【射频通信电子线路基础第一讲】射频电子线路基础绪论—

【射频通信电子线路基础第一讲】射频电子线路基础绪论——射频概念、通信系统、语义通信

1. 射频与高频广义上的概念厘清

高频：就是频率高（大于10K），单位一般用MHz（兆赫）表示。

射频：Radio Frequency，简称RF，300K-300G。射频就是射频电流，它是一种高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流，大于10000次的称为高频电流，而射频就是这样一种高频电流。目前应用最广泛的自动识别技术大致可以分为两个方面：光学技术和无线电技术两个方面。其中光学技术中普遍应用的产品有：条形码和摄像两大类。这两类产品目前已广泛应用于人们的日常生活中，并已为人们所熟知。比如：条形码用于商品管理，摄像用于抓拍违章车辆等。

微波：微波的频率极高，波长又很短，其在空中的传播特性与光波相近，也就是直线前进，遇到阻挡就被反射或被阻断，因此微波通信的主要方式是视距通信，超过视距以后需要中继转发。用于微波通信（Microwave Communication），是使用波长在0.1毫米至1米之间的电磁波——微波进行的通信。微波通信不需要固体介质，当两点间直线距离内无障碍时就可以使用微波传送。利用微波进行通信具有容量大、质量好并可传至很远的距离，因此是国家通信网的一种重要通信手段，也普遍适用于各种专用通信网。我国微波通信广泛应用L、S、C、X诸频段，K频段的应用尚在开发之中。

2. 两种常用的频段

535~1605kHz：AM

88~108MHz：FM

3. 射频工程的核心问题：射频铁三角

4. 射频的优越性

辐射：射频信号是通过电磁波的形式辐射到空间中的，可以在不需要物理接触的情况下进行无线传输。这种特性使得射频技术非常适合无线通信、无线电广播、卫星通信等场景。相比于有线传输，射频的辐射覆盖范围更广，能够实现远距离的数据传输。
宽带-高速：射频信号可以支持宽频带，允许同时传输大量的数据，带来更高的传输速度。例如，在无线局域网（Wi-Fi）和移动通信（如5G）中，射频技术通过宽频带的支持实现高速率的数据传输。这使得它非常适用于需要大数据量、实时传输的应用场景，如高清视频流、在线游戏和物联网设备。
指向性-抗干扰：射频信号的传播接近光速，并且可以在特定条件下近似直线传播。天线的设计可以增强射频信号的指向性，向特定的方向传输能量，这有助于减少信号的扩散，避免干扰。同时，射频信号在传播过程中可以较好地抵抗电磁干扰和其他噪声源，这对确保通信的稳定性和可靠性具有重要作用。
小型化：射频技术支持元器件的小型化设计。例如，射频芯片、天线等组件可以做得非常小，适用于移动设备、可穿戴设备等体积有限的应用场景。小型化不仅节省空间，还减少了能耗，使得射频技术成为现代电子设备中不可或缺的一部分。

5. 通信系统组成

6. 无线与移动通信系统

7. 射频通信电路

8. 语义通信

（1）产生

1948年，祖师爷克劳德·香农（Claude Elwood Shannon）发表了那篇经典论文——《A Mathematics Theory of Communication（通信的数学理论）》，标志着信息论的诞生。

后来，1949年，他又发表了《Communication in the Presence of Noise（噪声下的通信）》，阐明了通信的基本问题，给出了通信系统的模型，以及著名的香农公式。

经过70多年的积累，我们的通信技术已经无限接近于香农极限。以huffman编码、算法编码为代表的信源编码技术，把信源数据压缩到了极致。而以LDPC码、极化码为代表的信道编码技术，把信道也利用到了极致。一直以来，我们在通信技术上所做的努力，似乎都在做一件事情——把携带信息的符号，完整、准确、快速地从信源发送到信宿。

克劳德·香农提出信息论后，和沃伦·韦弗（Warren Weaver）一起对自己的理论和模型进行延展完善。他们提出了通信的3个级别，即Level A/B/C。

Level A：语法通信，解决技术问题，即通信符号如何保证正确传输；

Level B：语义通信，解决语义问题，即发送的符号如何传递确切的含义；

Level C：语用通信，解决有效性问题，即接收的含义如何以期望的方式影响系统行为。

长期以来，经典信息论局限在语法信息传输层次，即Level A。也就是说，我们一直在研究怎么把数据传过去。

如今，在传统通信已经进入瓶颈的情况下，我们就可以考虑一下——是不是可以在语义通信上，寻找突破点。

（2）模型

早期的一种模型，是在传统经典通信系统上叠加语义通信。

另一种现在比较有代表的模型，是信源信道联合编码。这种方式，更有整体性，全盘思考。

相比传统通信，语义通信多了一个知识库。其实，有的模型并没有知识库，直接在语义编码器上硬刚。更多的系统模型，是基于知识库的。系统模型的性能和准确率，高度依赖于知识库。

传统语法通信仅考虑语法信息，以逼近香农信息论极限为特征，依靠增加信息传输维度、改变资源挖掘利用方式等提升通信系统容量性能，难以适应未来通信持续发展需求。现代语义通信以紧耦合机制主动利用信息的天然冗余，匹配信道状态，将信源压缩和信道传输协同设计，补偿传输差错；非线性处理的新范式信息变换和信息编码模块均采用非线性方式实现，实现端到端的全系统优化，是未来通信突破性技术之一。