星星之火-8：在无线通信中，为什么不直接通过基带电磁波通信，而需要调制到高频载波上？

语音的电信号，本身的内在频率在3Hz~3400Hz，

从电磁波的传播速率来看，无论是什么样的频率，其传播的速度都等于光速，

那为什么不用直接用3Hz~3400Hz的电磁波信号发送语音信号呢? 而需要调制到高频的载波信号中进行传输呢？

 

这里有多种原因：

（1）衰减太快

无线电磁波在空气中传播的过程中会发生衰减，不同频率的电磁波衰减的特性是不一样的。

3Hz~3400Hz的电磁波，在空气中衰减很快，传输的距离不会太远。

（2）天线过长

电信号转换成电磁波，需要天线，而天线的长度与电磁波的波长相关，理想情况下天线的长度>=波长%4.

计算语言信号的最大频率是4KHz，其波长=速度/频率=3*10^8 * 1/4000 = 75*10^3米=75千米

其天线的长度需要>波长/4 = 18.75千米。

很显然，这么长的天线，实现起来不实际。

如果换成1800MHz的载波信号进行传播，天线的长度 》= 3*10^8 * 1/1800*10^6 * 1/4 = ~4cm。只需要4cm长度的天线！

 

（3）基带信号传输无法进行复用

如果通过基带信号的电磁波进行传输，那么，只要有一个用户占用无线信道，其他用户就无法使用，因为每个用户都需要4KHz的无线信号带宽，传输语音信号。这就导致了一个尴尬的结果，把无线信道变成了一个专用的电话线信道，无法复用。这对于一个通信系统来说，是不能接受的。

也就是说4KHz的基带电磁波，带宽太窄了，只能传输一路语音信号。

 

如果换成1800MHz的载波信号进行传播，带宽25M, 那么大致有25MKHZ/4KHz = 6000个共享用户。

当然，这是理论值，实际值要比这个值小：

比如保留信道之间保护带宽（如同马路中间的保护带），防止干扰，

比如保留信道（如高速公路的紧急停车道），用于传输广播信息或控制信令等。

但不管怎么样，放到高频段，可以获得更高的带宽，以支持更多的用户，并行共享高频带宽。