Ora "end-to-end" è popolare. Prendiamo come esempio una chiamata da cellulare e osserviamo l'intero processo del segnale dal cellulare alla stazione base per vedere a cosa servono la banda base e la RF.
Quando la telefonata è connessa, la voce delle persone verrà captata dal microfono del telefono e diventerà un segnale elettrico. Questo segnale elettrico è un segnale analogico e possiamo anche chiamarlo segnale originale.
Le onde sonore (onde meccaniche) vengono convertite in segnali elettrici.
A questo punto cominciò ad apparire il nostro primo protagonista, Baseband.
La banda base, chiamata Baseband in inglese, è la banda di frequenza di base.
La banda di frequenza di base si riferisce a una larghezza di banda di frequenza speciale, ovvero l'intervallo di frequenza è vicino alla frequenza zero (da CC a diverse centinaia di KHz). I segnali in questa banda di frequenza diventino segnali in banda base. Il segnale in banda base è il segnale più "base".
Nella vita reale, ci riferiamo spesso alla banda base, che si riferisce al chip e al circuito della banda base del telefono cellulare o all'unità di elaborazione della banda base della stazione base (nota anche come BBU).
Torniamo a quanto abbiamo appena detto sui segnali analogici vocali.
Questi segnali verranno campionati, quantizzati e codificati dal circuito di conversione digitale-analogico AD nella banda base e diventeranno segnali digitali. Il processo specifico è il seguente:
Il codice nell'immagine sopra, lo chiamiamo noicodifica della sorgente.
La codifica sorgente, per dirla senza mezzi termini, consiste nel trasformare il suono e l'immagine in 0 e 1. Nel processo di conversione, la codifica sorgente deve essere compressa il più possibile per ridurre il "volume".
Per i segnali audio utilizziamo solitamente la modulazione del codice a impulsi (modulazione del codice a impulsi, come mostrato nell'immagine sopra) e la codifica MP3. Nel sistema di comunicazione mobile, prendendo come esempio 3G WCDMA, viene utilizzata la codifica vocale AMR.
Per i segnali video vengono comunemente utilizzate le codifiche MPEG-4 (MP4), H.264 e H.265. Tutti dovrebbero conoscerlo.
Oltre alla codifica sorgente, c'è da fare anche la banda basecodifica del canale.
La codifica è divisa incodifica della sorgenteandcodifica dei canali
La codifica del canale è completamente diversa dalla codifica della sorgente. La codifica sorgente serve a ridurre il "volume". Al contrario, la codifica dei canali aumenta il "volume".
La codifica del canale può migliorare le prestazioni del collegamento aggiungendo informazioni ridondanti per contrastare l'interferenza e l'attenuazione nel canale.
Ad esempio, la codifica del canaleÈ come compilare il lato della merce.tappoSchiuma protettiva. Se sulla strada si verificano urti e collisioni, la probabilità di danni alla merce sarà ridotta.
Il codice Turbo, il codice Polar, il codice LDPC e il noto codice convoluzionale menzionati nell'evento di voto di Lenovo lo scorso anno appartengono tutti alla codifica del canale.
Oltre alla codifica, la banda base crittografa anche il segnale.
Il prossimo lavoro, o di cui è responsabile la banda base, cioèmodulazione.
La modulazione, in poche parole, serve a far sì che "onda" rappresenti meglio 0 e 1.
I metodi di modulazione più basilari sono la modulazione di frequenza (FM), la modulazione di ampiezza (AM) e la modulazione di fase (PM). Come mostrato nella figura seguente, vengono utilizzate forme d'onda diverse per rappresentare 0 e 1.
La moderna tecnologia della comunicazione digitale è molto sviluppata. Sulla base di quanto sopra sono stati sviluppati diversi metodi di modulazione. prendi ad esempioKeying con spostamento di ampiezza (ASK), keying con spostamento di frequenza (FSK), keying con spostamento di fase (PSK) e modulazione di ampiezza in quadratura, che sono ben noti. Keying con spostamento di ampiezza (ASK), keying con spostamento di frequenza (FSK), keying con spostamento di fase ( PSK) e la modulazione di ampiezza in quadratura, che sono ben noti.QAM.
Per esprimere visivamente vari metodi di modulazione, adotteremo un metodo chiamatoplanisferoUtensili. I punti della costellazione possono indicare i possibili stati dell'ampiezza e della fase del segnale modulato.
planisfero
Dopo il segnale modulato, la quantità di informazioni che un singolo simbolo può trasportare risulta notevolmente migliorata.Attualmente, 256QAM, ampiamente utilizzato nel 5G, può utilizzare un simbolo per rappresentare dati a 8-8 bit.
