，几乎没有任何办法消除，也就是说，这种噪声几乎可以不用实验，在图纸上进行计算就可以推算出来。好在现在很多优质元器件的固有噪声都很小，在设计电路时选择优质元器件就可以把这种噪声压制到非常小的水平，小到我们根本不会听见。

第二种噪声来源于电路本身的设计失误或者安装工艺上的缺陷，电路设计失误往往会导致

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电路的轻微自激（一种自由振荡状态），这种自激一般在我们可以听到的声音范围之外，但是在某些特定条件下它们会对声音的中高频产生断续的影响，从而产生噪声。安装工艺失误就稍微复杂一些，比如接插件接触不良，接触表面形成二极管效应或者接触电阻随温度、振动等影响发生变化而导致信号传输特性变化，产生噪声。还有元器件排布上的失误，将高热的元器件排布在对温度敏感的元器件旁边，或者将一些有轻微振动的元器件放在对振动敏感的元器件旁边，或者没有足够的避震措施……等等这些，都会产生一定的噪声。这些噪声可以说都是人为造成的，对于经验丰富的电子设计师来说，这些噪声都是可以避免或者大大减轻的。

第三种噪声则是非常广泛的，也是经常被提起的干扰噪声。这种噪声来源很复杂，主要包括几个方面：

空间辐射干扰噪声：任何导体通过交变电流的时候都会引起周围电场强度的变化，这种变化就是电场辐射，同样，像变压器这样的磁体也会引起周围磁场强度的交替变化。我们知道，交变电场和磁场中的闭合导体会产生和电场磁场变化频率相同的交变电流，也叫感应电流。音响设备中所有的元器件、导线、电路板上的铜箔都是电导体，因此不可避免地会产生感应电流。这种感应电流叠加在信号中就会产生噪声。

线路串扰噪声：某些电气设备会产生干扰信号，这些干扰信号通过电源、信号线等线路直接窜入音响设备中。

传输噪声：这种噪声是信号在传输过程中由于传输介质的问题产生的，比如接插件的接触不良、信号线材质不佳、地电流串扰等等。其中，地电流串扰是经常容易被忽视的问题。由于民用音响器材大多采用非平衡传输方式，信号线的外屏蔽层实际上也参与的信号的传输，通常屏蔽层与音响器材的“地”连接，大多数音响器材的地是和设备的外壳相连的，并且和住宅供电线路提供的“大地”相连接。在正常情况下，住宅供电的大地是非常理想的，它使得所有连接线路的“地”都是平等的。但是，一旦这个接地出现故障，甚至某些不负责任的电力公司将这个地与市电的“零线”连接，就会出现问题了。此时消耗功率大的器材的“地”电压比别的器材要“高一点”，比且这个高低的差别还会随着消耗功率的大小发生变化，我们知道，一般的音频信号线中传输的信号是很微弱的，这变化则足以使得信号线中传输的信号产生很大的变化。这变化除了产生失真外，也包含了一定的噪声。并且，由于接地不良，空间辐射对于信号传输的影响也会加剧。

3、CDMA是扩频通信的一种，它具有哪些特点？

（1）抗干扰能力强。这是扩频通信的基本特点，是所有通信方式无法比拟的。

（2）宽带传输，抗衰落能力强。

（3）由于采用宽带传输，在信道中传输的有用信号的功率比干扰信号的功率低得多，因此信号好像隐蔽在噪声中；即功率话密度比较低，有利于信号隐蔽。

（4）利用扩频码的相关性来获取用户的信息，抗截获的能力强。

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