2021.7.5發布，持續更新到2022年初
第一章 緒論
1.1 無線通信系統概述
無線通信系統的組成
先通過一個框圖來大致了解一下無線通信系統的組成：
上圖中顯示的各個組件可以被分成幾個部分：
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信源（系統的信號輸入端）——話筒
信宿（系統的信號輸出端）——揚聲器 -
放大器
在組成框圖中出現了非常多級放大器，其基本作用是放大有用信號並對無用信號進行濾波。
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調制解調部分——調制器與解調器
無線通信中，高頻通信具有許多優點，最大的優點就是避免了低頻資源有限的弊端，展寬了信號的可用頻帶寬度，減小了不同頻段信號干擾的可能。並且由於信號頻率越高，信號的發射與接收天線長度就可以造得越短，所以高頻信號也更適合天線輻射和接收。為了充分利用高頻信號在無線傳輸中的優點，我們需要在接收到一個低頻的輸入信號時，將其從低頻搬運到高頻，這正是調制要達到的目的。進行調制的零部件稱為調制器。輸入調制器的信號稱為調制信號，經調制器調制后輸出的信號稱為已調信號。
我們知道，如果在一個固定的高頻信號疊加不同的低頻波，那么原高頻信號就會隨着低頻波輸入的不同而發生變化。利用這一原理，我們為調制器選定一個固定的高頻信號（如高頻正弦波），當低頻的調制信號輸入時，將其與高頻信號做某種固定規則的運算，使已調信號的輸出特征（如幅值、頻率特性等）發生變化，這樣就相當於將調制信號的一部分信息通過某種方式疊加到了高頻信號上。在這里，高頻波就是信息的載體，改變了的輸出特征就是信息。我們把上述這種固定的高頻信號稱為載波信號，把這種疊加過程叫做調制。
上述介紹的是對模擬輸入信號的調制原理。當然，也可以對數字信號進行類似的調制。根據調制信號和調制方式的不同，可以將調制分類為模擬/數字調制或線性/非線性調制。
解調就是調制的逆過程，將接收到的高頻信號通過解調產生本地使用的低頻信號。
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混頻（待補充）
無線通信系統的類型
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按照工作頻段（傳輸手段）分類
中波通信、短波通信、超短波通信、微波通信、衛星通信等 -
按照通信方式分類
全雙工通信、半雙工通信、單工通信 -
按照調制方式分類
調幅、調頻、調相、混合調制等 -
按照傳送消息的種類分類
模擬/數字通信 話音通信、圖像通信、數據通信、多媒體通信等
1.2 無線電信號的調制
高頻信號
首先需要強調的是，前面一節講的高頻信號是一個相對的概念。廣義的高頻指的是射頻，其頻率范圍非常寬，如要細分也可以分為若干波段。以下給出一張無線電波的頻（波）段划分表：
| 波段名稱 | 波長范圍 | 頻率范圍 | 頻段名稱 | 主要傳播方式和用途 |
|---|---|---|---|---|
| 長波 (LW) | 103~104 m | 30~300 kHz | 低頻 (LF) | 地波 遠距離通信 |
| 中波 (MW) | 102~103 m | 300 kHz~3 MHz | 中頻 (MF) | 地波、天波 廣播、通信、導航 |
| 短波 (SW) | 10~100 m | 3~30 MHz | 高頻 (HF) | 地波、天波 廣播、通信、導航 |
| 超短波 (VSW) | 1~10 m | 30~300 MHz | 甚高頻 (VHF) | 直線傳播、對流層散射 通信、電視廣播、調頻廣播、雷達 |
| 分米波 (USW) | 10~100 cm | 300 MHz~3 GHz | 特高頻 (UHF) | 直線傳播、散射傳播 通信、中繼與衛星通信、雷達、電視廣播 |
| 厘米波 (SSW) | 1~10 cm | 3~30 GHz | 超高頻 (SHF) | 直線傳播 中繼與衛星通信、雷達 |
| 毫米波 (ESW) | 1~10mm | 30~300 GHz | 極高頻 (EHF) | 直線傳播 微波通信、雷達 |
其中，分米波、厘米波和毫米波屬於微波范疇。由於微波頻率很高，且波長與電路尺寸相當，所以不再能使用集總參數分析實現，而需要應用分布參數的方法和“場”的概念分析實現。“高頻電路”研究的是處理不處在微波范疇的高頻信號電路的工作特性。
在高頻電路中，我們主要處理三種無線電信號：
- 消息（基帶）信號
基帶信號即調制信號，即指沒有進行過調制的原始信號。 - 高頻載波信號
高頻載波信號主要指用於調制的高頻振盪信號和用於解調的本地振盪信號，即1.1中所述的載波信號。載波信號一般為單一頻率的正弦信號或脈沖信號。 - 已調信號
已調信號指調制信號對載波信號進行調制后得到的輸出信號。
其中，基帶信號一般為低頻信號，載波信號和已調信號通常屬於高頻信號范疇。
無線電信號的傳輸特性
無線電信號有多方面的特性，主要有時間特性、頻譜特性、調制特性、傳播特性等。
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時間特性
時間特性最容易理解，就是任意一個信號都可以看成某一模擬量（電壓、電流等）隨時間的變化函數。 -
頻譜特性
對於較為復雜的信號，可以通過時域到頻域的轉化，研究其頻域特性。周期信號的頻譜為離散譜，非周期信號的頻譜為連續譜。
頻譜特性又可以分為幅頻特性和相頻特性兩部分，分別反映了信號中各個頻率分量的振幅和相位分布情況。 -
傳播特性
傳播特性主要指無線電信號的傳播方式、傳播距離、傳播特點。
上圖中展示的分別是無線電信號直射傳播、地波傳播、天波傳播和散射傳播四種方式。決定無線電信號傳播方式和傳播特點的關鍵是無線電信號的頻率。
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調制特性
在無線通信中，基本的調制方法是使高頻載波信號的一個或幾個參數（振幅、頻率或相位）按照基帶調制信號的規律而變化。
根據載波受調參數的不同，調制分為三種基本方式，它們是振幅調制（調幅）、頻率調制（調頻）、相位調制（調相），分別用AM、FM、PM表示。當調制信號為數字信號時，通常稱為鍵控，三種基本的鍵控方式為振幅鍵控（ASK）、頻率鍵控（FSK）和相位鍵控（PSK）。