

頻譜分析儀解析通訊組件:由基帶、中頻、射頻零部件
導(dǎo)語(yǔ):我們知道無(wú)線(xiàn)通訊的須譜十分有限,分配非常嚴(yán)格,相同須寬的電磁波只能使用一次,為了解決僧多常少的難題,工程師研發(fā)出許多“調(diào)變技術(shù)”Wodulation)與“多任務(wù)技術(shù)”ultiplex),來(lái)增加頻謝效率,因此才有了36、46、56不同通訊世代技術(shù)的發(fā)明,那么在我們的手機(jī)望,是什么組件負(fù)責(zé)替我們處理這些技術(shù)的呢?
1、頻譜分析儀變技術(shù)與多任務(wù)技術(shù)
首先我們要了解“調(diào)變技術(shù)(Modulation)”與“多任務(wù)技術(shù)(Multiplex)”是完全不一樣的東西,讓我們先來(lái)看看它們到底有什么不同?
數(shù)碼訊號(hào)調(diào)變技術(shù)(ASK、FSK、PSK、QAM):將模擬的電磁波調(diào)變成不同的波形來(lái)代表0與1兩種不同的數(shù)碼訊號(hào)。ASK用振幅大小來(lái)代表0與1、FSK頻譜分析儀用頻率大小來(lái)代表0與1、PSK用相位(波形)不同來(lái)代表0與1、QAM同時(shí)使用振幅大小與相位(波形)不同來(lái)代表0與1。
好啦,每個(gè)人的手機(jī)天線(xiàn)要傳送出去的數(shù)碼訊號(hào)0與1都變成不同波形的電磁波了,問(wèn)題又來(lái)了,這么多不同波形的電磁波丟到空中,該如何區(qū)分哪些是你的(和你通話(huà)的),哪些是我的(和我通話(huà)的)呢?
多任務(wù)技術(shù)(TDMA、FDMA、CDMA、OFDM):將電磁波區(qū)分給不同的使用者使用。TDMA用時(shí)間先后來(lái)區(qū)分是你的還是我的,FDMA用不同頻率來(lái)區(qū)分是你的還是我的,CDMA用不同密碼(正交展頻碼)來(lái)區(qū)分是你的還是我的,0FDM用不同正交子載波頻率來(lái)區(qū)分是你的還是我的。
值得注意的是,不論數(shù)碼訊號(hào)調(diào)變技術(shù)或多任務(wù)技術(shù),都是在數(shù)碼訊號(hào)(0與1)進(jìn)行運(yùn)算與處理的時(shí)候就一起進(jìn)行,一般是先進(jìn)行多任務(wù)技術(shù)再進(jìn)行數(shù)碼訊號(hào)調(diào)變技術(shù)(OFDM除外),所以多任務(wù)技術(shù)與調(diào)變技術(shù)必定是同時(shí)使用。
2、數(shù)碼調(diào)變技術(shù)(Digital modulation)
現(xiàn)在的手機(jī)是屬于“數(shù)碼通訊”,也就是我們講話(huà)的聲音(連續(xù)的模擬訊號(hào)),先由手機(jī)轉(zhuǎn)換成不連續(xù)的0與1兩種數(shù)碼訊號(hào),再經(jīng)由數(shù)碼調(diào)變轉(zhuǎn)換成電磁波(模擬訊號(hào)載著數(shù)碼訊號(hào)),最后從天線(xiàn)傳送出去,
數(shù)碼通訊系統(tǒng)架構(gòu)
頻譜分析儀數(shù)碼通訊系統(tǒng)的架構(gòu),使用者可能使用智能手機(jī)打電話(huà)進(jìn)行語(yǔ)音通信或上網(wǎng)進(jìn)行資料通信,我們分別說(shuō)明如下:
語(yǔ)音上傳(講電話(huà)):聲音由麥克風(fēng)接收以后為低頻模擬訊號(hào),經(jīng)由低頻模擬數(shù)碼轉(zhuǎn)換器
(ADC)轉(zhuǎn)換為數(shù)碼訊號(hào),經(jīng)由“基帶芯片(BB)”進(jìn)行資料壓縮(Encoding)、加循環(huán)式重復(fù)檢查碼(CRC)、頻道編碼(Channel coding)、交錯(cuò)置(Inter-1eaving)、加密(Ciphering)、格式化(Formatting),再進(jìn)行多任務(wù)(Multiplexing)、調(diào)變(Modulation)等數(shù)碼訊號(hào)處理。
接下來(lái)經(jīng)由“中頻芯片(IF)”也就是高頻數(shù)碼模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)轉(zhuǎn)換為高頻模擬訊號(hào)(電磁波);最后再經(jīng)由“射頻芯片(RF)”形成不同時(shí)間、頻率、波形的電磁波由天線(xiàn)傳送出去。語(yǔ)音下載(聽(tīng)電話(huà)):天線(xiàn)將不同時(shí)間、頻率、波形的電磁波接收進(jìn)來(lái),經(jīng)由“射頻芯片(RF)”處理后得到高頻模擬訊號(hào)(電磁波),再經(jīng)由“中頻芯片(IF)”也就是高頻模擬數(shù)碼轉(zhuǎn)換器(ADC)轉(zhuǎn)換為數(shù)碼訊號(hào)。
接下來(lái)經(jīng)由“基帶芯片(BB)”進(jìn)行解調(diào)(De-modulation)、解多任務(wù)(De-multiplexing)、解格式化(De-formatting)、解密(De-ciphering)、解交錯(cuò)置(0e-inter-1eaving)、頻道解碼(Channe1decoding)、解循環(huán)式重復(fù)檢查碼(CRC)、資料解壓縮(Decoding)等數(shù)碼訊號(hào)處理,最后再經(jīng)由低頻數(shù)碼模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)轉(zhuǎn)換為低頻模擬訊號(hào)(聲音)由麥克風(fēng)播放出資料通信(上網(wǎng)):基本上資料通信不論上傳或下載都是數(shù)碼訊號(hào),所以直接進(jìn)入基帶芯片(BB)處理即可,其他流程與語(yǔ)音通信類(lèi)似,在此不再重復(fù)描述。
注:頻譜分析儀通訊的原理就是一大堆的數(shù)學(xué),由于手機(jī)是我們天天都在用的東西,一般人對(duì)通訊或多或少都有些好奇想要進(jìn)一步了解,但是往往走進(jìn)教室第一堂課看到的就是一大堆復(fù)雜的數(shù)碼:傅立葉轉(zhuǎn)換(Fourier Transform)、拉普拉斯轉(zhuǎn)換(Laplace Transform)、離散(Discrete),立刻就打退堂鼓,為了簡(jiǎn)化復(fù)雜度讓大家容易看懂,上面對(duì)于數(shù)碼通訊系統(tǒng)的介紹只是示意,與實(shí)際的情況會(huì)有落差,建議有興趣進(jìn)一步了解的人可以立足于上面的概念,來(lái)進(jìn)一步了解技術(shù)細(xì)節(jié)。
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