一文弄懂什么是频谱

一文弄懂什么是频谱

我们的手性可以打电话、上网，是由于手性可以发射或吸收看不见的电磁波。电磁波的频率范围好坏常名贵的资源。在这篇文章中，我们将探求电磁频谱是云云名贵的资源的封建缘故。

无论你什么时分使用手机，无论是上网照旧打电话，你都是在经过电磁波发送或吸收信息。这些电磁波被对应的发射塔吸收，传送到目标发射塔，最初抵达终端用户。

在蜂窝通讯中，地域地区被区分为不同的小区。蜂窝通讯中的困难之处在于，假如一个小区中有五个用户，则应使用五个不同的频率来传输其信号。

01.经过底下的例子来分析。

假定有三种不同颜色的球从一个像喷泉一样的玩具中放射出来，不同颜色的球应该抵达与它颜色相反的被子。在这种情况下，很难让球和杯子的颜色相婚配。

但是，假如将特定的轻重分派给特定的颜色，则可以轻松满意外表的条件。

这正是我们在蜂窝通讯中所做的。发射塔代替了喷泉，使用者代替了杯子。与拥有不同轻重的球相似，我们确保每个用户的频率是唯一的。如此，你的手机将只承受你的频率分派给它的信号。一切其他频率信号将被装备的滤波电路回绝。这也意味着天下上每个活泼的用户必需有一个共同的频率，不然你会收到他人的信号。

我们不休在说每个用户都有一个共同的频率，但是准确地说，应该是一个频率范围。天线可以将信号发送到频率范围或频带，你手机的滤波电路也允许有一个频段。

别的，我们必要一种调制武艺来传输任何信号。

假如我们使用频率调制，我们必要两个频率来传输信号。较高的频率可以表现1，较低的频率可以表现0。

这约莫会招致一些关于隐私的成绩。假如一个黑客在他的装备中设置了我们的频率并试图拜候，会产生什么?但是，事变并没有那么简便。经过频率发送的信号被加密保护，这意味着仅有你的装备可以解密它。

总的来说，天下上约莫有50亿手机用户，由于种种千般的缘故，电磁波谱的整个频率范围对蜂窝通讯是无用的，为每个用户分派一个共同的频率范围是一项不成能完成的职责。

02.让我们看看为什么频带是仅限的缘故，以及我们怎样使用古代武艺来克制这个成绩。

电磁波谱的范围从无线电波到伽马射线。较高频率的电磁辐射具有最差的穿透才能，以是我们不会将这些频率用于蜂窝通讯。较低频率的电磁频谱具有较低的能量，这将必要一个更大的天线传输，这实践上是不成能的计划。电磁波的转达取决于电离层的实质。由于一切这些限定，仅有一小局部的电磁波谱被保存了下去。

在大大多国度，频谱通常是由当局机构办理的资源。当局经过拍卖等在公司之间分派频谱的不同局部来赢利。在美国，联邦通讯委员会(FCC)和国度通讯委员会(NTIA)这两个机构卖力办理无线电频谱，而在欧洲，EPT则卖力办理无线电频谱。在举世层面，国际电信同盟(ITU)卖力办理一切与光谱有关的武艺事件。

我们在开头时表明的调频以前过时了。它被用于1G和模仿情势。在4G，一种叫做QAM的武艺被使用，我们可以一次发送更多位。

03.让我们看看它是怎样事情的。

在QAM中，经过改动振幅和相位来产生不同的数字信号。

底下来举一个758-802MHz使用的例子。我们以前晓得仅限的频率范围可用于蜂窝通讯，因此有必要好效地使用这些范围。为了完成这一点，蜂窝体系将可用范围区分为多少个频段，然后将这些频段分派到几个塔上。

这种分布的优点是对不同的发射塔使用相反的频段，但是这里有一个成绩，相邻的发射塔不克不及分派相反的频段。

如此做是为了限定你的手机吸收到临近信号塔的信号。因此，在通话时期，假如你挪动到相邻的小区，你会被分派到与相邻小区发射塔不同的频率，而通话不会中缀。

下一个挑唆是同时办理单位地区内的一切活动用户。

这里的发射塔频率必需在几个用户之间共享，这一挑唆经过使用多种拜候武艺中的一种来处理。这些多重拜候武艺可以经过类比来了解。

想想100个音乐家是怎样录制一首歌的。他们可以在不同的房间或不同的时间或用不同的言语录制。相似地，在蜂窝通讯中，蜂窝基站和多个用户可以共享信息经过不同的频率或在不同的时隙或使用不同的编码武艺。

在蜂窝通讯中，每一代都引入了不同的多址武艺。这些武艺的主要重点是好效地使用现有的频谱。比如，4G产生了OFDM，而OFDM可用范围被区分为多量较小的子载波范围。这些子载波在数学上是互相正交的，并且每一个子载波都是单独调制的。

渴望这篇文章能协助你对什么是频谱有一个明晰的熟悉。