Ok, il lavoro sulla banda base è finalmente terminato. Cosa dovrei fare dopo?
È il turno della radiofrequenza.
Radiofrequenza, il nome inglese èRadio Frequency, Conosciuto anche come RF.Letteralmente Radio Frequenza significa radiofrequenza. In senso stretto, la radiofrequenza si riferisce alle onde elettromagnetiche ad alta frequenza con una frequenza compresa tra 300 kHz e 300 GHz.
Come tutti sappiamo, quando la corrente passa attraverso un conduttore, si forma un campo magnetico. Quando la corrente alternata passa attraverso un conduttore, forma un campo elettromagnetico e genera onde elettromagnetiche.
Le onde elettromagnetiche con una frequenza inferiore a 100kHz verranno assorbite dalla superficie terrestre e non potranno formare una trasmissione efficace. Le onde elettromagnetiche con una frequenza superiore a 100kHz possono propagarsi nell'aria ed essere riflesse dalla ionosfera sul bordo esterno dell'atmosfera, formando una capacità di trasmissione a lunga distanza.
Questo tipo di onda elettromagnetica ad alta frequenza con capacità di trasmissione a lunga distanza è chiamata radiofrequenza (segnale).
Come la banda base, di solito ci riferiamo a una serie di cose che generano segnali RF, come circuiti RF, chip RF, moduli RF, componenti RF e così via, come RF.
Pertanto, sentiamo spesso la gente dire: "La banda base del telefono cellulare XX è terribile."", "L'azienda XX non può produrre la banda base", "Le apparecchiature XX hanno ottime prestazioni in radiofrequenza", "La radiofrequenza XX è molto costosa" … e così via."L'azienda XX non può produrre la banda base", "L'apparecchiatura XX ha ottime prestazioni in radiofrequenza", "La radiofrequenza XX è molto costosa"... e così via.
La frequenza del segnale inviato dalla banda base è molto bassa. Ciò che la radiofrequenza deve fare è continuare a modulare il segnale, dalla bassa frequenza alla banda ad alta frequenza specificata. Ad esempio la banda GSM da 900 MHz, la banda 4G LTE da 1.9 GHz e la banda 5G da 3.5 GHz.
La funzione della radiofrequenza è come un dispatcher.
Da un lato, come accennato in precedenza, il segnale in banda base non è favorevole alla trasmissione a lunga distanza.
D'altro canto, le risorse dello spettro wireless sono limitate e la banda a bassa frequenza è generalmente occupata da altri scopi. Sebbene le risorse della banda ad alta frequenza siano relativamente abbondanti, è più facile realizzare un'ampia larghezza di banda.
Inoltre è necessario modulare anche sulla banda di frequenza designata, altrimenti sarà illegale interferire con gli altri.
Nell'implementazione ingegneristica, la bassa frequenza non è adatta.
Secondo la teoria dell'antenna, quando la lunghezza dell'antenna è 1/4 della lunghezza d'onda del segnale radio, l'efficienza di conversione di trasmissione e ricezione dell'antenna è massima. La lunghezza d'onda dell'onda elettromagnetica è proporzionale alla frequenza (velocità della luce = lunghezza d'onda× frequenza). Se vengono utilizzati segnali a bassa frequenza, la dimensione dell'antenna del telefono cellulare e della stazione base sarà relativamente grande, il che aumenterà la difficoltà di implementazione tecnica. Soprattutto per quanto riguarda i telefoni cellulari non possono essere tollerate le grandi dimensioni dell'antenna, che occupano spazio prezioso.
Dopo la modulazione RF, il segnale ha una bassa potenza, quindi deve ancora passareamplificatore di potenzaAmplificazione, fai in modo che riceva abbastanza potenza RF e poi la invii all'antenna.
Dopo che il segnale raggiunge l'antenna, passa attraversofiltroFiltraggio (eliminazione delle interferenze) e infine passaggioelemento dell'antennaLanciarlo.
Propagazione delle onde elettromagnetiche
Dopo aver ricevuto il segnale wireless, la stazione base adotta il processo precedente. Dopo aver ricevuto il segnale wireless, la stazione base adotta il processo precedente.processo inverso--filtraggio, amplificazione, demodulazione e decodifica. Successivamente, i dati elaborati verranno inviati alla rete centrale attraverso la rete portante per completare la successiva trasmissione ed elaborazione dei dati.
Quanto sopra è il processo generale di modifica del segnale. Tieni presente che si tratta di un processo generale, il processo effettivo è ancora molto complicato e ce ne sono alcunifrequenza intermediaNiente del genere è stato introdotto in dettaglio.
Disegnerò un semplice diagramma del processo generale come segue:
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