Ahora el "punto a punto" es popular. Tomemos como ejemplo una llamada de teléfono celular y observemos todo el proceso de señal desde el teléfono celular hasta la estación base para ver para qué sirven la banda base y la RF.
Cuando se conecta la llamada telefónica, el micrófono del teléfono captará la voz de las personas y se convertirá en una señal eléctrica. Esta señal eléctrica es una señal analógica, y también podemos llamarla señal original.
Las ondas sonoras (ondas mecánicas) se convierten en señales eléctricas.
En este punto empezó a aparecer nuestro primer protagonista, Baseband.
Baseband, llamada Baseband en inglés, es la banda de frecuencia básica.
La banda de frecuencia básica se refiere a un ancho de banda de frecuencia especial, es decir, el rango de frecuencia está cerca de la frecuencia cero (desde CC hasta varios cientos de KHz). Las señales en esta banda de frecuencia las convertimos en señales de banda base. La señal de banda base es la señal más "básica".
En la vida real, a menudo nos referimos a banda base, que se refiere al chip y circuito de banda base de un teléfono móvil, o a la unidad de procesamiento de banda base de una estación base (también conocida como BBU).
Volvamos a lo que acabamos de decir sobre las señales analógicas de voz.
Estas señales serán muestreadas, cuantificadas y codificadas por el circuito de conversión digital a analógico AD en la banda base y se convertirán en señales digitales. El proceso específico es el siguiente:
El código en la imagen de arriba, lo llamamoscodificación de origen.
La codificación fuente, para decirlo sin rodeos, consiste en convertir el sonido y la imagen en 0 y 1. En el proceso de conversión, la codificación fuente debe comprimirse tanto como sea posible para reducir el "volumen".
Para las señales de audio, normalmente utilizamos modulación de código de pulso (modulación de código de pulso, como se muestra en la imagen de arriba) y codificación MP3. En el sistema de comunicación móvil, tomando como ejemplo 3G WCDMA, se utiliza codificación de voz AMR.
Para señales de vídeo, se utilizan habitualmente codificación MPEG-4 (MP4), codificación H.264 y H.265. Todo el mundo debería estar familiarizado con él.
Además de la codificación fuente, la banda base tiene que vercodificación de canales.
La codificación se divide encodificación de origenycodificación de canal
La codificación de canales es completamente diferente de la codificación fuente. La codificación fuente es para reducir el "volumen". Por el contrario, la codificación de canales aumenta el "volumen".
La codificación de canal puede mejorar el rendimiento del enlace añadiendo información redundante para contrarrestar la interferencia y la atenuación en el canal.
Por ejemplo, codificación de canales.Es como rellenar el lateral de la mercancía.tapónEspuma protectora. Si se producen golpes y colisiones en la carretera, se reducirá la probabilidad de daños a la mercancía.
El código Turbo, el código Polar, el código LDPC y el conocido código convolucional mencionado en el evento de votación de Lenovo el año pasado pertenecen a la codificación de canales.
Además de codificar, la banda base también cifra la señal.
El siguiente trabajo, o del que es responsable la banda base, es decirmodulación.
La modulación, en pocas palabras, consiste en hacer que la "onda" represente mejor 0 y 1.
Los métodos de modulación más básicos son la modulación de frecuencia (FM), la modulación de amplitud (AM) y la modulación de fase (PM). Como se muestra en la figura siguiente, se utilizan diferentes formas de onda para representar 0 y 1.
La tecnología de comunicación digital moderna está muy desarrollada. Sobre la base de lo anterior, se han desarrollado una variedad de métodos de modulación. toma por ejemploModulación por desplazamiento de amplitud (ASK), modulación por desplazamiento de frecuencia (FSK), modulación por desplazamiento de fase (PSK) y modulación de amplitud en cuadratura, que son bien conocidas. Modificación por desplazamiento de amplitud (ASK), modulación por desplazamiento de frecuencia (FSK), modulación por desplazamiento de fase ( PSK) y modulación de amplitud en cuadratura, que son bien conocidas.QAM.
Para expresar visualmente varios métodos de modulación, adoptaremos un método llamadoplanisferioHerramientas. Los puntos de la constelación pueden indicar los posibles estados de amplitud y fase de la señal modulada.
planisferio
Después de la señal modulada, la cantidad de información que puede transportar un solo símbolo mejora enormemente.En la actualidad, 256QAM, que se usa ampliamente en 5G, puede usar un símbolo para representar datos de 8 a 8 bits.
