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Unit 5 多址技术Unit 5-1第一部分：多址技术：频分多址、时分多址、码分多址多址方案用于使许多用户同时使用同一个固定带宽的无线电频谱。
在任何无线电系统中分配的带宽总是有限的。
移动电话系统的典型总带宽是50MHz，它被分成两半用以提供系统的前向和反向连接。
任何无线网络为了提高用户容量都需要共享频谱。
频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）是无线系统中由众多用户共享可用带宽的三种主要方法。
这些方法又有许多扩展和混合技术，例如正交频分复用（OFDM），以及混合时分和频分多址系统。
不过要了解任何扩展技术首先要求对三种主要方法的理解。
频分多址在FDMA中，可用带宽被分为许多个较窄的频带。
每一用户被分配一个独特的频带用于发送和接收。
在一次通话中其他用户不能使用同一频带。
每个用户分配到一个由基站到移动电话的前向信道以及一个返回基站的反向信道，每个信道都是一个单向连接。
在每个信道中传输信号是连续的，以便进行模拟通信。
FDMA信道的带宽一般较小（30kHz），每个信道只支持一个用户。
FDMA作为大多数多信道系统的一部分用于初步分割分配到的宽频带。
将可用带宽分配给几个信道的情况见图5.1和图5.2。
时分多址TDMA将可用频谱分成多个时隙，通过分配给每一个用户一个时隙以便在其中发送或接收。
图5.3显示如何以一种循环复用的方式把时隙分配给用户，每个用户每帧分得一个时隙。
TDMA以缓冲和爆发方式发送数据。
因此每个信道的发射是不连续的。
待发送的输入数据在前一帧期间被缓存，在分配给该信道的时隙中以较高速率爆发式发送出去。
TDMA不能直接传送模拟信号因为它需要使用缓冲，因而只能用于传输数字形式的数据。
由于通常发送速率很高，TDMA会受到多径效应的影响。
这导致多径信号引起码间干扰。
TDMA一般与FDMA结合使用，将可用的全部带宽划分为若干信道。
这是为了减少每个信道上的用户数以便使用较低的数据速率。
1 The transistor is what started the evolution of the modern computer industry in motion.晶体管开启了现代电脑工业的革命2 The storage cell only requires one capacitor and one transistor, whereas a flip-flop connected in an array requires 6 transistors.存储单元仅需要一个电容和晶体管，并而不像触发器整列那样需要6个晶体管3 There has been a never ending series of new op amps released each year since then, and their performance and reliability has improved to the point where present day op amps can be used for analog applications by anybody.从此以后每年都有新系列的运放发布，他们的性能和可靠性得到了提升，如今任何人都能用运放来设计模拟电路。
4 This is capable of very high speed conversion and thus can accommodate high sampling rates, but in its basic form is very power hungry.它具有高速转换能力，从而能适应高速采样速率，但它的基本形式非常耗电。
5 During the “on” period , energy is being stored within the core material of the inductor in the form of flux.在”on”阶段，能量以涌浪形式存储在电感的核芯材料里面6 The design goal of frequency synthesizers is to replace multiple oscillators in a system, and hence reduce board space and cost.频率合成器的设计目标是取代系统中多个振荡器，从而减小板卡面积和成本。
