手机里的基带和射频到底是干什么用的？资料下载

作者：小枣君，来源：鲜枣课堂 导 读 基带，英文叫Baseband，基本频带。基本频带是指一段特殊的频率带宽，也就是频率范围在零频附近（从直流到几百KHz）的这段带宽。处于这个频带的信号，我们成为基带信号。基带信号是最“基础”的信号。 大家好，我是小枣君。今天我们来聊聊基带和射频。 说起基带和射频，相信大家都不陌生。它们是通信行业里的两个常见概念，经常出现在我们面前。 不过，越是常见的概念，网上的资料就越混乱，错误也就越多。这些错误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个基础的介绍。 在都流行“端到端”，我们就以手机通话为例，观察信号从手机到基站的整个过程，来看看基带和射频到底是干什么用的。 当手机通话接通后，人的声音会通过手机麦克风拾音，变成电信号。这个电信号，是模拟信号，我们也可以称之为原始信号。 声波（机械波）转换成电信号 此时，我们的第一个主角——基带，开始登场。 基带，英文叫Baseband，基本频带。 基本频带是指一段特殊的频率带宽，也就是频率范围在零频附近（从直流到几百KHz）的这段带宽。处于这个频带的信号，我们成为基带信号。基带信号是最“基础”的信号。 现实生活中我们经常提到的基带，更多是指手机的基带芯片、电路，或者基站的基带处理单元（也就是我们常说的BBU）。 回到我们刚才所说的语音模拟信号。 这些信号会通过基带中的AD数模转换电路，完成采样、量化、编码，变成数字信号。具体过程如下如所示： 上图中的编码，我们称之为信源编码。 信源编码，说白了，就是把声音、画面变成0和1。在转换的过程中，信源编码还需要进行尽可能地压缩，以便减少“体积”。 对于音频信号，我们常用的是PCM编码（脉冲编码调制，上图就是）和MP3编码等。在移动通信系统中，以3G WCDMA为例，用的是AMR语音编码。 对于视频信号，常用的是MPEG-4编码（MP4），还有H.264、H.265编码。大家应该也比较熟悉。 除了信源编码之外，基带还要做信道编码。 编码分为信源编码和信道编码 信道编码，和信源编码完全不同。信源编码是减少“体积”。信道编码恰好相反，是增加“体积”。 信道编码通过增加冗余信息，对抗信道中的干扰和衰减，改善链路性能。 举个例子，信道编码就像在货物边上填塞保护泡沫。如果路上遇到颠簸，发生碰撞，货物的受损概率会降低。 去年联想投票事件里提到的Turbo码、Polar码，LDPC码，还有比较有名的卷积码，全部都属于信道编码。 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。 调制，简单来说，就是让“波”更好地表示0和1。 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。 星座图 16QAM示意图 （1个符号代表4个bit） 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。 256QAM 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。