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基带测试做什么(基带)

时间:2023-05-06 17:03:26 阅读:85449 作者:1375

现在很流行“端到端”,所以我们以手机通话为例,观察一下从手机到基站的信号全过程,看看基带和射频是干什么用的。

手机通话接通后,人声由手机麦克风拾取,变成电信号。 这个电信号是模拟信号,我们也可以称为原始信号。

将声波(机械波)转换为电信号

此时,我们的第一个主角——基带开始登场。

基带,用英语叫基带,基带。

基本频带是指特殊的频带宽度,即频率范围在零频率附近(从直流到数百KHz )的带宽。 处于这个频带的信号,我们会变成基带信号。 基带信号是最“基础”的信号。

现实生活中经常提到的基带,多指手机的基带芯片、电路或基站的基带处理单元(即常说的BBU )。

回到刚才说的声音模拟信号。

这些信号通过基带的AD数模转换电路,完成采样、量化、编码,生成数字信号。 具体过程如下。

上图中的代码被称为源代码。

源代码,简言之,就是将声音、画面设为0和1。 在转换过程中,为了减少“卷”,必须尽可能地压缩源代码。

音频信号经常使用PCM编码(脉冲编码调制,上面的照片就是这样)和MP3编码等。 在移动通信系统中,以3G WCDMA为例,利用AMR语音编码。

视频信号中经常使用MPEG-4编码(MP4 )、H.264、H.265编码。 大家应该也知道。

除源代码外,基带还创建信道代码。

编码分为信源编码和信道编码

通道代码与源代码完全不同。 源代码是减少“体积”。 通道代码正好相反,就是增加“体积”。

信道编码通过增加冗余的信息,对抗信道内的干扰和衰减,改善链路性能。

例如,通道代码就像在货物边上塞满保护泡沫。 道路颠簸或碰撞,货物受损的概率就会降低。

联想投票事件中提到的turbo码、Polar码、LDPC码以及比较有名的卷积码都是信道码。

除了编码之外,基带还加密信号。

下一份工作还是由基带负责。 那很奇怪。

调制,简单地说,就是使“波”能很好地表示0和1。

最基本的调制方法是调频、调幅和泊位。 如下图所示,用不同的波形表示0和1。

现代数字通信技术非常发达,基于上述内容,各种调制方式正在被研究。 例如,发音为振幅偏移调制(ASK )、频率偏移调制(FSK )、相位偏移调制)、还有正交振幅调制,也就是有名的QAM )“夸姆”。

为了直观地表现各种调制方式,采用被称为星座图的工具。 星座图中的点可表示调制信号的幅度和相位的可能状态。

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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。

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)。

和基带一样,我们通常会把射频电路、射频芯片、射频模组、射频元器件等产生射频信号的一系列虚心的微笑,笼统简称为射频。

所以,我们经常会听到有人说:“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”……之类的话。

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。

射频的作用,就像调度员

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。

电磁波的传播

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。

哈哈,好啦,今天的内容就到这里。

最后小枣君给大家出几个思考题,欢迎大家在评论区给出你的答案!点赞最高的留言,我们将赠送精美礼物一份!赶紧的哟!

思考题:

1、射频模块送到天线的信号,是数字信号还是模拟信号?

2、手机基带送到射频的信号,是基带信号吗?

3、信号到达基站后,除了信道解码之外,要不要做信源解码?

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