(通信原理)什么是基带信号?
基带信号,是指没有经过调制的信号,一般频率较低。比如语音信号就是基带信号,频率范围是300-3400Hz。基带信号指发出的没有经过调制(进行频谱搬移和变换)的原始电信号,其特点是频率较低,信号频谱从零频附近开始,具有低通形式。调制信号是由原始信息变换而来的低频信号。调制本身是一个电信号变换的过程,是按A信号的特征然后去改变B信号的某些特征值(如振幅、频率、相位等),导致B信号的这个特征值发生有规律的变化,当然 这个规律是由A信号本身的规律所决定的。由此,B信号就携带了A信号的相关信息,在某种场合下,可以把B信号上携带的A信号的信息释放出来,从而实现A信 号的再生,这就是调制的作用。可以举个简单例子说明一下调制的作用,比方说声音无法传很远,那么用普通的声音去改变(调制)短波(高频电磁信 号)信号的振幅,然后把这个短波信号发射向天空,天空中存在电离层,可以把短波信号反射下来,反射到美国,使用短波收音机把附着在短波信号上的声音信号释 放(解调)出来,就可以收听了。上述A信号就是调制信号,B信号是被调制信号,完成调制的B信号为已调信号。有时候也会把已调信号笼统的说是调制信号(这就是为什么上面说可以有两种解释的原因),这里只是为了把它与A信号相区别,A信号通常可以成为基带信号,当然这是数字信号领域的叫法,模拟信号一般就是指调制信号源。
基带信号、频带信号各是什么?两者有什么区别?
基带信号、频带信号的定义和区别:基带信号1)信源(信息源,也称发终端)发出的没有经过调制(进行频谱搬移和变换)的原始电信号,其特点是频率较低,信号频谱从零频附近开始,具有低通形式。2)根据原始电信号的特征,基带信号可分为数字基带信号和模拟基带信号(相应地,信源也分为数字信源和模拟信源。)其由信源决定。3)说的通俗一点,基带信号就是发出的直接表达了要传输的信息的信号,比如我们说话的声波就是基带信号。(如果一个信号包含了频率达到无穷大的交流成份和可能的直流成份,则这个信号就是基带信号。)频带信号1)在通信中,由于基带信号具有频率很低的频谱分量,出于抗干扰和提高传输率考虑一般不宜直接传输。2)需要把基带信号变换成其频带适合在信道中传输的信号,变换后的信号就是频带信号(如果一个信号只包含了一种频率的交流成份或者有限几种频率的交流成份,我们就称这种信号叫做频带信号)。3)其主要用于网络电视和有线电视的视频广播。请添加详细解释
射频和基带区别是什么?
“基带”和“射频”是通信行业里的两个常见概念,每个人可能对这两个概念的理解都不一样,造成这样的原因是对它们理解的不够。 基带和射频是做什么用的呢?以手机通话为例,来观察信号从手机到基站的整个过程基带和射频所起到的作用。 一、通过麦克风的拾音将声波(机械波)转换为电信号。当手机通话接通后,人发出的声音会通过手机麦克风拾音,变成电信号(这个就是原始的模拟信号)。 二、通过基带调制将声音原始模拟信号转换为数字信号基带,基本频带(Baseband),是指一段频率范围非常窄的信号,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,我们称为基带信号,它是未经过载波调制的最“基础”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(BBU)。 这时,我们会很难理解什么是载波调制,通过模拟信号的载波调制,我更加容易理解数字载波调制的过程。调制是改变载波信号一个或多个特性的过程。所谓改变特性,无非就是改变载波信号的振幅或者相位。调制信号通常包含要传输的信息。 模拟调制的目的是将模拟基带(或低通)信号,在不同频率的模拟带通信道上传输。数字调制的目的是在模拟通信信道上传输数字比特流。这些原始模拟信号会通过基带芯片中的数/模(A/D)转换电路,完成信号采样、量化、编码,变成数字信号。 上图中的这个过程称之为信源编码,就是把声音、画面变成“0”和“1”,目的是使信源减少冗余,更加有效、经济地传输,更加有效、经济地传输,最常见的应用形式就是压缩,以便减少“体积”。 除了信源编码之外,基带还要做信道编码。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(如校验码等),对抗信道中的干扰和衰减,改善链路性能。信道编码就像在货物边上填塞保护泡沫。这样货物运输途中受损概率就会降低。 除了编码之外,基带还要对信号进行加密。最基本的调制方法,就是调频(FM)、调幅(AM)、调相(PM)。如下图,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。如:ASK(幅移键控)、FSK(频移键控)、PSK(相移键控)等,还有现在常见到的QAM(正交幅度调制)。我们通过星座图来直观的表达各种调制方式,如下图: 星座图中的点,可以指示调制信号幅度和相位的可能状态。 如:16QAM,可以用1个符号表示4个bit的数据。 5G普遍采用的256QAM,可以用1个符号表示8bit的数据。 调制之后的信号,单个符号能够承载的信息量大大提升。三、到此,基带干完了它该干的活,轮到射频了射频(Radio Frequency,简称RF),是指频率范围在300KHz~300GHz的高频电磁波。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。具有远距离传输能力的高频电磁波,我们才称为射频(信号)。电磁波的产生,是交变电流通过导体,会形成电磁场,产生电磁波。 现实生活中,我们通常会把产生射频信号的射频电路、射频芯片、射频模组、射频元器件等,笼统简称为射频。如:有人说,“XX手机的基带很烂”,“XX公司做不出基带”,“XX设备的射频性能很好”,“XX的射频很贵”……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。如:900MHz的GSM频段,1.9GHz的4G LTE频段,3.5GHz的5G频段。 为什么射频要做这样的调制?无线频谱资源紧张,法律法规有明确指示频段的相应用途,这样才不会互相造成干扰。低频频段普遍被用作其他用途,高频频段资源相对来说比较丰富,更容易实现大带宽。基带信号不利于远距离传输;低频频段不利于工程实现;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就会比较大,增加工程实现的难度。尤其是手机端,对大天线尺寸是不能容忍的,会占用宝贵的空间。 信号经过射频调制之后,功率较小,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收到无线信号之后,会对信号进行滤波,放大,解调,解码,然后通过承载网送到核心网,再由对方手机基站和手机完成后面的数据传递和处理,这个过程是上面接收到的逆过程。 以上,就是手机端到手机端信号大致的变化过程,实际过程还是会复杂很多。