Agora, "ponta a ponta" é popular. Vamos pegar a chamada de celular como exemplo e observar todo o processo de sinal do celular até a estação base para ver para que servem a banda base e a RF.
Quando a chamada for conectada, a voz das pessoas será captada pelo microfone do telefone e se tornará um sinal elétrico. Este sinal elétrico é um sinal analógico e também podemos chamá-lo de sinal original.
Ondas sonoras (ondas mecânicas) são convertidas em sinais elétricos.
Neste ponto, nosso primeiro protagonista, Baseband, começou a aparecer.
Baseband, chamada Baseband em inglês, é a banda de frequência básica.
A banda de frequência básica refere-se a uma largura de banda de frequência especial, ou seja, a faixa de frequência está próxima da frequência zero (de DC a várias centenas de KHz). Sinais nesta banda de frequência tornam-se sinais de banda base. O sinal de banda base é o sinal mais "básico".
Na vida real, muitas vezes nos referimos à banda base, que se refere ao chip e circuito de banda base do telefone móvel, ou à unidade de processamento de banda base da estação base (também conhecida como BBU).
Voltemos ao que acabamos de dizer sobre sinais analógicos de voz.
Esses sinais serão amostrados, quantizados e codificados pelo circuito de conversão AD digital para analógico na banda base e se tornarão sinais digitais. O processo específico é o seguinte:
O código na imagem acima, nós o chamamoscodificação de origem.
A codificação fonte, para ser franco, é transformar o som e a imagem em 0 e 1. No processo de conversão, a codificação fonte precisa ser compactada o máximo possível para reduzir o “volume”.
Para sinais de áudio, geralmente usamos modulação por código de pulso (modulação por código de pulso, conforme mostrado na imagem acima) e codificação MP3. No sistema de comunicação móvel, tomando como exemplo o 3G WCDMA, é utilizada a codificação de voz AMR.
Para sinais de vídeo, a codificação MPEG-4 (MP4), H.264 e H.265 são comumente usadas. Todos deveriam estar familiarizados com isso.
Além da codificação fonte, a banda base tem que fazercodificação de canal.
A codificação é dividida emcodificação de origemecodificação de canal
A codificação do canal é completamente diferente da codificação fonte. A codificação fonte visa reduzir o "volume". Pelo contrário, a codificação do canal aumenta o “volume”.
A codificação do canal pode melhorar o desempenho do link adicionando informações redundantes para combater a interferência e atenuação no canal.
Por exemplo, codificação de canalÉ como preencher a lateral da mercadoria.rolhaEspuma protetora. Se ocorrerem solavancos e colisões na estrada, a probabilidade de danos às mercadorias será reduzida.
O código Turbo, o código Polar, o código LDPC e o conhecido código convolucional mencionado no evento de votação da Lenovo no ano passado pertencem à codificação de canal.
Além da codificação, a banda base também criptografa o sinal.
O próximo trabalho, ou pelo qual a banda base é responsável, émodulação.
A modulação, simplesmente, faz com que a "onda" represente melhor 0 e 1.
Os métodos de modulação mais básicos são modulação de frequência (FM), modulação de amplitude (AM) e modulação de fase (PM). Conforme mostrado na figura abaixo, diferentes formas de onda são usadas para representar 0 e 1.
A moderna tecnologia de comunicação digital está muito desenvolvida. Com base no acima exposto, uma variedade de métodos de modulação foram desenvolvidos. considere por exemploModulação de mudança de amplitude (ASK), chaveamento de mudança de frequência (FSK), chaveamento de mudança de fase (PSK) e modulação de amplitude em quadratura, que são bem conhecidas. Chaveamento de mudança de amplitude (ASK), chaveamento de mudança de frequência (FSK), chaveamento de mudança de fase ( PSK) e modulação de amplitude em quadratura, que são bem conhecidas.QAM.
Para expressar visualmente vários métodos de modulação, adotaremos um método chamadoplanisférioFerramentas. Os pontos na constelação podem indicar os possíveis estados de amplitude e fase do sinal modulado.
planisfério
Após o sinal modulado, a quantidade de informação que um único símbolo pode transportar é bastante melhorada.Atualmente, o 256QAM, amplamente utilizado em 5G, pode usar um símbolo para representar dados de 8 a 8 bits.
