手機和基站是如何傳輸數據的？

01-22

手機和基站是如何傳輸數據的？為什麼兩個相對獨立的物理設備可以互傳那麼驚人量級的信息？如果說是通過什麼波，那麼波又是什麼？為何可以搭載信息進行傳遞？
可不可以麻煩具體闡述一下機理和過程？

謝邀，引用一個我之前的回答吧：無線電、wifi的實質是什麼？為什麼看不見摸不著的非實物可以傳遞信息？ - fengwei liu 的回答

題主，你知道燈語么？人們利用燈的閃爍即可以傳播簡單的信息。
無線電通信也是一樣的道理，區別是：

1. 無線通信使用的電磁波頻段一般是人眼不可見的頻率較低頻段(我們連紅外線都看不見，無線通信使用的頻段一般比紅外線還低很多)；
2. 無線通信的"閃爍"速度快很多，快到一秒鐘閃爍百萬次以上；
3. 人眼看不到，但是天線和電路可以「看」到啊；
4. 低頻段的電磁波可以繞射和穿透，所以我們在看不到路由器的地方也能上網。

不請自來。

手機和基站是如何傳輸數據的？
果說是通過什麼波，那麼波又是什麼？為何可以搭載信息進行傳遞？

簡單的說，通過電磁波。

電磁波這東西呢，簡單的解釋可以看看維基。詳細的解釋，本科的時候我們有一門課叫電磁場原理……

形象點的話，腦補下各類大片里爆炸產生的衝擊，從爆炸點呈球形向四面八方擴散的場景。

嗯，就像這種：

（只不過是球形的，沒找到特別合適的圖片就隨便找了這張。圖片來自網路。）

發送端，手機之類的終端或者基站在中間，無限信號就這樣傳開了。

然後接收端，基站或者手機之類的終端就在上圖的某個點。

電磁波就這麼擴散著，然後在某地的接收端就被波及了，也就是收到了信號。

為何可以搭載信息進行傳遞？

那麼為啥可以傳播信息呢？

因為我們的信號實際上大概就是這麼個玩意兒

$y=Acos(omega x+varphi )$

A是振幅， $omega$ 是頻率， $varphi$ 是初始的相位。

用一種最原始的通信方式來類比……

不不不，不是烽火台，不是飛鴿傳書，甚至不是說話。祖先們還不會說話的時候，他們是這麼傳播信息的。

那麼，如何解讀皮神說的話呢？

同樣的Pika，有的聲音大有的聲音小，這就是振幅的區別。

同樣的Pika，有的尖利有的低沉，這就是頻率的區別。

同樣的Pika，有的是立馬喊出來的有的是沉吟片刻，這就是相位的區別。

大抵如此。

回到電磁波，通常來說只有一個變數不一樣。

以最容易懂的幅度來說，最簡單粗暴的方式就是，有信號和沒信號，分別代表我們熟悉的1和0.

於是，每時每刻收到的電磁波的振幅不一樣，我們就有了一長串的0和1.

再把這些0和1翻譯成原始的信息，通信就完成了。

當然這個過程被我簡化和通俗了，描述也不算準確。語音、文字和圖片被翻譯成0和1，這個過程叫編碼；0和1被搭載在正弦函數上，這個過程叫調製；相反的過程分別叫做解調和解碼。其中的數學也遠不是幾個數學公式能講清楚的。簡單的解釋可以參看各種維基詞條。具體的解釋，本科有兩門課分別叫信號與系統和通信原理……

為什麼兩個相對獨立的物理設備可以互傳那麼驚人量級的信息？

因為頻率很高。

假如皮神每秒可以pikachu一次，一共有42種，換成二進位的話，只要7個0或1就能表示了。

對比下，wifi的信號頻率在20M或者40M這個數量級。

所謂的相對獨立大概是指空間位置上。實際上，發送端和接收端工作在同一個頻率，又有相同的密碼本，一點也不獨立。

舉個栗子，收音機是收不到電話信號和wifi信號的。

以上。