无线通信初探 （一）

一 、 通信的模型

信源→发送设备→信道→接收设备→信宿

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噪声

上图是一个系统的通信模型，任何一种通信方式都遵循这上面的模型场景，无论是有线通信，无线通信，还是光通信。信源和信宿很好理解，我们传递一个信息，一定是有信号的源头和目的，通信的整个过程就是把信息从源头传递到目的地。

发送设备和接受设备就是通信系统中的信息编码和调制解调器，他们负责把信息编码后，调制到特定的信道上进行传输，比如有线通信场景中，我们用CAN通信来举例，发送设备可以认为是我们的单片机或者CAN外设收发器，而这里的信道就是CAN通信的那两根线。

切换到无线通信场景上，对于信道的分配就有一些区别，有线通信中，我们可以使用物理中的线缆来区分不同的信道，使得它们之间避免干扰。在无线信道中，空间都是大家共享的，因此，我们会根据载波的频段来划分信道，比如我们通常用的遥控器是433MHz，这就是一个信道。而我们使用的蓝牙，wifi则是使用的2.4GHz的信道。

那么，为什么蓝牙和wifi都使用同样的2.4GHz 信道，却都能进行各自的通信呢？类比到有线通信中，就好比我们用两根线来传输信号，即可以连接485通信，也可以用这两根线来进行CAN通信，也可以使用同样的两根线来进行串口通信。

因此，它们是信道相同，编码不同。在无线通信中，2.4GHz并不是2400MHz，它是指的一个频率段，比如2400 ~ 2480Mhz，那么我们每2Mhz分为一个通道，还是能分出很多个通道的，所以在不同的信道分配方式下，我们可以在2.4GHz这一段上既能够做蓝牙通信，也能够做wifi通信，还能做zigbee通信。

二、信号的分类

在无线通信系统中，我们通常传输的信号分为两类，模拟信号和数字信号。

最早之前，我们的半导体收音器，黑白电视机的通信都是模拟信号调制然后传输的，直到近年来，数字信号在无线通信中的使用才愈加普遍。自然界中大部分信号是模拟信号，比如声音，我们如果想通过无线通信系统更快速和更可靠的传递这些信息，就需要将模拟信号数字化，然后在进行编码，最终通过无线通信传输到信宿端，信宿端通过解码和解调制来获取到传输过来的数字信号，再恢复成模拟信号给到人类大脑。

为什么要传递数字信号呢？

因为这样的传输更可靠，带宽高，可恢复性高。而其中的编解码就是为了提高数字信号在无线信道中传输的可靠性与高速率之间的权衡。

三、模拟信号到数字信号的转换

数字世界是一个离散的世界，其原因是我们的数字系统有一个时钟，这个时钟决定了处理任何信号都是滴答一下，处理一下，不可能达到连续值的状态，虽然我们的数字系统在硅芯片上随着摩尔定律在不断的发展，但也只是不断地靠近连续信号，永远达不到。

由于我们做不到连续的信号，所以就出现了音视频领域的采样频率的问题，在音频中，往往体现为采样的频率，也就是多长时间对一个音频电压信号进行量化；在视频中，我们将画面分成一堆小方块，在每个小方块上对颜色进行量化。

四、编码和解码

编解码除了是对信息源进行一定的编码外，我们还会对信道进行一定的编码。

信源编码是针对我们要传输的信息，也就是信号的源进行编码，对于信源的编码通常是为了压缩信息进行传输，这样一来，在相同的带宽里可以达到更高的传输速率。当然，编码也可以对信息做扩张，这种一般是增加冗余信息，比如加密等。信源编码的常见类型，比如视频的MPEG-4、H.265，以及音频中的MP3，AAC等。

信道编码则更注重于传递过程中减少错误，也就是相当于保证了信道的通畅性和可靠性。

• 按纠错检错能力：检错码，纠错码，纠删码按检验关系：线性码和非线性码按约束关系：分组码，卷积码，Turbo编码

下一篇，我将继续学习无线通信的调制和解调部分。