Základní pásmo

Spektrum signálu v základním pásmu zobrazuje závislost energie na frekvenci Označení signál nebo přenos v základním pásmu se v telekomunikacích a v oboru zpracování signálu používá pro signály a systémy, jejichž frekvenční pásmo začíná blízko frekvence 0 Hz, méně striktně pak pro signály s velkou relativní šířkou pásma.

Signál v základním pásmu je často považováno za synonymum k nemodulovaný signál, a protiklad k modulovanému nebo vysokofrekvenčnímu signálu, u kterého je signál převeden na vyšší frekvenci, například pro přenos pomocí frekvenčního multiplexu.

Použití

Šířka pásma signálu v základním pásmu

Šířka pásma signálu v základním pásmu je rovna nejvyšší frekvenci signálu nebo systému, případně horní mezi takových frekvencí, například mezní frekvenci pásmové propusti. Naopak šířka pásma je rozdíl mezi nejvyšší a nejnižší nenulovou frekvencí.

Kanál v základním pásmu

Kanál v základním pásmu je komunikační kanál přenášející frekvence blízké nule. Příkladem jsou dříve používané sériové kabely a lokální sítě (LANs), v protikladu ke kanálům v přeloženém pásmu, jako jsou rádiové kanály používané pro vysílání rozhlasu a televize. +more Frekvenční multiplex (FDM) umožňuje, aby jeden analogový telefonní vodič přenášel telefonní hovor v základním pásmu a současně jeden nebo více telefonních hovorů v přeloženém pásmu při použití systému nosné telefonie.

Digitální přenos v základním pásmu

Digitální přenos v základním pásmu se označuje jako použití linkového kódu, umožňuje digitální přenos proudu bitů kanálem v základním pásmu, typicky vedením bez frekvenčního filtru. Opakem je přenos v přeloženém pásmu, nazývaný také modulovaný přenos. +more Přenos v přeloženém pásmu umožňuje komunikaci přes kanál s pásmovým filtrem, jako je lokální smyčka v telefonní síti nebo bezdrátový kanál s omezenou šířkou pásma.

Běžné vedení bez frekvenčního filtru je v zásadě kanál s charakterem dolní propusti, zatímco linkový kód je diskrétní signál, který zabírá frekvence spektra s nekonečnou šířkou pásma. Podle Shannonova-Nyquistova teorému vyžaduje bezchybná detekce linkového kódu, aby šířka kanálu byla Nyquistova rychlost, která je polovinou kódové rychlosti linkového kódu.

Přenos v základním pásmu v síti Ethernet {{Kotva|Baseband_Ethernet}}

Označení „BASE“ ve Ethernetových standardech například 10BASE5, 100BASE-T a 1000BASE-SX, znamenají digitální přenos v základním pásmu, tj. použití linkového kódu na přenosovém médiu nepoužívajícím filtry.

Opakem je 10PASS-TS Ethernet, kde „PASS“ znamená použití signálu v přeloženém pásmu. Digitální přenos v přeloženém pásmu vyžaduje digitální modulační schéma, které je obvykle realizované modemem. +more U 10PASS-TS je použit standard VDSL, který je založen na diskrétní multitónové modulaci (DMT). Dalšími příklady technologie pro přístup k síti používající přeložené pásmo jsou bezdrátové sítě a kabelové modemy.

Baseband procesor

Baseband procesor je jednočipový počítač (tj. jeden integrovaný obvod) v bezdrátových komunikačních zařízeních jako jsou mobilní telefony, který provádí zpracování signálu a umožňuje zařízení rádiovou komunikaci v reálném čase (tj. +more bez vlivu na aktuální jinou činnost zařízení).

Signál v základním pásmu

Signál v základním pásmu je signál, který obsahuje frekvence ležící v porovnání s nejvyšší frekvencí velmi blízko nuly (například akustický signál může být považován za signál v základním pásmu, zatímco rádiový signál nebo jiný modulovaný signál signálem v základním pásmu není).

Za signál „v základním pásmu“ je obvykle považován signál, u kterého je výkon frekvenčních složek blízko 0 Hz srovnatelný s výkonem složek v blízkosti nejvyšší frekvence signálu.

