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【QQ空间转移】原创 通信历史及接收机

2020-03-22 22:03:23  阅读:251  来源: 互联网

标签:QQ 频率 通信 无线通信 接收机 中频 信号


  2012-2-26 23:05     通信历史及接收机  
通信技术起源于19世纪末,发展于20世纪,我觉得可能会收尾于21世纪。通信技术发展的历程和电子技术的发展息息相关。
19世纪: 通信技术分为有线通信和无线通信,有线通信依靠电流(铜线)和光波(光纤),无线通信依靠电磁波。因此电磁波是无线通信的根本。
可电磁波这玩意看不见摸不着,谁第一个发现并利用它的捏?
1864年,英国的物理学家麦克斯韦(J.c.Maxwel)建立了电磁理论并预言了电磁波的存在。然后德国物理学家海因里斯.赫兹(H.R.Hertz)在1888年通过实验证实了电磁波的存在。不过Hertz当时并不认为电磁波能用于无线通信,其实这也非常好理解,打个低俗的比方,你在教室放了个屁,你在食堂肯定闻不到。不过技术的发展会超过人的想象力的,只要你的屁足够臭,你的鼻子足够灵,还是能够闻到的。
1875年,苏格兰人亚历山大.贝尔(A.G.Bell)发明电话,这应该算有线通信的始祖了。
1895年,意大利人马可尼(Marconi)进行了传距数百米的无线通信,正式拉开了无线通信技术发展的序幕。好像近代有名的意大利人除了球星就只剩下这个马可尼了。。。
20世纪: 1901年,马可尼进行了横渡大西洋的无线通信,证明了长距离无线通信的可能性。
1904年英国电气工程师弗莱明(J.A. Fleming)发明真空二极管(diode)。1907年美国物理学家德福莱斯特(De Forest Lee)发明真空三极管(triode)。通信技术进入了真空电子管的时代。啥叫真空电子管,现在已经很少见了,就是一个密封的小玻璃瓶,里面抽成真空,然后在上面插上两个到五个电极(几个电极就叫几极管),其中阳极阴极各一个,加热阴极,让阴极上的电子跑到真空玻璃瓶里,然后被玻璃瓶中的阳极吸走,对三极管来说,还有一个是栅极,位置在阴阳之间,控制阳极吸电子的速度。
这个时候的无线通信方式大多数AM或FM,接收机采用非相关的接收方式,对AM来说就是包络检波,如马可尼的粉式检波器、著名的矿石检波器,对FM来说就是鉴频器。不用相干解调的原因是因为那时候还没有锁相环,无法获得同频同相的本地载波。 一开始的接收机的方式是接收端对高频信号进行滤波,然后放大,再检波。加拿大的工程师Reginald Fessenden在1901用一个频率和信号频率很相近的本振和射频信号相乘,然后接收信号下变频到可听的音频范围(约为16Hz~16kHz),这样在扬声器端可以听到莫尔斯电码“点”和“短线”的声音,即用一个和接收信号频率略差的信号“拍”出音频信号。但由于当时的本振很不稳定而没有广泛应用。这种方式的接收机叫外差接收机(heterodyne),来自于希腊语的词根hetero(“相异的,不同的”)和dyn(“功率”)。
1918 年, 美国电气工程师E.H 阿姆斯特朗发明了超外差式接收装置。利用本地产生的振荡波与输入信号混频,将输入信号频率变换为某个预先确定的频率,这个固定的频率一般被称为中频(IF),由于中频频率高于外差方式中的音频,因此叫超外差(Superheterodyne)。 在当时,相对于外差方式,超外差的优点是最终信号的质量受本振稳定度的影响没那么大。
1932,H. de Bellescise提出来锁相环的概念,这是相干接收机的基础。然后超外差式相干接收机成为主流。
1947年12月16日:威廉·肖克利(William Shockley)、约翰·巴丁(John Bardeen)和沃特·布拉顿(Walter Brattain)成功地在贝尔实验室制造出第一个晶体管。然后集成电路按照摩尔定律迅猛发展。
1948,香农发表论文《通信的数学理论》开创了信息论。
1962年,低密度奇偶检查码(LDPC code)被Gallager提出,不过受限于当时的器件技术,低密度奇偶检查码并无法实用。 1966年,Robert.W.Chang提出OFDM的原理。 1993年,两位法国教授Berrou、Glavieux 和他们的缅甸籍博士生Thitimajshima 提出Turbo 码。    20世纪末,MIMO的应用(虽然MIMO的概念是由马可尼于1908年提出)

对于频带通信系统来说,接收机的任务是将信号的频率从射频变到基带,再从基带信号中提取出有用信息。综上所述,接收机的变频方式其实就是两种,直接变频和分阶段变频。  

1 直接变频
homodyne 或 synchrodyne 或 Direct-conversion receiver 或 zero-IF receiver
1)非相干接收的方式,在超外差接收机出现之前,大多是这种方式,即直接对射频信号进行检波。这种古老的方式已经消失很久了。
2)随着通信设备的小型化和节能等要求,以及振荡器的性能的提升,现在一种零中频的接收机也较为常见,用正交的两路本振信号分别和射频信号相乘,直接提取出IQ信号,然后对IQ信号进行采样,这种方式的优点是 结构简单,无镜频干扰,缺点是IQ不平衡,本振泄漏导致直流偏移,难以进行载波同步。据我所知,一般用于半相干的差分解调系统或相干的OFDM系统(OFDM中的导频可以进行信道估计)。

  2 分阶段变频(多次变频只考虑最后一次变频的方式)
1)超外差式(Super heterodyne)不再介绍,这种方式流行了快1百年,优点是选择性好,选择范围宽,现在在一些传统的接收机和扫描式频谱仪中还在使用。 2 )低中频接收机(Low IF receiver),低中频和超外差的区别就是中频频率很低,低到可以进行数字化,因此低中频方案采用的是数字中频,即先将中频信号数字化,然后和NCO相乘进行数字下变频。优点是无IQ不平衡,无本振泄漏导致直流偏移,缺点是由于中频低,所以镜频和信号频率靠得很近(2倍中频),不容易滤除。现在这种方式是主流。

标签:QQ,频率,通信,无线通信,接收机,中频,信号
来源: https://www.cnblogs.com/chest/p/12548707.html

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