一文弄懂什么是频谱频谱是什么东西 _小知识

我们的手机能够打电话、上网，是因为手机能够发射或接收看不见的电磁波。电磁波的频率范围是非常宝贵的资源。在这篇文章中，我们将探究电磁频谱是如此宝贵的资源的科学原因。
【一文弄懂什么是频谱频谱是什么东西】无论你什么时候使用手机，无论是上网还是打电话，你都是在通过电磁波发送或接收信息。这些电磁波被对应的发射塔接收，传送到目标发射塔，最后到达终端用户。

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在蜂窝通信中，地理区域被划分为不同的小区。蜂窝通信中的困难之处在于，如果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。

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01.通过下面的例子来说明。
假设有三种不同颜色的球从一个像喷泉一样的玩具中喷射出来，不同颜色的球应该到达与它颜色相同的被子。在这种情况下，很难让球和杯子的颜色相匹配。

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但是，如果将特定的大小分配给特定的颜色，则可以轻松满足上面的条件。

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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。与拥有不同大小的球类似，我们确保每个用户的频率是惟一的。这样，你的手机将只接受你的频率分配给它的信号。所有其他频率信号将被设备的滤波电路拒绝。这也意味着世界上每个活跃的用户必须有一个独特的频率，否则你会收到别人的信号。
我们一直在说每个用户都有一个独特的频率，其实准确地说，应该是一个频率范围。天线能够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。
此外，我们需要一种调制技术来传输任何信号。
如果我们使用频率调制，我们需要两个频率来传输信号。较高的频率可以表示1，较低的频率可以表示0 。

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这可能会导致一些关于隐私的问题。如果一个黑客在他的设备中设置了我们的频率并试图访问，会发生什么?然而，事情并没有那么简单。通过频率发送的信号被加密保护，这意味着只有你的设备能够解密它。
总的来说，世界上大约有50亿手机用户，由于各种各样的原因，电磁波谱的整个频率范围对蜂窝通信是无用的，为每个用户分配一个独特的频率范围是一项不可能完成的任务。

02.让我们看看为什么频带是有限的原因，以及我们如何使用现代技术来克服这个问题。
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能力，所以我们不会将这些频率用于蜂窝通信。较低频率的电磁频谱具有较低的能量，这将需要一个更大的天线传输，这实际上是不可能的设计。电磁波的传播取决于电离层的性质。由于所有这些限制，只有一小部分的电磁波谱被保留了下来。

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在大多数国家，频谱通常是由政府机构管理的资源。政府通过拍卖等在公司之间分配频谱的不同部分来赚钱。在美国，联邦通信委员会(FCC)和国家通信委员会(NTIA)这两个机构负责管理无线电频谱，而在欧洲，EPT则负责管理无线电频谱。在全球层面，国际电信联盟(ITU)负责管理所有与光谱有关的技术事务。
我们在开始时解释的调频已经过时了。它被用于1G和模拟形式。在4G，一种叫做QAM的技术被使用，我们可以一次发送更多位。
03.让我们看看它是如何工作的。
在QAM中，通过改变振幅和相位来产生不同的数字信号。

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下面来举一个758-802MHz使用的例子。我们已经知道有限的频率范围可用于蜂窝通信，因此有必要有效地使用这些范围。为了实现这一点，蜂窝系统将可用范围划分为若干个频段，然后将这些频段分配到几个塔上。

这种分布的优点是对不同的发射塔使用相同的频段，但是这里有一个问题，相邻的发射塔不能分配相同的频段。

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