Ok, el trabajo de la banda base finalmente está terminado. ¿Qué debería hacer después?
Es el turno de la radiofrecuencia.
Radiofrecuencia, el nombre en inglés esRadio Frequency， También conocido como RF.Literalmente hablando, Radio Frecuencia significa radiofrecuencia. Estrictamente hablando, la radiofrecuencia se refiere a ondas electromagnéticas de alta frecuencia con una frecuencia que oscila entre 300 kHz y 300 GHz.
Como todos sabemos, cuando la corriente pasa a través de un conductor, se forma un campo magnético. Cuando la corriente alterna pasa a través de un conductor, formará un campo electromagnético y generará ondas electromagnéticas.
Las ondas electromagnéticas con una frecuencia inferior a 100 kHz serán absorbidas por la superficie terrestre y no podrán formar una transmisión efectiva. Las ondas electromagnéticas con una frecuencia superior a 100 kHz pueden propagarse en el aire y ser reflejadas por la ionosfera en el borde exterior de la atmósfera, formando una capacidad de transmisión a larga distancia.
Este tipo de onda electromagnética de alta frecuencia con capacidad de transmisión a larga distancia se llama radiofrecuencia (señal).
Al igual que la banda base, generalmente nos referimos a una serie de cosas que generan señales de RF, como circuitos de RF, chips de RF, módulos de RF, componentes de RF, etc., como RF.
Por lo tanto, a menudo escuchamos a la gente decir: "La banda base del teléfono móvil XX es terrible", "La empresa XX no puede fabricar banda base", "El equipo XX tiene un rendimiento de radiofrecuencia muy bueno", "La radiofrecuencia XX es muy cara". … y así sucesivamente."La empresa XX no puede fabricar banda base", "El equipo XX tiene muy buen rendimiento de radiofrecuencia", "La radiofrecuencia XX es muy cara"... y así sucesivamente.
La frecuencia de la señal enviada desde la banda base es muy baja. Lo que tiene que hacer la radiofrecuencia es seguir modulando la señal, desde la baja frecuencia hasta la banda de alta frecuencia especificada. Por ejemplo, la banda GSM de 900MHz, la banda 4G LTE de 1.9GHz y la banda 5G de 3.5GHz.
La función de la radiofrecuencia es como la de un despachador.
Por un lado, como se mencionó anteriormente, la señal de banda base no es propicia para la transmisión a larga distancia.
Por otro lado, los recursos de espectro inalámbrico son escasos y la banda de baja frecuencia generalmente está ocupada por otros fines. Si bien los recursos de la banda de alta frecuencia son relativamente abundantes, es más fácil lograr un gran ancho de banda.
Además, también debe modular en la banda de frecuencia designada; de lo contrario, será ilegal interferir con otros.
En la implementación de ingeniería, la baja frecuencia no es adecuada.
Según la teoría de la antena, cuando la longitud de la antena es 1/4 de la longitud de onda de la señal de radio, la eficiencia de conversión de transmisión y recepción de la antena es la más alta. La longitud de onda de una onda electromagnética es proporcional a la frecuencia (velocidad de la luz = longitud de onda × frecuencia). Si se utilizan señales de baja frecuencia, el tamaño de la antena del teléfono móvil y de la estación base será relativamente grande, lo que aumentará la dificultad de la implementación de ingeniería. Especialmente en el caso de los teléfonos móviles, no se puede tolerar el gran tamaño de la antena, que ocupa un valioso espacio.
Después de la modulación de RF, la señal tiene baja potencia, por lo que aún necesita pasaramplificador de poderAmplificación, haga que obtenga suficiente potencia de RF y luego envíela a la antena.
Una vez que la señal llega a la antena, pasa a travésfiltrarFiltrar (eliminar interferencias) y finalmente pasarelemento de antenaLanzalo.
Propagación de ondas electromagnéticas.
Después de recibir la señal inalámbrica, la estación base adopta el proceso anterior. Después de recibir la señal inalámbrica, la estación base adopta el proceso anterior.proceso inverso--filtrar, amplificar, demodular y decodificar. Después de eso, los datos procesados se enviarán a la red central a través de la red portadora para completar la transmisión y el procesamiento de datos posteriores.
Lo anterior es el proceso de cambio general de la señal. Tenga en cuenta que es un proceso general, el proceso real sigue siendo muy complicado y hay algunosfrecuencia intermediaNada de eso se ha introducido en detalle.
Dibujaré un diagrama simple del proceso general de la siguiente manera:
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