RF相關知識

前言：下文中的總結都是來自於網絡，有的來自與博客，有的來自於維基百科/百度百科，僅僅是爲了方便查看。

 

ASK:

ASK：幅移鍵控調製的簡寫，例如二進制的，把二進制符號0和1分別用不一樣的幅度來表示，就是ASK了。

OOK：ASK調製的一個特例，把一個幅度取爲0，另外一個幅度爲非0，就是OOK了。例如二進制符號0用不發射載波表示，二進制1用發射1表示。

FSK：頻移鍵控調製的簡寫，即用不一樣的頻率來表示不一樣的符號。例如2KHz表示符號0，3KHz表示符號1。

GFSK：高斯頻移鍵控的簡寫，在調製以前經過一個高斯低通濾波器來限制信號的頻譜寬度。

其中ASK跟OOK的頻譜都比較寬。

 

ASK定義

「移幅鍵控」又稱爲「振幅鍵控」（Amplitude Shift Keying），記爲ASK，是調製技術的一種經常使用方式。 　　若是數字調製信號的可能狀態與二進制信息符號或它的相應基帶信號狀態一一對應，則稱其已調信號爲二進制數字調製信號。用二進制信息符號進行鍵控，稱爲二進制振幅鍵控，用2ASK表示。

圖1：移幅鍵控原理圖

 

在「移幅鍵控」方式中，當「1」出現時接通振幅爲A的載波，「0」出現時關斷載波，這至關於將原基帶信號（脈衝列）頻譜搬到了載波的兩側。

移幅鍵控（ASK）至關於模擬信號中的調幅，只不過與載頻信號相乘的是二進制數碼而已。移幅就是把頻率、相位做爲常量，而把振幅做爲變量，信息比特是經過載波的幅度來傳遞的。二進制振幅鍵控（2ASK），因爲調製信號只有0或1兩個電平，相乘的結果至關於將載頻或者關斷，或者接通，它的實際意義是當調製的數字信號爲「1」時，傳輸載波；當調製的數字信號爲「0」時，不傳輸載波。原理如圖1所示，其中s（t）爲基帶矩形脈衝。通常載波信號用餘弦信號，而調製信號是把數字序列轉換成單極性的基帶矩形脈衝序列，而這個通斷鍵控的做用就是把這個輸出與載波相乘，就能夠把頻譜搬移到載波頻率附近，實現2ASK。實現後的2ASK波形如圖2所示。

圖2：輸出後的2ASK波形

 

　　移幅鍵控這種調製技術工做的最簡單和最經常使用的形式是開關，載波存在用「1」表明，載波不存在用「0」表明。這種類型的調製稱爲開關鍵控(OOK)，是最節省能量的調製方式，由於只有在發送「1」時輻射能量。幅移鍵控須要很高的信噪比才能解調信號，由於根據其自己特性，大部分信號都是以很低的功率進行發射的。ASK調製射頻系統的優勢是發射和接收設備的結構簡單，而且功耗比較低。但不幸的是，ASK／OOK調製系統所佔用的帶寬低於500kHz或着峯值密度根本不會落入「數字調製系統」要求的範圍。這代表ASK／OOK調製系統的發射功率被限制在50mV／m，或者必須採用一些FHSS技術以知足FCC的15．247條款的要求。

---

 

ook

 

On-Off Keying

OOK是ASK調製的一個特例，把一個幅度取爲0，另外一個幅度爲非0，就是OOK。 　　二進制啓閉鍵控（OOK：On-Off Keying）又名二進制振幅鍵控（2ASK），它是以單極性不歸零碼序列來控制正弦載波的開啓與關閉。該調製方式的出現比模擬調製方式還早，Morse碼的無線電傳輸就是使用該調製方式。因爲OOK的抗噪聲性能不如其餘調製方式，因此該調製方式在目前的衛星通訊、數字微波通訊中沒有被採用，可是因爲該調製方式的實現簡單，在光纖通訊系統中，振幅鍵控方式卻得到普遍應用。該調製方式的分析方法是基本的，於是可從OOK調製方式入門來研究數字調製的基本理論。

 

FSK頻移鍵控

中文名稱：頻移鍵控

英文名稱：frequency-shift keying;

---

 

FSK 定義：

    正弦振盪的頻率在一組離散值間改變的角度調製，其中每一離散值表示時間離散調製信號的一種特徵狀態。

應用學科：通訊科技（一級學科）；通訊原理與基本技術（二級學科）

頻移鍵控，英文縮寫FSK。

頻移鍵控是利用兩個不一樣頻率F1和F2的振盪源來表明信號1和0。用數字信號的1和0去控制兩個獨立的振盪源交替輸出。對二進制的頻移鍵控調製方式，其有效帶寬爲B=2xF+2Fb,xF是二進制基帶信號的帶寬也是FSK信號的最大頻偏，因爲數字信號的帶寬即Fb值大，因此二進制頻移鍵控的信號帶寬比較大，頻帶利用率小。

 

GFSK 調製的定義

　　GFSK - 高斯頻移鍵控

　　　高斯頻移鍵控GFSK - Gauss frequency Shift Keying ，是在調製以前經過一個高斯低通濾波器來限制信號的頻譜寬度。

調製原理

　　GFSK 高斯頻移鍵控調製是把輸入數據經高斯低通濾波器預調製濾波後，再進行FSK調製的數字調製方式。它在保持恆定幅度的同時,可以經過改變高斯低通濾波器的3dB帶寬對已調信號的頻譜進行控制，具備恆幅包絡、功率譜集中、頻譜較窄等無線通訊系統所但願的特性。所以,GFSK調製解調技術被普遍地應用在移動通訊、航空與航海通訊等諸多領域中。

