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一文看懂手机通信芯片是如何工作的

发布时间:2021-10-19 人气:

本文摘要:为了讲解手机通信元器件的明确工作方式,首先我们要理解「调变技术(Modulation)」与「多工技术(Multiplex)」是几乎不一样的东西,让我们再行来想到它们究竟有什么有所不同? 数字讯号调变技术(ASK、FSK、PSK、QAM):将仿真的电磁波徵变为有所不同的波形来代表0与1两种有所不同的数字讯号。ASK用振幅大小来代表0与1、FSK用频率大小来代表0与1、PSK用振幅(波形)有所不同来代表0与1、QAM同时用于振幅大小与振幅(波形)有所不同来代表0与1。

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为了讲解手机通信元器件的明确工作方式,首先我们要理解「调变技术(Modulation)」与「多工技术(Multiplex)」是几乎不一样的东西,让我们再行来想到它们究竟有什么有所不同?  数字讯号调变技术(ASK、FSK、PSK、QAM):将仿真的电磁波徵变为有所不同的波形来代表0与1两种有所不同的数字讯号。ASK用振幅大小来代表0与1、FSK用频率大小来代表0与1、PSK用振幅(波形)有所不同来代表0与1、QAM同时用于振幅大小与振幅(波形)有所不同来代表0与1。  好啦,每个人的手机天线要传输过来的数字讯号0与1都变为有所不同波形的电磁波了,问题又来了,这么多有所不同波形的电磁波丢到空中,该如何区分那些是你的(和你通话的),那些是我的(和我通话的)呢?  多工技术(TDMA、FDMA、CDMA、OFDM):将电磁波区分给有所不同的使用者用于。TDMA用时间先后来区分是你的还是我的,FDMA用有所不同频率来区分是你的还是我的,CDMA用有所不同密码(向量展频码)来区分是你的还是我的,OFDM用有所不同向量子载波频率来区分是你的还是我的。

  值得注意的是,不论数字讯号调变技术或多工技术,都是在数字讯号(0与1)展开运算与处置的时候就一起展开,所以多工技术与调变技术必然是同时用于。  数字调变技术(Digitalmodulation)  现在的手机是归属于「数字通讯」,也就是我们讲话的声音(倒数的仿真讯号),再行由手机转换成不倒数的0与1两种数字讯号,再行经由数字调变转换成电磁波(仿真讯号载有着数字讯号),最后从天线传输过来,原理如图一所必。    ▲图一:数字通讯示意图。(Source:theNounProject)  数字通讯系统架构  数字通讯系统的架构如图二(a)右图,使用者有可能用于智慧型手机打电话展开语音通信或网际网路展开资料通信,我们分别解释如下:    ▲图二:通讯通讯系统架构示意图。

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  语音上载(谈电话):声音由麦克风接管以后为低频仿真讯号,经由低频模拟数字转换器(ADC)切换为数字讯号,经由「基频芯片(BB)」展开资料传输(Encoding)、特循环式反复检查码(CRC)、频道编码(Channelcoding)、交叠改置(Inter-leaving)、加密(Ciphering)、格式化(Formatting),再行展开多工(Multiplexing)、调变(Modulation)等数字讯号处置,如图二(b)右图。  接下来经由高频数字模拟转换器(DAC)切换为高频仿真讯号(电磁波);最后再行经由「射频芯片(RF)」构成有所不同时间、频率、波形的电磁波由天线传输过来。  语音iTunes(听得电话):天线将有所不同时间、频率、波形的电磁波接管进去,经由「射频芯片(RF)」处置后获得高频仿真讯号(电磁波),再行经由高频模拟数字转换器(ADC)切换为数字讯号。

  接下来经由「基频芯片(BB)」展开调制(De-modulation)、解多工(De-multiplexing)、解法格式化(De-formatting)、解密(De-ciphering)、解法交叠改置(De-inter-leaving)、频道解码(Channeldecoding)、解法循环式反复检查码(CRC)、资料解压缩(Decoding)等数字讯号处置,最后再行经由低频数字模拟转换器(DAC)切换为低频仿真讯号(声音)由耳机播出出来。  资料通信(网际网路):基本上资料通信不论上载或iTunes都是数字讯号,所以必要转入基频芯片(BB)处置才可,其他流程与语音通信类似于,在此仍然反复叙述。  录:通讯的原理就是一大堆的数学,由于手机是我们天天都在用的东西,一般人对通讯感多感少都有些奇怪想更进一步理解,但是往往走出教室第一堂课看见的就是一大堆简单的数字:傅立叶切换(FourierTransform)、拉普拉斯切换(LaplaceTransform)、线性(Discrete),马上就打退堂鼓,为了修改复杂度让大家更容易看懂,上面对于数字通讯系统的讲解只是转身,与实际的情况不会有高差,建议有兴趣更进一步理解的人可以遥相呼应上面的概念,来更进一步理解技术细节。


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