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移动计算-第一章

时间:2022-09-26 11:46:58浏览次数:37  
标签:频率 信息 第一章 传输 信道 计算 信号 移动

要说什么

移动通信的六个特点 要掌握

三个要素

以及与其他方式的区别

我们要用到的协议的方式、终端

Android studio的安装

高频的电磁波来传输,不易丢失,到了目的地址再解调 还原

香农对信息给出定义,《信息论》

概率近似到频率,这样就ok了

从而考虑到传输信息,当三个不同的信息,进行编码,用二进制肯定是两位

第一章 概述

移动计算

简要介绍移动计算的基本概念

移动计算环境

信息 信道 信号 移动设备

移动计算的作用及环境组成

作用:任何时间、任何地点获取网络服务

移动计算环境组成:由固定网络、移动网络、无线通信、笔记本电脑、 PDA、手持电话以及移动着的用户构成

通信发展历史

古代:社会性动物、军事应用

近代:声光到电磁; 19世纪

现代:蜂窝移动通信; 20世纪80年代

当代:移动通信+互联网 ;20世纪90年代

通信需要解决的问题

信息、距离、载体、运输、安全

网络需要解决的问题

集中计算【1960-1970】、分布式计算【1980-1990】、移动计算、普适计算【现在】

集中计算→分布式计算

远程通信、容错与高可用性、远程信息访问

分布式计算→移动计算

移动无限网络、网络环境下的计算、节点处于移动状态

移动计算的六大特性

  1. 移动性
  2. 网络条件多样性
  3. 频繁断接性
  4. 网络通信的非对称性
  5. 移动设备电源能力和资源有限
  6. 传输的可靠性低

移动计算三要素

信息交互、无线通信、移动终端

信息传递过程:信息、信号、信道

信息——数据——(编码)——信号——(调制)——(经过)信道——(解调)——信号——(解码)——数据——信息

信息

传递的内容 泛指人类社会传播的一切内容

  • 指音讯、消息、通讯系统传输 和处理的对象
  • 信息是用来消除随机不确定性的东西(香农)

如何度量信息?

信息是使我们了解到的事物未知的性质

信息是对事件进行观测的结果,观测存 在很多种可能的结果,出现这些结果的可能性是不同的

例:通信中如何传递信息?

N 次请吃饭
• 炒菜的可能性 50% (0.5)
• 饺子的可能性 25% (0.25)
• 火锅的可能性 25% (0.25)

接收信息
• 吃炒菜?
• 吃饺子?
• 吃火锅?

求解
如何编码?
炒菜=11 饺子=00 火锅=01

节约传输成本?
炒菜=1 饺子=00 火锅=01
比较短的代码来表示可能性较大的情况

传输之前,根据可能性判断可能会收到多少位代码?

期望值L = 0.5*1+0.25*2+0.25*2= 1.5
编码问题
如果:炒菜=00,饺子=1,火锅=01
期望值:L = 0.5*2+0.25*1+0.25*2 = 1.75

1)无论怎么编码,码长期望值有一个最短界限
2)考虑是否将码长的期望值作为信息的度量

压缩信息

比如表达相同的信息量可以压缩信息,毕竟载体的承载量有限。

压缩极限? 随机信号有一个不可再降低的复杂度,低于该值,信号无法压缩

哈夫曼树:构造练习

注:0和1表示左子树还是右子树没有明确规定.因此左右节点的顺序是任意的,所以构造出的哈夫曼树并不唯一,但是各个哈夫曼树的带权路径长度相同且为最优

已知字母A、B、C、D、E、F出现的频率如下:
A———30%,B———25%,C——20%
D——10%,E——10%,F——5%
构造编码,使传输二进制位最少【哈夫曼树:带权路径长度最短的二叉树】

信号载体

信号是运载消息的工具

声信号、光信号、电信号等

载体——声波

声音:物体振动产生的声波,通过介质(空气或固体、液体) 传播并能被人或动物听觉器官所感知的波动现象

需要三个要素:频率、响度、音色

频率:单位时间内完成周期性 变化的次数,是描述周 期运动频繁程度的量

基音与泛音

声音由发音体发出的一系列频率、振幅各不相同的振动复合而成的

基音:这些振动中有一个频率最低的振动
泛音:其他不同频率(振动的速度)的声音
特点
泛音都比基音的频率高,但强度都相对较弱;泛音的组合决定了特定的音色,并能使人明确地感到基音的响度

声波作为载体的问题

距离是传输的根本问题

声波频率低、传输距离有限;载波频率高、传输距离远

载波

长波:地波,沿着地球表面传播,用于海上、水下、底线的通信300kHz以下

短波:电离层反射的天波传播,用于应急、抗灾、和越洋通信3~30MHz

中波:地面传播,用于广播和导航,中波广播一般采用调幅300kHz~3MHz

微波:射频的较高频段,穿透、反射、吸收,现代多路通信
30OMHz~300GHz

模拟信号转数字信号

为什么要转移成数字信号?信号传播距离有限,模拟信号放大后会失真

采样

奈奎斯特采样定理

模拟信号以规则时间间隔采样,当采样频率大于信号中最高频率的2倍,采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息【只能大于不能小于】

量化

采样后的脉冲信号仍然是模拟信号。采样点在“数值”上仍然是连续的值

量化练习:将学生的百分制成绩转换为五分制成绩。相当于把一个区间的化成了一个点。A : ≥90 分 B : 80~89分 C : 70~79分 D : 60~69分 E :~ 60分

问题

如何把离散的信息转变为模拟的信号以 便在空中传播?拟合

如何将比特流嵌入电磁波?调制

许多常用的术语的概念

信道:传送通道

数据率

(比特率) 在数字信道上传 送数据的速率 bit/s (bps)

带宽

信道的信号下限 频率和上限频率 (Hz)

信道容量

信道上可以被传 输的最大速率 bit/s (bps)——公路上可以行驶的最大速度

信道容量在两种情况下的区别

理想情况

无噪声信道,奈奎斯特定理

实际情况

就像开车一样,是有噪声影响的。所以信道容量是有所差距的。

信道质量好坏的评价:信噪比

SNR = Signal-to-Noise Ratio

dB和dBm

  • dB 表征相对值的值 (表示两个量的相对大小关系)
  • dBm 表示功率绝对值的值 (1mW功率为基准的一个比值)

计算:0 dBm = 10log1mw,30dBm - 0dBm = 30dB

香农定理

只要信息传输速率小于信道容量,就存在一 类编码,使信息传输的错误概率可以任意小

操作系统

分时系统:Windows、Linux。调度程序计算并控制进程的优先级

实时系统:嵌入式Linus、Win CE。限定时间内执行完所要求的功能或对外界有所反应。

小结

个人化时代

1978年-1996年

贝尔实验室发明了蜂窝移动通信系统

移动通信开始全球普及无线通信走向个人化、移动化、公众化、小型化

宽带化时代

1996年-至今

1996年以宽带化为特征的3G标准开始制定3G普及,宽带化、多媒体化、IP化、多层接入化

标签:频率,信息,第一章,传输,信道,计算,信号,移动
From: https://www.cnblogs.com/tupo/p/16730329.html

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