扒一扒无线通信

一万字。假设一个信号由从某个频率（比如1000赫兹）到另一个频率（比如6666赫兹）之间的频率混合出来，我们称1000-6666赫兹为这个信号的频谱区间。

混合红绿蓝三种颜色的时候，我们谈到比例（多少）不同，混合出来的颜色不一样。如果是混合不同频率的电磁波信号，比如频率为1，2，3的电磁波，这个所谓的"比例"指什么呢？指不同频率的信号的能量。从信号图形上来说，能量就是信号幅度的大小，请看下面图2中两个同一频率的信号的区别：

                    图2：两个频率相同，能量不同的电磁波信号

第二个信号的变化幅度（从纵向来看）比较大，所以它的能量比第一个大。换言之，如果你的手机一直发射第二个信号，手机电池会比一直发射第一个信号更快没电。

关于频率，最后再提一下，为什么关心频率呢？因为人们发现处于不同频率区间的电磁波有不同的特性。仅举两例感受一下：例一，相信你不会希望你手机打电话时一直发射的是X射线（就是医院用来照X光的）；例二，把不同频率的电磁波发射出去对天线尺寸的要求不同。简单来说，频率越低要求的天线尺寸越大，频率越高要求的天线尺寸越小。从而频率太低的话，你可能得随时扛一根旗杆那么长的天线才能打电话，你愿意吗？有兴趣的话，大家自己去看看车载广播用的频率一般是多少，你的手机通信用的频率是多少，然后比较汽车上的天线和手机的天线大小。

  对于电磁波信号的研究处理还有很多内容，下面介绍另外一种也是用分解组合思想可以理解的。如下图3中的实线信号(黑色的，几乎把其它虚线包起来的那根线)，它可以分解成图中那些虚线信号的叠加，即那些虚线信号混合起来就可以得到那个实线信号，跟上面讲的不同频率的信号混合是类似的。请注意观察，这些虚线信号形状都是一样的，唯一的区别就是它们的幅度，也即是上面提到的信号的能量。再仔细观察一下，每个虚线信号的顶点（也就是幅度最高那一点）是实线信号上的某个点，而每个虚线信号的顶点的高度完全决定了它们各自的幅度（能量）。换句话说，给一个电磁波信号，我们可以只用该信号上的部分点，然后在这些点的位置产生一个以这些点为顶点的形状如图中虚线的信号，那么产生的这些信号混合起来就是最初给的那个电磁波信号，至于最初给的信号上其它没被用到的（无穷多个）点长什么样子，我们可以不关心。要知道其它没被用到的无穷多个点可是会千变万化的，居然可以不关心，是不是很酷? 这就是奈奎斯特采样（或称为抽样）定理以及信号重建的内容。至于为什么可以这么酷，是不是拍脑袋想当然的，就还是需要一些数学理论做保证了，再次省略一万字。

图3：实线信号分解成虚线信号

好了，本文电磁波信号就介绍这么多吧! 若想对上面的内容了解更多，请用如下两个关键词去收集资料：傅里叶变换，采样定理。

图片如何变成电磁波信号

我们接下来讲是如何把图片变成电磁波信号的。首先，就上面我们要传输的那张图片，你看到的是美女，握个手，因为我看到的也是；而对电脑或手机里的处理器来说，它们看到的是一堆数据，或者更简单地说，就是一串数字，比如一串0和1组成的序列 00101110001011110……。

假设那张美女图片对应的一串数字是1，2，3（实际上数据量要大得多，这里仅简化说明）。通信的目的就是把1，2，3这个数字串发到你的手机上，然后你的手机的处理器对这串数字加工呈现给你美女。换句话说，就这里的描述，那张美女图片需要两步变成电磁波信号：第一步被变成了一串数字（这一步可以被称之为信源编码），第二步把对应的数字串再变成电磁波信号。好了，我们的问题现在变成了，如何把1，2，3这串数字转换成电磁波信号？有很多方法，这里我们就用上面已经介绍过的内容举例说明两种可能方法。

第一种方法： 选3个不同频率，比如频率x，频率y，频率z（其中x，y，z表示三个不同的频率）。产生一个幅度（记住幅度指能量）为1的频率x信号，一个幅度为2的频率y信号，一个幅度为3的频率z信号；把这三个电磁波信号混合起来，通过天线发射出去。下面看你的手机怎么工作的: 你的手机通过天线把电磁波信号接收下来，假设整个过程中没有任何差错，即你的手机接收到的电磁波信号和对方发射的那个完全一样。上面我们讲了，任何信号可以被分解成不同频率的信号，并且分解方法只有唯一一种。那么你的手机通过分解接收到的信号，就会得到一个幅度为1的频率x信号，一个幅度为2的频率