国产肉体XXXX裸体137大胆,国产成人久久精品流白浆,国产乱子伦视频在线观看,无码中文字幕免费一区二区三区 国产成人手机在线-午夜国产精品无套-swag国产精品-国产毛片久久国产

新聞中心

EEPW首頁(yè) > 手機(jī)與無(wú)線通信 > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 解析通訊技術(shù):3G、4G、5G 背后的科學(xué)意義(下)

解析通訊技術(shù):3G、4G、5G 背后的科學(xué)意義(下)

作者: 時(shí)間:2015-11-18 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  在〈解析通訊技術(shù)(上)〉中,我們了解到無(wú)線通訊的頻譜有限,分配非常嚴(yán)格,相同頻寬的電磁波只能使用一次,例如2G 的GSM900 系統(tǒng)使用頻率范圍890~960MHz,則其他的無(wú)線通訊就不能再使用這個(gè)頻率范圍,否則會(huì)互相干擾。為了解決僧多粥少的難題,工程師研發(fā)出許多技術(shù),來(lái)擴(kuò)增頻譜的使用率,例如TDMA、FDAM、CDMA、OFDM,而在這些復(fù)雜技術(shù)的背后,只要能掌握兩個(gè)基本概念,就能了解整個(gè)通訊技術(shù)的發(fā)展關(guān)鍵。

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/282987.htm

  這兩個(gè)基本概念為“調(diào)變技術(shù)”(Modulation)與“多工技術(shù)”(Multiplex)。其中調(diào)變技術(shù)是將模擬電磁波調(diào)變成不同的波形,來(lái)代表0 與1 兩種不同的數(shù)碼信號(hào),這樣才能利用天線傳送到很遠(yuǎn)的地方(這里只談數(shù)碼調(diào)變技術(shù),不討論早期的AM、FM 這種模擬調(diào)變技術(shù))。多工技術(shù)則是將電磁波區(qū)分給不同的使用者使用,由于手機(jī)必須設(shè)計(jì)給所有的人使用,當(dāng)每支手機(jī)都把電磁波丟到空中,該如何區(qū)分那個(gè)電磁波是誰(shuí)的呢?

  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)的模擬信號(hào)),先由手機(jī)轉(zhuǎn)換成不連續(xù)的0 與1 兩種數(shù)碼信號(hào),再經(jīng)由數(shù)碼調(diào)變轉(zhuǎn)換成電磁波(模擬信號(hào)載著數(shù)碼信號(hào)),最后從天線傳送出去,原理如圖一所示。

    

解析通訊技術(shù):3G、4G、5G 背后的科學(xué)意義(下)

 

  ▲ 圖一:數(shù)碼通訊示意圖。(Source:the noun project)

  電磁波是連續(xù)的能量,如何利用電磁波替我們傳送這些0與1的數(shù)碼信號(hào)呢?因此科學(xué)家發(fā)明了下列4 種數(shù)碼調(diào)變技術(shù):

  振幅位移鍵送(ASK):利用電磁波的“振幅大小”載著數(shù)碼信號(hào)(0 與1)傳送出去,振幅小代表0,振幅大代表1,圖二(a)所示。

  頻率位移鍵送(FSK):利用電磁波的“頻率高低”載著數(shù)碼信號(hào)(0 與1)傳送出去,頻率低代表0,頻率高代表1,圖二(b)所示。

  相位位移鍵送(PSK):利用電磁波的“相位不同(波形不同)”載著數(shù)碼信號(hào)(0 與1)傳送出去,相位0° 代表0,相位180° 代表1,圖二(c)所示。

  正交振幅調(diào)變(QAM):同時(shí)利用電磁波的“振幅大小”與“相位不同(波形不同)”載著數(shù)碼信號(hào)(0 與1)傳送出去,這個(gè)圖形比較復(fù)雜有興趣的人可以參考這里。

    

解析通訊技術(shù):3G、4G、5G 背后的科學(xué)意義(下)

 

  ▲ 圖二:數(shù)碼信號(hào)調(diào)變技術(shù)。(a)ASK:振幅小代表0,振幅大代表1;(b)FSK:頻率低代表0,頻率高代表1;(c)PSK:相位0° 代表0,相位180° 代表1。

  數(shù)碼調(diào)變技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)包括可以偵錯(cuò)與除錯(cuò)、可以壓縮與解壓縮、可以加密與解密、更好的抗雜訊能力等,我們所使用手機(jī)2G 的GSM / GPRS、3G 的UMTS、 的LTE / LTE-A、無(wú)線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(Wi-Fi)、藍(lán)牙(Bluetooth)等都是使用數(shù)碼調(diào)變,顯然數(shù)碼通訊是發(fā)展的趨勢(shì)。