Ok, o trabalho da banda base finalmente terminou. O que eu devo fazer a seguir?
É a vez da radiofrequência.
Radiofrequência, nome em inglês éRadio Frequency，Também conhecido como RF.Literalmente falando, Radiofrequência significa radiofrequência. A rigor, radiofrequência refere-se a ondas eletromagnéticas de alta frequência com frequência variando de 300 kHz a 300 GHz.
Como todos sabemos, quando a corrente passa por um condutor, forma-se um campo magnético. Quando a corrente alternada passa por um condutor, ela forma um campo eletromagnético e gera ondas eletromagnéticas.
Ondas eletromagnéticas com frequência inferior a 100kHz serão absorvidas pela superfície terrestre e não poderão formar uma transmissão eficaz. Ondas eletromagnéticas com frequência superior a 100kHz podem se propagar no ar e ser refletidas pela ionosfera na borda externa da atmosfera, formando uma capacidade de transmissão de longa distância.
Este tipo de onda eletromagnética de alta frequência com capacidade de transmissão de longa distância é chamada de radiofrequência (sinal).
Assim como a banda base, geralmente nos referimos a uma série de coisas que geram sinais de RF, como circuitos de RF, chips de RF, módulos de RF, componentes de RF e assim por diante, como RF.
Portanto, muitas vezes ouvimos as pessoas dizerem: "A banda base do telefone celular XX é terrível."”, "A empresa XX não consegue fabricar banda base", "O equipamento XX tem um desempenho de radiofrequência muito bom", "A radiofrequência XX é muito cara" … e assim por diante."A empresa XX não consegue fabricar banda base", "O equipamento XX tem um desempenho de radiofrequência muito bom", "A radiofrequência XX é muito cara"… e assim por diante.
A frequência do sinal enviado da banda base é muito baixa. O que a radiofrequência precisa fazer é continuar a modular o sinal, desde a baixa frequência até a banda especificada de alta frequência. Por exemplo, a banda GSM de 900 MHz, a banda 4G LTE de 1.9 GHz e a banda 5G de 3.5 GHz.
A função da radiofrequência é como a de um despachante.
Por um lado, como mencionado anteriormente, o sinal de banda base não conduz à transmissão de longa distância.
Por outro lado, os recursos do espectro sem fio são escassos e a faixa de baixa frequência é geralmente ocupada por outros fins. Embora os recursos de banda de alta frequência sejam relativamente abundantes, é mais fácil obter uma grande largura de banda.
Além disso, você também deve modular para a banda de frequência designada, caso contrário será ilegal interferir em outras pessoas.
Na implementação de engenharia, a baixa frequência não é adequada.
De acordo com a teoria da antena, quando o comprimento da antena é 1/4 do comprimento de onda do sinal de rádio, a eficiência de conversão de transmissão e recepção da antena é maior. O comprimento de onda da onda eletromagnética é proporcional à frequência (velocidade da luz = comprimento de onda × frequência). Se forem utilizados sinais de baixa frequência, o tamanho da antena do telefone móvel e da estação base será relativamente grande, o que aumentará a dificuldade de implementação de engenharia. Especialmente no lado dos telefones celulares, o grande tamanho da antena não pode ser tolerado, o que ocupará um espaço valioso.
Após a modulação de RF, o sinal tem baixa potência, por isso ainda precisa passaramplificador de potênciaAmplificação, faça com que obtenha potência de RF suficiente e, em seguida, envie para a antena.
Depois que o sinal chega à antena, ele passafiltroFiltrando (eliminando interferências) e finalmente passandoelemento de antenaInicie.
Propagação de ondas eletromagnéticas
Depois de receber o sinal sem fio, a estação base adota o processo anterior. Depois de receber o sinal sem fio, a estação base adota o processo anterior.processo inverso--filtragem, amplificação, desmodulação e decodificação. Depois disso, os dados processados serão enviados para a rede principal através da rede portadora para completar a subsequente transmissão e processamento de dados.
O acima é o processo geral de mudança do sinal. Observe que é um processo geral, o processo real ainda é muito complicado e existem algunsfreqüência intermediáriaNada parecido foi apresentado em detalhes.
Desenharei um diagrama simples do processo geral da seguinte forma:
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