射频和基带有什么区别?

“基带”和“射频”是通信行业常见的两个概念,每个人对这两个概念的理解可能都不一样,这是因为对它们的理解不够造成的。?

基带和射频是用来做什么的?以手机通话为例,观察信号从手机到基站的全过程,以及基带和射频的作用。

首先,声波(机械波)通过麦克风的拾音器转换成电信号。当手机接通时,人发出的声音会被手机的麦克风拾取,变成电信号(这是原始的模拟信号)。?

第二,声音的原始模拟信号通过基带调制转换成数字信号。基带是指频率范围非常窄的信号,即频率范围接近零的带宽(从DC到几百KHz)。这个频段的信号,我们称之为基带信号,是没有载波调制的最“基础”的信号。在现实生活中,我们经常会提到手机的基带芯片和电路,或者基站的基带处理单元(BBU)。?

这时候我们就很难理解什么是载波调制了,而我通过模拟信号的载波调制来理解数字载波调制的过程就比较容易了。调制是改变载波信号的一个或多个特征的过程。改变特性无非是改变载波信号的幅度或相位。调制信号通常包含要传输的信息。?

模拟调制的目的是在不同频率的模拟频带通信信道上传输模拟基带(或低通)信号。数字调制的目的是通过模拟通信信道传输数字比特流。这些原始的模拟信号会被基带芯片中的数模(A/D)转换电路采样、量化、编码,变成数字信号。?

上图这个过程叫做信源编码,就是把声音和画面变成“0”和“1”。目的是减少信源的冗余,更有效、更经济地传输。最常见的应用形式是压缩,以减少“体积”。?

基带除了信源编码,还要做信道编码。信道编码与信源编码完全不同。源码是为了减少“体积”。信道编码正好相反,是增加“体积”。信道编码可以通过添加冗余信息(如校验码)来对抗信道中的干扰和衰减,提高链路性能。渠道编码就像在商品边缘填充保护泡沫。这样,货物在运输途中受损的概率就会降低。

除了编码,基带还对信号进行加密。最基本的调制方法是调频(FM)、调幅(AM)和调相(PM)。如下图,用不同的波形来表示0和1。?

现代数字通信技术非常发达。基于以上所述,已经开发了多种调制方法。如:ASK(幅移键控)、FSK(频移键控)、PSK(相移键控),以及现在常见的QAM(正交调幅)。我们通过星座图直观的表达各种调制方式,如下图。

星座图中的点可以指示调制信号的幅度和相位的可能状态。?

例如:16QAM,四位数据可以用1个符号来表示。?

5G中广泛使用的256QAM,可以用1个符号表示8-8bit数据。?

调制后,单个符号可以携带的信息量大大提高。

第三,此时,基带已经完成了它的工作,轮到射频(Radio

频率(简称RF)是指频率范围在300 kHz到300 GHz的高频电磁波。频率低于100kHz的电磁波会被地表吸收,无法有效传输。频率高于100kHz的电磁波可以在空气中传播,被大气外缘的电离层反射,从而形成远距离传输能力。

具有远距离传输能力的高频电磁波称为射频(信号)。电磁波的产生是交流电通过导体,会形成电磁场,产生电磁波。?

在现实生活中,我们通常指的是射频电路、射频芯片、射频模块、射频元器件等。产生射频信号作为射频。比如有人说“XX手机基带不好”“XX公司做不出基带”“XX设备射频性能很好”“XX的射频很贵”...基带发送的信号频率很低。射频要做的就是把信号从低频持续调制到指定的高频带。如:900MHz GSM频段,1.9GHz 4G。

LTE频段,3.5GHz 5G频段。?

为什么无线电频率是这样调制的?无线频谱资源稀缺,法律法规明确标明频段对应用途,互不干扰。低频段一般用于其他用途,而高频段资源相对丰富,更容易实现大带宽。基带信号不利于长距离传输;

低频带不利于工程实现;当天线长度为无线电信号波长的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会更大,增加工程实现的难度。尤其是在手机端,天线尺寸大是不能容忍的,会占用宝贵的空间。?

经过射频调制后,信号的功率很小,需要经过功率放大器放大,才能得到足够的射频功率,然后再送到天线。信号到达天线后,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。

四。无线信号的接收和转换基站天线接收到无线信号后,会对信号进行滤波、放大、解调、解码,然后通过承载网发送到核心网,再由对方手机基站和手机完成后续的数据传输和处理。这个过程是上述接收的逆过程。?

以上是信号从手机到手机的一般变化过程,实际过程还是会复杂很多。