a portion of 一部分a variety of各种各样的a mass of 大量的AC abbr. Alternating Current 交流电accide ntal adj.意外的accumulator n.累加器acquisiti on n.获取，采集acquisition time 采集时间acquisition time 采集时间activate vt .激活active adj.有源的actuator n 致动器，执行器add-o n n.附件administration邮电管理局address vt.从事，忙于address gen erator 地址产生器address poin ter 地址指针addressing mode 寻址模式adjustme nt n 调整，调节ADSL abbr. Asymmetrical Digital Subscriber Loo非对称数字用户线adverse adj不利的，相反的AFG Arbitrary Function Generator 任意函数发生器aggregate v.聚集，合计AGP Accelerated Graphic Port 加速图形接口akin adj.同族的，类似的algorithm n.算法alias ing n.混叠现象alkali ne adj.碱性的all in all 总而言之all of a sudde n 突然allocate vt.分配allocate vt.分配allow for 虑及，体谅allow for 虑及，酌留alpha nu mericadj.包括文字与数字的alter v.改变alter native n .选择 ALU abbr Arithmetic Logic Unit 算术逻辑单元alumi nium n 岭铝ambie ntadj.周围的 n.周围环境an alogous adj.类似的 an cillary adj.辅助的，副的an guish n 痛苦，苦恼analogyn.类似，类推an gular freque ncy 角频率anno tati on n.标注，注角军antenna n.触角，天线anti-aliasing filter抗亍昆叠滤波器anti-aliasing filter 抗混叠滤波器applia nee n.用具，器具applia nee n.用具，器县applicati on in terface 应用程序接口approach n.方法appropriate adj.适当的approximati on n.近似（值）approximati on n.逼近，近似值archive vt.存档n.档案文件arena n.竞技场，舞台arena n.竞技场舞台arise from 由…引起；从…中产生arithmetic n算数array n.阵列，数组array n.数组，阵列artificial adj.不自然的as a consequenee 因此匕as always 照常as opposed to ..与...相反as yet到目前为止ASIC abbr. Application Specific Integrated Circuit专用集成电路ASIC Applicati on Specific In tegrated CircuitASIC Applicatio n-Specific I ntegrated Circuit^ 用集成电路assembler n 汇编器assembly Ian guage 汇编语言assig nment n.赋值ASSP abbr. Application Specific Standard Product专用标准器件ASSP Applicatio n-Specific Sta ndard Part专用标准器件assume vt 假定asynchronous adj.异步的asynchronous adj.异步的atte nu ator n.衰减器audiophile n.高保真音响爱好者auditorium n.会堂，礼堂auditory system 听觉系统automatic variable 自动变量automotive adj.汽车的AWG Arbitrary Waveform Ge nerator 任意波形发生器B(be) known as …称作......(be) capable of具备••…的能力(be) equivalerit to 相当于... ,等价于 ...(be) proportional to 与•…成比例back bias 反向偏压backplane n.背叛backside n.背部，后方bar graph条形图bargai n n.交易，协议，廉价品barrier n.隔板，势垒，阻挡层base station 基站base stati on 基站baseba nd n.基带baud n 波特be concerned with •对•…关心be encumbered with 为…•所累be mad e up of由…•组成be referred to as.... 