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“基带”和“射频”是通信行业里的两个常见概念，每个人可能对这两个概念的理解都不一样，造成这样的原因是对它们理解的不够。 6 I3 G0 i* Q4 b/ ]: Y/ g
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基带和射频是做什么用的呢？以手机通话为例，来观察信号从手机到基站的整个过程基带和射频所起到的作用。% P$ g2 N' c Q" r
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一、通过麦克风的拾音将声波（机械波）转换为电信号。当手机通话接通后，人发出的声音会通过手机麦克风拾音，变成电信号（这个就是原始的模拟信号）。
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二、通过基带调制将声音原始模拟信号转换为数字信号基带，基本频带（Baseband），是指一段频率范围非常窄的信号，也就是频率范围在零频附近（从直流到几百KHz）的这段带宽。处于这个频带的信号，我们称为基带信号，它是未经过载波调制的最“基础”信号。现实生活中我们经常提到的基带，更多是指手机的基带芯片、电路，或者基站的基带处理单元（BBU）。 ' `7 G+ s2 D7 G; V3 ]
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这时，我们会很难理解什么是载波调制，通过模拟信号的载波调制，我更加容易理解数字载波调制的过程。调制是改变载波信号一个或多个特性的过程。所谓改变特性，无非就是改变载波信号的振幅或者相位。调制信号通常包含要传输的信息。
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模拟调制的目的是将模拟基带(或低通)信号，在不同频率的模拟带通信道上传输。数字调制的目的是在模拟通信信道上传输数字比特流。这些原始模拟信号会通过基带芯片中的数/模（A/D）转换电路，完成信号采样、量化、编码，变成数字信号。
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: `$ V5 j4 g; V这个过程称之为信源编码，就是把声音、画面变成“0”和“1”，目的是使信源减少冗余，更加有效、经济地传输，更加有效、经济地传输，最常见的应用形式就是压缩，以便减少“体积”。 4 a1 [5 L1 S5 N7 _9 o2 ]4 J) @
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% y9 J: V _* ~' b, a, D) n# _3 r除了信源编码之外，基带还要做信道编码。信道编码，和信源编码完全不同。信源编码是减少“体积”。信道编码恰好相反，是增加“体积”。信道编码通过增加冗余信息（如校验码等），对抗信道中的干扰和衰减，改善链路性能。信道编码就像在货物边上填塞保护泡沫。这样货物运输途中受损概率就会降低。
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除了编码之外，基带还要对信号进行加密。最基本的调制方法，就是调频（FM）、调幅（AM）、调相（PM）。如下图，就是用不同的波形，代表0和1。
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7 n# P" t' e) k现代数字通信技术非常发达，在上述基础上，研究出了多种调制方式。如：ASK（幅移键控）、FSK（频移键控）、PSK（相移键控）等，还有现在常见到的QAM（正交幅度调制）。
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5G普遍采用的256QAM，可以用1个符号表示8bit的数据。
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/ ^( S& B( o4 M* w& \3 t调制之后的信号，单个符号能够承载的信息量大大提升。, F Q% w* U& w" p" [
$ n8 ~4 ^! J }9 ]5 H% x; w三、到此，基带干完了它该干的活，轮到射频了射频（Radio9 I! k# ]; X8 | k
Frequency，简称RF），是指频率范围在300KHz~300GHz的高频电磁波。频率低于100kHz的电磁波会被地表吸收，不能形成有效的传输。频率高于100kHz的电磁波可以在空气中传播，并经大气层外缘的电离层反射，形成远距离传输能力。3 N' S+ J0 @$ E5 p; `
# v- t |- l% } b- c具有远距离传输能力的高频电磁波，我们才称为射频（信号）。电磁波的产生，是交变电流通过导体，会形成电磁场，产生电磁波。
5 d9 h1 k# g. U V3 ~# `现实生活中，我们通常会把产生射频信号的射频电路、射频芯片、射频模组、射频元器件等，笼统简称为射频。如：有人说，“XX手机的基带很烂”，“XX公司做不出基带”，“XX设备的射频性能很好”，“XX的射频很贵”……基带送过来的信号频率很低。而射频要做的事情，就是继续对信号进行调制，从低频，调制到指定的高频频段。如：900MHz的GSM频段，1.9GHz的4G2 s i; ^" E9 Z, p0 {' [& w
LTE频段，3.5GHz的5G频段。
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3 {1 j5 U4 h! c1 d- Q为什么射频要做这样的调制？无线频谱资源紧张，法律法规有明确指示频段的相应用途，这样才不会互相造成干扰。低频频段普遍被用作其他用途，高频频段资源相对来说比较丰富，更容易实现大带宽。基带信号不利于远距离传输；' \- I' E3 s5 Y5 k. t- t
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低频频段不利于工程实现；当天线的长度是无线电信号波长的1/4时，天线的发射和接收转换效率最高。电磁波的波长和频率成反比（光速=波长×频率）如果使用低频信号，手机和基站天线的尺寸就会比较大，增加工程实现的难度。尤其是手机端，对大天线尺寸是不能容忍的，会占用宝贵的空间。
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4 l3 Z- y. Y% b- I信号经过射频调制之后，功率较小，还需要经过功率放大器的放大，使其获得足够的射频功率，然后才会送到天线。信号到达天线之后，经过滤波器的滤波（消除干扰杂波），最后通过天线振子以电磁波的形式发射出去。
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$ E( V& g+ Z4 y% Z0 Y) j四、无线信号的接收和转换基站天线收到无线信号之后，会对信号进行滤波，放大，解调，解码，然后通过承载网送到核心网，再由对方手机基站和手机完成后面的数据传递和处理，这个过程是上面接收到的逆过程。 6 t- j: o& {# f
' Z; M: N; k" T% W: I0 K以上，就是手机端到手机端信号大致的变化过程，实际过程还是会复杂很多。
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发表于 2021-12-28 15:30
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