Signály, které mohou být popsány jako složení velkého množství různých frekvencí. Zvláště v telekomunikacích se často část signálu s nízkými frekvencemi „kopíruje“ na vyšší frekvence pro účely přenosu, protože jen málo komunikačních médií umožňuje přenášet nízké frekvence bez zkreslení. +more V těchto případech se původní nízkofrekvenční složky označují jako signál v základním pásmu. Typicky se vysokofrekvenční kopie označuje jako „RF“ (radio frequency, rádiový nebo vysokofrekvenční) signál. Signál v základním pásmu je nízkofrekvenční signál, který je po modulaci přenášen různými kanály.

Ekvivalentní signál v základním pásmu

Ekvivalentní signál v základním pásmu je v analogii s digitálními modulačními metodami s konstantní nosnou frekvencí (např. ASK, PSK a QAM, ale ne FSK) - komplexně ohodnocenou reprezentací modulovaného fyzického (vysokofrekvenčního, nebo RF) signálu. +more Ekvivalentní signál v základním pásmu je Z(t)=I(t)+jQ(t)\, kde I(t) je soufázový signál, Q(t) kvadraturní fázový signál a j je imaginární jednotka. U digitálních modulačních metod, jsou složky I(t) a Q(t) pro každý modulační symbol vidět na konstelačním diagramu. Frekvenční spektrum tohoto signálu obsahuje záporné i kladné frekvence. Fyzický vysokofrekvenční signál signál odpovídá: I(t)\cos(\omega t) - Q(t)\sin(\omega t) = \mathrm{Re}\{Z(t)e^{j\omega t}\}\, kde \omega je nosná úhlová frekvence v rad/s.

V ekvivalentním modelu v základním pásmu komunikačního systému je modulovaný signál nahrazen komplexně ohodnoceným ekvivalentním signálem v základním pásmu s nosnou frekvencí 0 Hz, a vysokofrekvenční kanál je nahrazen ekvivalentním kanálovým modelem v základním pásmu, u kterého je frekvenční odezva převedena na frekvence v základním pásmu.

Modulace

Signál v základním pásmu se často používá pro modulaci nosné vlny s vyšší frekvencí, aby bylo možné signál přenést pomocí rádiových vln. Výsledkem modulace je posun frekvence signálu k vyšším frekvencím (rádiové frekvence neboli RF). +more Při použití nejjednodušší amplitudové modulace se dvěma postranními pásmy zabírá výsledný signál dvojnásobnou šířku pásma než původní signál. Omezením nebo úplným odstraněním jednoho postranního pásma, případně i nosné (modulace s jedním postranním pásmem) lze potřebnou šířku pásma snížit. Některé způsoby modulace jako frekvenční modulace vyžadují ještě větší šířku pásma.

Obrázek ukazuje, co se děje při amplitudové modulaci:

Porovnání ekvivalentní verze signálu v základním pásmu a jeho amplitudově modulované (s dvojím postranním pásmem) vysokofrekvenční verze ukazuje typické zdvojnásobení zabraného pásma. +more.

U některých signálů je obtížné rozhodnout, zda se jedná o signál v základním pásmu nebo ne. Například analogová přípojka v klasické komutované telefonní síti omezuje frekvenční pásmo pomocí pásmové propusti na 300 až 3400 Hz; protože signál neobsahuje frekvence v rozsahu 0 až 300 Hz, neměl by být považován za signál v základním pásmu. +more Ale v telefonních systémech používajících frekvenční multiplexní hierarchii je obvykle považován za signál v základním pásmu na rozdíl od modulovaných signálů používaných pro přenosy na velké vzdálenosti. Spodní mezní frekvence 300 Hz je v tomto případě považována za „téměř nulu“, protože se jedná o malý zlomek nejvyšší přenášené frekvence.

Nejjednodušší definicí je, že signál v základním pásmu je signál před modulací nebo multiplexováním, nebo signál po demodulaci nebo demultiplexování.

Kompozitní video signál produkovaný většinou modernějších videorekordérů, herních konzolí a DVD přehrávačů obvykle používá signál základním pásmu.

Odkazy

Reference

Související články

Broadband - znamená přenos dat pomocí signálu obsahujícího mnoho frekvencí; termín je však často zneužíván ve smyslu vysokorychlostní připojení - viz Širokopásmové připojení - datové připojení k Internetu rychlostí ekvivalentní nebo vyšší než poskytuje digitální služba ISDN * Širokopásmový přenos - komunikační médium nebo signál, který používá široké (spojité) pásmo frekvencí nebo širší pásmo než jiné způsoby přenosu * Úzkopásmový přenos - opak širokopásmového signálu

Kategorie:Zpracování signálu