被称作...be thought of as 被认为....beam splitter 分光镜behavioral syn thesis 行为综合ben eficial adj.有益的，受益的Bessel filter贝塞耳滤波器biased adj.加偏压的，有偏向的bill of materials 材料单BIOS abbr. Basic Input Output System基本输入输出系统bipolar adj.双极性的bit vector位向量bland adj.平淡的block diagram 方框图blow up 爆炸，放大blur v使…•模糊BNC bayo net neill-co ncelman 同轴电缆卡环形接头boast v.夸耀Bode plot伯德图bond n.接头Boolean variable 布尔变量boost n.升压，放大bootn.启动，引导，自举boot sector弓丨导扇区bootstran.引导程序pbootstraloader引导装入程序pbrake n.刹车branch instruction分支指令brief adj.短暂的bring up 捉出，引出browse v.浏览budget n.预算budget n.预算budgetary adj.预算的buffer n 缓冲器buffer r 1.缓冲器，缓冲区buildi ng block构件，模块built-in adj.内置的bulky adj.体积大的bulky adj谷量大的，体积大的bun chin.聚束ngbus in terface 总线接口bus in terface 总线接口by one ' s(own) bootstraps 通过自己的努力by way of 经由；作为Ccable n.电缆cable modem 线缆调制解调器cable TV 有线电视cache n.高速缓存CAD Computer Aided Desig n 计算机辅助设计calculable adj.可计算的，能预测的calculation-intensive algorithm 运算密集型算法camcorder n.便携式摄像机can did adj.非排演的，偷拍的capacitive adj.电容性的capacitor n.电容器capacity n.容量，电容capture v .记录，输入carrier wave 载波cascade n 级联cathode n.阴极cauldr on n.大锅炉CB citizens'band 民用波段CCD Charge Coupled Device 电荷耦合器件CD Compact Disc 光盘cell n.细胞，蜂房，电池cellular adj.蜂窝状的characterizati on n.描述，表征charge pump 电荷泵chat n.聊天Chebyshev Type l filter切比雪夫1型滤波器chip rate码片速率chro minance n.色度circular adj.圆形的，循环的circular adj.循环的，环形的circular buffer循环缓冲区class n.类clear-cut adj .界限分明的clever adj.精巧的，灵巧的，巧妙的clich e n空话，套话，废话clock jitter 时钟抖动clump n.块，团CMOS abbr. Compleme ntary Metal-Oxide-Semico nducto互补金属氧化物半导体vi.碰撞，抵触concerned adj.有关的adj.并发的con curre nt process 并发进程con diti onal adj.条件的con diti oning n 调节，调整con duct v 传导con ductivity n.传导性，传导率con figure vt.配置，设定con flict n .冲突，抵触con forma nee n.顺应，一致conjugate adj .共轭的con seque ntly adv.从而，因此con sist of...由…•组成con solidated adj 。
第五章电脑类型和未来发展计算机是一种电子设备，可以得到一组指令或程序，然后通过执行数值计算或编程和其他形式相关联的信息。
微机：由微电脑智能台式机或笔记本大小的计算机设备，它使用微处理器作为中央处理器，或CPU。
微型机计算机也被称为个人电脑（PC），家用电脑，小型商用电脑，微型电脑。
最小的被称为膝笔记本电脑。
当他们第一次出现，他们被视为单一的用户设备，他们第一次能够处理只有4、8或16比特的信息。