  傳送端將數(shù)碼信號(hào)(0 與1)轉(zhuǎn)變成不同的電磁波波形稱(chēng)為“調(diào)變(Modulation)”;同理,接收端將不同的電磁波波形還原成數(shù)碼信號(hào)(0 與1)稱(chēng)為“解調(diào)(Demodulation)”,所有的通訊設(shè)備一般都必須同時(shí)支持傳送(調(diào)變)與接收(解調(diào)),因此科學(xué)家把負(fù)責(zé)調(diào)變與解調(diào)的元件稱(chēng)為“調(diào)變解調(diào)器”,英文就把“Modulation”與“Demodulation”的字頭組合成一個(gè)新單字“Modem”,下回只要聽(tīng)到Modem 就知道它是在做通訊用的元件啰!

  多工技術(shù)(Multiplex)

  多人共同使用一條資訊通道的方法稱(chēng)為“多工技術(shù)”(Multiplex),簡(jiǎn)單的說(shuō),天空只有一個(gè),你的手機(jī)要丟電磁波出去,我的手機(jī)也要丟電磁波出去,兩種電磁波在天空中混在一起,接收端該如何區(qū)分那些是你的(和你通話(huà)的),那些是我的(和我通話(huà)的)呢?

  多工技術(shù)的目的就是讓所有人使用,而且彼此不能互相干擾,為了增加資料傳輸率,可能必須同時(shí)使用兩種以上的多工技術(shù),才能滿(mǎn)足每個(gè)人都要使用的需求。無(wú)線通訊常見(jiàn)的多工技術(shù)包括下列4 種:

  分時(shí)多工接取(TDMA):使用者依照“時(shí)間先后”輪流使用一條資訊通道,如圖三(a)所示,目前2G 的GSM / GPRS 系統(tǒng)有使用TDMA。

  分頻多工接取(FDMA):使用者依照“頻率不同”同時(shí)使用一條資訊通道,如圖三(b)所示,前面介紹每一對(duì)使用者必須使用“不同的頻率范圍”來(lái)通話(huà),其實(shí)就是FDMA,目前2G 的GSM / GPRS、3G 的UMTS 有使用FDMA。

  分碼多工接取(CDMA):將不同使用者的資料分別與特定的“密碼(Code)”運(yùn)算以后,再傳送到資料通道,接收端以不同的密碼來(lái)分辨要接收的信號(hào),如圖三(c)所示。目前3G 的UMTS 有使用CDMA。

  正交分頻多工(OFDM):前面介紹過(guò)分頻多工(FDMA)是使用者依照“頻率不同”同時(shí)傳送資料,而OFDM 原理類(lèi)似,唯一不同的是必須使用彼此“正交”的頻率,這個(gè)原理比較復(fù)雜有興趣的人可以參考這里,目前 的LTE / LTE-A、無(wú)線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(IEEE802.11a/g/n)、數(shù)碼電視(DTV)、數(shù)碼音訊廣播(DAB)有使用OFDM。

    

解析通訊技術(shù):3G、4G、5G 背后的科學(xué)意義(下)

 

  ▲ 圖三:多工技術(shù)(Multiplex)。(a)TDMA:依照時(shí)間先后輪流使用;(b)FDMA:依照頻率不同同時(shí)使用;(c)CDMA:將不同使用者的資料分別與特定的密碼運(yùn)算。

  多工技術(shù)的比喻

  多工技術(shù)比較復(fù)雜,我們可以想像在房子里,甲與乙要講話(huà),丙與丁要講話(huà),戊與己要講話(huà):

  分時(shí)多工接取(TDMA):甲與乙先講一句,再換丙與丁講一句,再換戊與己講一句,依此類(lèi)推,大家輪流(分時(shí))講話(huà)彼此就不會(huì)互相干擾。

  分頻多工接取(FDMA):甲與乙在客廳講話(huà),丙與丁在書(shū)房講話(huà),戊與己在臥室講話(huà),大家在不同的房間(分頻)講話(huà)彼此就不會(huì)互相干擾。