GFSK調製能夠分爲直接調製和正交調製2種方式。

直接調製

　　直接調製是將數字信號通過高斯低通濾波後，直接對射頻載波進行模擬調頻。當調頻器的調製指數等於0.5,它就是熟知的GMSK(高斯最小頻移鍵控)調製，所以GMSK調製能夠當作是GFSK調製的一個特例。而在有的文獻中,稱具備不一樣BT積和調製指數的GFSK調製方式爲GMSK/FM,這其實是注意到了當調製指數不等於0.5時，該方式不能稱爲GMSK這一事實。

　　直接調製法雖然簡單,但因爲一般調製信號都是加在PLL頻率合成器的VCO上，其固有的環路高通特性將致使調製信號的低頻份量受到損失。所以,爲了獲得較爲理想的GFSK調製特性，提出了一種稱爲兩點調製的直接調頻技術。在這種技術中,調製信號被分紅2部分，一部分按常規的調頻法加在PLL的VCO端,另外一部分則加在PLL的主振盪器一端。因爲主振盪器不在控制反饋環內，它可以被信號的低頻份量所調製。這樣,所產生的複合GFSK信號具備能夠擴展到直流的頻譜特性，且調製靈敏度基本上爲一常量,不受環路帶寬的影響。可是，兩點調製增長了GFSK調製指數控制的難度。

 

正交調製

　　正交調製則是一種間接調製的方法。該方法將數字信號進行高斯低通濾波並做適當的相位積分運算後,分紅同相和正交兩部分，分別對載波的同相和正交份量相乘,再合成GFSK信號。相對而言，這種方法物理概念清晰,也避免了直接調製時信號頻譜特性的損害。另外一方面，GFSK參數控制能夠在一個帶有標定因子的高斯濾波器中實現,而不受後續調頻電路的影響，於是參數的控制要簡單一些。正由於如此,GFSK正交調制解調器的基帶信號處理特別適合於用數字方法實現。

---

RSSI:

Received Signal Strength Indication接收的信號強度指示，無線發送層的可選部分，用來斷定連接質量，以及是否增大廣播發送強度。

經過接收到的信號強弱測定信號點與接收點的距離，進而根據相應數據進行定位計算的一種 定位技術

如無線傳感的ZigBee網絡 CC2431芯片的定位引擎就採用的這種技術、算法。

接收機測量電路所獲得的接收機輸入的平均信號強度指示。這一測量值通常不包括天線增益或傳輸系統的損耗。

---

 

LNA(Low Noise Amplifier)

LNA即低噪聲放大器，是噪聲係數很低的放大器。通常用做各種無線電接收機的高頻或中頻前置放大器（好比手機、電腦或者iPAD裏面的WiFi），以及高靈敏度電子探測設備的放大電路。

---

 

SNR(signal to noise ratio)

信噪比（Signal-to-noise ratio，縮寫爲SNR或S/N），也稱做 信雜比、 信噪比或 訊雜比，在通訊系統的接收端測量。

---

 

SR：符率 (Symbol Rate)在數字電視中信號是以數碼形式傳輸的。在一個數碼單元時間內發送一個符號 (Symbol)。例如 0 或者 1 能夠是符號。在衛星電視中電磁波以正弦振盪形式發射。這個正弦振盪的相位能夠在數碼單元時間內變爲0，90，180 或者270度。這些相位就是符號。一秒鐘內發送的符號數目就是符率。實際上這個正弦振盪 (載波) 一般被多個電視節目輪流分享使用符率是各個節目共同使用的總和再加上開銷。例如一個載波的符率爲20兆符/秒共有6個電視節目分享。那麼一個電視節目的符率大約只有3兆符/秒。

---

 

碼片速率是指用戶數據符號通過擴頻以後的速率， 從MAC-d傳過來的有效fp bit通過channel coding，幀均衡， 速率匹配， 複用到CCTrCH後，分紅IQ 兩路，兩路同時分別依次進行擴頻和加擾的操做。擴頻就是將用戶數據符號與其分配到的相應的擴頻碼相乘，擴頻操做將會增長信號帶寬，由於信號的帶寬在數值上近似等於其 碼元傳輸速率，擴頻後的符號速率稱爲碼片速率。 在WCDMA系統中，由於10ms的TTI包含15個slots，每一個slot有2560個chips，一算就可得出3.84Mcps的碼片速率.

3.84M碼片=15*2560（一個slot）*100(10ms的15個slot,1s就乘以100)

Chip rate,單位：cps，chips per second

Bit對應的是有用信息，是進入物理層進行基帶信號處理前的信息位，它的速率稱爲比特速率；Symbol是在空中接口發送以前，對信息進行基帶信號處理（信道編碼）如交織、循環冗餘校驗位的添加、速率適配等以後，在進入擴頻調製以前的信號；Chip是空中接口上通過擴頻調製以後的信息單位，用於體現能量（energy）的承載。

由此，公式bit rate*SF( spreading factor)=chip rate將被修正爲chip rate=SF*symbol rate

 

spreading factor爲擴頻因子

上圖中擴頻因子爲6，表示碼片速率(擴頻後的速率)與進入擴頻調製以前的信號的比值，能夠看出擴頻倍數越大，信噪比則越高。

---

 

cyclic coding rate