最近微型和大型计算机的区别，大型计算机以及较小型系统称为微型计算机主机）已经变得模糊，随着新微电脑机型增加了速度和数据处理能力，是他们的CPU 变成32位，甚至64位多用户范围。
小型机：小型计算机是一种中级计算机建立用来执行复杂运算而有效率地处理运算的输入和输出的高层次用户的链接通过终端。
小型机也经常可以在网络上和其他小型机链接和分布计算在所有链接设备中。
小型机是在大量使用和在交易过程应用上和作为主机系统和局域网的接口界面。
大型机：一台大型机是一个高层次的计算机被设计为了最繁重的运算任务。
大型机通常由多个用户要通过终端计算机共享。
最强大的大型机称为巨型机，执行高度复杂和耗时的计算，并大量使用在抽象和应用科学家的研究，大型企业和军队。
超级电脑：在计算机科学，超级计算机，超级大，非常快，并且是昂贵的电脑应用复杂的计算，通常情况下机器能执行流水线指令，并提供向量指令。
超级计算机可以，例如，执行数据巨大的计算，在电影中被要求制订和被模拟运动的飞船。
超级计算机也可应用气象预报，大尺度科学建模和石油商品出口。
在计算机发展的一个持续的趋势是微型化，努力将多电路压缩成越来越小的芯片空间。
研究人员还试图加快电路功能通过使用超导减少电阻的现象被看作是将物体暴露在非常低的温度下会变得更冷。
计算机网络已将成为越来越重要的计算机的发展技术。
网络大量的计算机互联通信设施连接。
公共互联网是一个全球性的计算机网络的例子。
网络连接着计算机通讯交换信息，在某些情况下，共享的工作，使更多电脑可以开展合作，执行任务。
Unit 2 集成电路Unit 2-1第一部分：集成电路数字逻辑和电子电路由称为晶体管的电子开关得到它们的（各种）功能。
粗略地说，晶体管好似一种电子控制阀，由此加在阀一端的能量可以使能量在另外两个连接端之间流动。
通过多个晶体管的组合就可以构成数字逻辑模块，如与门和触发电路等。
而晶体管是由半导体构成的。
查阅大学化学书中的元素周期表，你会查到半导体是介于金属与非金属之间的一类元素。
它们之所以被叫做半导体是由于它们表现出来的性质类似于金属和非金属。
可使半导体像金属那样导电，或者像非金属那样绝缘。
通过半导体和少量其它元素的混合可以精确地控制这些不同的电特性，这种混合技术称之为“半导体掺杂”。
半导体通过掺杂可以包含更多的电子（N型）或更少的电子（P型）。
常用的半导体是硅和锗，N型硅半导体掺入磷元素，而P型硅半导体掺入硼元素。
不同掺杂的半导体层形成的三明治状夹层结构可以构成一个晶体管，最常见的两类晶体管是双极型晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET），图2.1给出了它们的图示。
图中给出了这些晶体管的硅结构，以及它们用于电路图中的符号。
BJT是NPN晶体管，因为由N—P—N掺杂硅三层构成。
当小电流注入基极时，可使较大的电流从集电极流向发射极。
图示的FET是N沟道的场效应型晶体管，它由两块被P型基底分离的N型组成。
将电压加在绝缘的栅极上时，可使电流由漏极流向源极。
它被叫做N沟道是因为栅极电压诱导基底上的N通道，使电流能在两个N区域之间流动。
图2.1所示的另一个基本的半导体结构是二极管，由N型和P型硅连接而成的结组成。
二极管的作用就像一个单向阀门，由于电流只能从P流向N。
可以构建一些特殊二极管，在加电压时可以发光，这些器件非常合适地被叫做发光二极管或LED。
这种小灯泡数以百万计地被制造出来，有各种各样的应用，从电话机到交通灯。
半导体材料上制作晶体管或二极管所形成的小芯片用塑料封装以防损伤和被外界污染。
在这封装里一些短线连接半导体夹层和从封装内伸出的插脚以便与（使用该晶体管的）电路其余部分连接。
Unit 4 通信和信息论Unit 4-1第一部分：远程通信远程通信是远距离通信的信号传输，在现代，通常这个过程需要电子发射机发射电磁波，但是在早期远程通信包括使用烟火信号，鼓或旗语或日光仪。
今天，远程通信很普遍的，助推这一过程的设备如电视，无线电和电话在世界的许多地区都已很普遍。
还有连接这些设备的许多网络，包括计算机网络，公共电话网，无线电网和电视网络。
互联网上的计算机通信是众多通信的一个例子。
通信系统通常由通信工程师设计。
在这个领域中早期的发明家有Alexander Graham Bell, Guglielmo Marconi 和John Logie Baird。
通信在当今的世界经济发展中起着举足轻重的作用，通信产业的税收在世界总产值的比例已接近百分之三。
基本要素每个通信系统包括三个基本要素：采集信息并能将其转换为信号的发射机，传输信号的传输媒介，接收信号并能将其还原为有用信息的接收机。
考虑一个无线电广播的例子。
广播塔是发射机，收音机是接收机，传输媒介是自由空间。
通常通信系统都是双向的，一个设备既做发射机又做接收机，即收发器。
例如，移动手机就是一个收发器。