  分碼多工接取(CDMA):甲與乙用中文講話(huà),丙與丁用英文講話(huà),戊與己用日文講話(huà),這樣雖然大家在同一個(gè)房子里講話(huà),各自仍然可以分辨出各自不同的語(yǔ)言,當(dāng)甲與乙用中文講話(huà)時(shí),丙與丁的英文以及戊與己的日文只是聲音干擾而己,不會(huì)造成甲與乙解讀中文的困擾;同理,當(dāng)丙與丁用英文講話(huà)時(shí),甲與乙的中文以及戊與己的日文只是聲音干擾而己,不會(huì)造成丙與丁解讀英文的困擾,在這個(gè)例子里“用不同的語(yǔ)言講話(huà)”就好像“用不同的密碼加密”一樣。

   與 的技術(shù)發(fā)展目的:增加頻譜效率與頻寬

  “頻譜效率”(Spectrum efficiency)是單位頻寬(Hz)具有多少資料傳輸率(bps),可參考表1 的說(shuō)明,當(dāng)單位頻寬的資料傳輸率高,代表頻譜效率高,例如:LTE 可以提供上傳2.5bps/Hz,下載5bps/Hz;LTE-A 可以提供上傳5bps/Hz,下載10bps/Hz,顯然LTE-A 的頻譜效率比LTE 高。因此4G 與 技術(shù)的發(fā)展只為了兩個(gè)目的:

  增加頻譜效率

  由于相同的頻率只能使用一次,因此必須利用更新的調(diào)變與多工技術(shù)來(lái)增加頻譜效率,讓相同頻寬的電磁波具有更高的資料傳輸率,也就是把更多的0 和1 塞進(jìn)相同頻寬的電磁波里來(lái)傳送。

  增加頻寬

  由于目前的電磁波頻譜里10GHz 以下的電磁波大部分都已經(jīng)被用掉了,頻譜效率再怎么提高總有技術(shù)上的極限,因此科學(xué)家只能去挖更高頻還沒(méi)有被使用的電磁波來(lái)給 手機(jī)用,大家現(xiàn)在明白為什么Samsung 的5G 技術(shù)會(huì)想要使用頻率30GHz(相當(dāng)于波長(zhǎng)10 毫米)的“毫米波(Millimeter Wave)”了吧!相關(guān)的新聞?wù)垍⒖歼@里。

  表1:數(shù)碼通訊系統(tǒng)的頻譜效率比較表

    

解析通訊技術(shù):3G、4G、5G 背后的科學(xué)意義(下)

 

  注:表1 中的頻譜效率是直接以資料傳輸率除以通道頻寬,但是不同世代的通訊系統(tǒng)使用不同的技術(shù),這個(gè)并沒(méi)有考慮進(jìn)去,因此表中不同世代應(yīng)該分開(kāi)來(lái)比較才有意義。

  僧多粥少,無(wú)線通訊的使用執(zhí)照與頻譜分配

  經(jīng)由前面的介紹可以發(fā)現(xiàn),無(wú)線通訊的頻譜非常珍貴,僧多粥少,因此使用執(zhí)照費(fèi)也比較高。那么是由誰(shuí)來(lái)決定那一種系統(tǒng)使用那一個(gè)頻率范圍才不會(huì)重覆呢?國(guó)內(nèi)的無(wú)線通訊頻譜目前是由國(guó)家通訊傳播委員會(huì)(NCC)管理,每一家系統(tǒng)業(yè)者(例如:中華電信、臺(tái)灣大哥大、遠(yuǎn)傳電信等)都必須先向NCC 取得使用執(zhí)照才能經(jīng)營(yíng)無(wú)線通訊業(yè)務(wù),由于無(wú)線通訊的頻譜非常珍貴,可以使用的頻率范圍有限,所以使用執(zhí)照有限,通常會(huì)以公開(kāi)招標(biāo)的方式讓出價(jià)最高的電信業(yè)者取得使用執(zhí)照,這就是去年的“第四代(4G)移動(dòng)寬頻業(yè)務(wù)釋照”。

  不只如此,由于我們大家是共用同一個(gè)空間,如果無(wú)線通訊設(shè)備任意發(fā)出頻率不正確的信號(hào)會(huì)干擾到其他通訊設(shè)備,因此所有的無(wú)線通訊設(shè)備,包括我們使用的手機(jī)與無(wú)線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(Wi-Fi)、藍(lán)牙(Bluetooth)等產(chǎn)品都必須先進(jìn)行測(cè)試合格才可以上市銷(xiāo)售。



關(guān)鍵詞: 4G 5G

評(píng)論


相關(guān)推薦

技術(shù)專(zhuān)區(qū)

關(guān)閉