射频知识(射频知识入门)

 

手机通讯大家认为是不是很复杂，今天我来给大家讲一讲，今天用白话给大家讲，听完了你也是通讯专家，你也可以设计了…

说起基带和射频，相信大家并不陌生，它们是通讯行业里的两个常见概念，经常出现在我们面前。

网上资料很多很乱，给很多初学者带来了困扰，甚至形成了长期的错误认知。

所以，我觉得有必要写一篇文章，对基带和射频进行一些针对小白也能懂的介绍。

首先什么是通讯，就如我和你在聊天，我一句你一句我们之间就叫通讯，例如我一直在说，你只听不说，那就像对讲机一样变成单通道通信，事实中我们也是单通道通讯，只是切换的时间非常快，我们感觉不到而已。

既然是通讯吗，我们两个人聊天，距离决定了我们聊天的质量，距离太远我们就要用力喊着聊天，是不是你做的功就多，就像我们射频通讯里一样，你的信号不好，基站就要用更多的功率来给你发信号，就更费电。

那如果距离在远一点呢，你用力喊也听不见怎么办？大家知道声音是靠物质传播的，我们讲话能听到是靠空气里的氧气氮气等震动传播的，在真空中是无法传播的。

听不见这时候怎么办，这时候就需要借助外面物质来实现，早期我们用电线接个铃铛，你一下我一下，这就是最基本的通讯了，最著名的就是摩斯密码，把我敲几下，你敲几下记录下来，我们事先说好分别是说明什么的，这就是我们通讯里的协议了。

后来发现有线的很有局限性，这就是后来一个神人出现改变了我们今天的生活，尼古拉特斯拉，关于他的一些贡献，你们可以自己查查，交流电就是他发明的，当时最著名的就是和爱迪生的电流大战，爱迪生推广他的直流电，特斯拉推广交流电，这里不在详细讲述，很经典。

互联网小常识：DNS服务器配置的主要参数：正向查找区域、反向查找区域、资源记录和转发器。

电磁波的发现--1864年,英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上,建立了完整的电磁波理论. 电磁波首先由詹姆斯·麦克斯韦于 1865 年预测出来,他断定电磁波的存在,推导出电磁波与光具有同样的传播速度.而后由德国物理学家海因里希·赫兹于1887年至1888年间在实验中证实存在.

既然有了载体，那我们要做的就是把我们的声音放进去发射出去，前期我们只能发射几个字，BB机，大家有印象没，后期能发射语音，正式进入2G时代，现在已经5G时代了，真的感叹时代进步太快了！！！

能通讯了，原理具体是什么呢，这就涉及到我们常说的基带信号，射频信号等…

当手机通话接通后，人的声音会通过手机的麦克风拾音，变成电信号，这个电信号就是模拟信号，我们称之为原始信号，这就是我们说的基带信号。

有了基带我们就要讲下编码解码，不然我们发出去的你无法识别是什么？

编码，说白了，就是把声音·画面变成0和1

解码，就是通过电路把接收到的0和1解析出来

互联网小常识：弹性分组环（RPR）是基于动态分组传输技术的（DPT）,其标准是IEEE802.17。环形结构是目前城域网的主要拓扑结构。弹性分组环网络采用双环结构这一点与FDDI相同，在RPR环中，两个结点的裸光纤最大距离为100Km，将顺时针的环称为外环，逆时针的环称为内环，外环和内环都可用统计复用传输和控制分组，同时可以实现环自愈能力。

除了编码之外，基带还要对信号进行加密。接下来的工作，还是基带负责，那就是调制。

最基本的调制方法，就是调频（FM）、调幅（AM）、调相（PM）。如下图所示，就是用不同的波形，代表0和1。

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。例如幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK），还有正交幅度调制，也就是大名鼎鼎的QAM（发音是夸姆）。

为了直观表达各种调制方式，我们会采用一种叫做星座图的工具。星座图中的点，可以指示调制信号幅度和相位的可能状态。

调制之后的信号，单个符号能够承载的信息量大大提升。现在5G普遍采用的256QAM，可以用1个符号表示8bit的数据。

好了，基带的活儿总算是干完了。接下来该怎么办呢？

轮到射频登场了。

射频，英文名是Radio Frequency，也就是大家熟悉的RF。从英文字面上来说，Radio Frequency是无线电频率的意思。严格来说，射频是指频率范围在300KHz~300GHz的高频电磁波。大家都知道，电流通过导体，会形成磁场。交变电流通过导体，会形成电磁场，产生电磁波。

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。

这种具有远距离传输能力的高频电磁波，我们才称为射频（信号）。

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。例如900MHz的GSM频段，1.9GHz的4G LTE频段，3.5GHz的5G频段。

之所以RF射频要做这样的调制，一方面是如前面所说，基带信号不利于远距离传输。另一方面，无线频谱资源紧张，低频频段普遍被别的用途占用。而高频频段资源相对来说比较丰富，更容易实现大带宽。再有，你也必须调制到指定频段，不然干扰别人了，就是违法。在工程实现上，低频也不适合。根据天线理论，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正比（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。尤其是手机侧，对大天线尺寸是不能容忍的，会占用宝贵的空间。信号经过RF射频调制之后，功率较小，因此，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），最后通过天线振子发射出去。

基站天线收到无线信号之后，采取的是前面过程的逆过程——滤波，放大，解调，解码。处理之后的数据，会通过承载网送到核心网，完成后面的数据传递和处理。以上，就是信号大致的变化过程。注意，是大致的过程，实际过程还是非常复杂的，还有一些中频之类的都没有详细介绍。我把大致过程画个简单的示意图如下：

怎么样，是不是相当于重温了一遍我们的《通信原理》？事实上，大家会发现，现实中的情况，和我们书本上的内容，还是有很大出入的。

互联网小常识：网桥工作在数据链路层，作用主要是a实现异构网络的互联b通过接收、转发和地址过滤的方式实现互联网络的通信。

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