电话线上的通信称为点对点通信，因为只在一个发射机和一个接收机之间。
通过无线电广播的通信称为广播（一对多）通信，因为通信是在一个大功率的发射机和许多接收机之间。
模拟或数字信号可以是模拟的，也可以是数字的。
在模拟信号中，信号根据信息而连续变化。
在数字信号信息被编码为一组离散值（如，1和0）。
在传输过程中，模拟信号中的信息会因噪声而退化。
相反，只要噪声不超过一定的阈值，数字信号中的信息是不会丢失的。
这是数字信号相对于模拟信号一个关键的优点。
网络网络是由一个相互通信的发射机、接收机或收发机的集合。
数字网络由一个或多个路由器组成，路由器正确地将数据发送给用户。
模拟网路由一个或多个交换器组成，交换器在两个或多个用户间建立连接。
这两种网络都需要中继器，用于远距离传输时的放大或重建信号。
Unit 8 光通信Unit 8-1第一部分：电磁频谱仔细研究表8.1中的频率表可以看到各种用于信息传输的光学技术的潜力。
人们所感兴趣的“现代”常规通信系统的信息传播速率通常相应于电话系统中的音频、商用广播系统中的无线电频率、或是最先进的视频节目分配系统中的数字电视数据率。
这些数据率通常低于几个吉赫兹（GHz）。
如果传输这样的信息不是将它加载到光纤上，而是加载在略高于最大速率的射频载波上，则此射频载波就会是厘米波或是波长更长一些的波。
用光载波则有很大的优越性。
一个明显的优点就是光纤的低损耗和方向性。
载波的数据率显然必须高于信息速率。
通信系统的一个基本原则是频率愈高，技术就愈复杂。
处理微波就比处理无线电波更困难。
随着波长减小到接近于电路元件的尺寸，电路单元就不再是集总的，导线可起到反射元件以及（或）天线的作用，集总单元则成为电磁谐振器。
这通常意味着当发送的信息较多时，代价也较高，因此在较高的信息率要求较高的频率这层意义上，要考虑传输信息的每个bps的成本问题。
于是，观察上述频率表得到的第一个结论就是，对于频率为数百特赫兹（THz）的光载波而言，信息的带宽在某种意义上是免费的。
就是说与大多数器件相比，光的波长是如此之小，以至于所用技术与电和微波有根本的不同。
一旦我们具备了这样的技术，则无论信息率有多高，再也没有必要改变载波了，因为载波频率高于任何现实信息率所能达到的程度。
不过带宽也不是完全免费的，因为编码器和解码器必须工作在相应于信息率的频率上，而系统其余部分大都只需要处理载波和调制。
如果一个元件可以工作在5⨯1014Hz的频率上，在这个频率信息偏移千分之一（相应于500吉赫兹的信息率）对器件的性能将没有什么影响。
因此，只要系统已经建立起来，大体上就可以随意升级系统而不会涉及常规系统中改变电磁载波所需付出的那种代价。
光波的宽频带一个结果就是光载波可以同时携带许多不同电话信号和电视节目等。
通常实现这种同时传输多路信息的过程（至少以同步格式实现）称为时分复用。
Unit 8 数字信号和信号处理Unit 8-1第一部分：数字信号处理数字信号处理（DSP）是研究数字表示的信号以及这些信号的处理方法。
数字信号处理和模拟信号处理是信号处理的子领域。
数字信号处理包括音频及语音信号处理、声纳和雷达信号处理、传感器阵列处理、谱估计、统计信号处理、图像处理、通信信号处理、生物医学信号处理等子领域。
数字信号处理的目标通常是测量连续的真实世界的模拟信号或对其滤波，因此，第一步常常是使用模数转换器将信号从模拟形式转换成数字形式。
通常，要求的输出信号为另一个模拟输出信号，这就需要数模转换器。
数字信号处理的算法有时通过使用专用计算机来实现，它们（专用计算机）利用被称为数字信号处理器的专用微处理器（简称DSP）。
这些数字信号处理器实时处理信号，通常是针对具体目的而设计的专用集成电路（ASIC）。
当灵活性和快速开发比大批量生产的成本更重要时，DSP算法也可以用现场可编程门阵列来实现。
数字信号处理域在数字信号处理中，工程师通常在下面几个域的一个域中来研究数字信号：时域（一维信号），空域（多维信号），频域，自相关域以及小波域。
他们按照某些依据来猜测（或试验不同的可能性）那一个域能够最好地表示信号的本质特性来选择在其中进行信号处理的域。
从测量设备得到的样本序列产生（信号的）时域或空域表示，而离散Fourier变换则产生频域表示即频谱。
自相关定义为信号与其自身经过时间或空间间隔变化后的互相关。
信号采样随着计算机应用的增长，数字信号处理的使用和需求日益增多。
为了能够在计算机上使用模拟信号，必须使用模数转换器（ADC）对其进行数字化。
采样通常分两步实现：离散化和量化。
在离散化阶段，信号空间被分割为相等的区间，用相应区间的代表性信号值代替信号本身。
在量化阶段，用有限集中的值来近似代表性的信号值。
为了能够正确地重建被采样的模拟信号，必须满足奈奎斯特-香农采样定理。
定理规定：采样频率必须大于两倍的信号带宽。
