無線通訊的頻譜有限,，分配非常嚴(yán)格,，相同頻寬的電磁波只能使用一次，為了解決僧多粥少的難題,，工程師研發(fā)出許多"調(diào)變技術(shù)"（Modulation）與"多工技術(shù)"（Multiplex）,，來增加頻譜效率,，因此才有了 3G、4G,、5G 不同通訊世代技術(shù)的發(fā)明,，那么在我們的手機(jī)里，是什么元件負(fù)責(zé)替我們處理這些技術(shù)的呢,？
調(diào)變技術(shù)與多工技術(shù)
首先我們要了解"調(diào)變技術(shù)（Modulation）"與"多工技術(shù)（Multiplex）"是完全不一樣的東西,，讓我們先來看看它們到底有什么不同？
數(shù)碼訊號(hào)調(diào)變技術(shù)（ASK,、FSK,、PSK、QAM）：將類比的電磁波調(diào)變成不同的波形來代表 0 與 1 兩種不同的數(shù)碼訊號(hào),。ASK 用振幅大小來代表 0 與 1,、FSK 用頻率大小來代表 0 與 1、PSK 用相位（波形）不同來代表 0 與 1,、QAM 同時(shí)使用振幅大小與相位（波形）不同來代表 0 與 1,。
好啦，每個(gè)人的手機(jī)天線要傳送出去的數(shù)碼訊號(hào) 0 與 1 都變成不同波形的電磁波了,，問題又來了,，這么多不同波形的電磁波丟到空中，該如何區(qū)分那些是你的（和你通話的）,，那些是我的（和我通話的）呢,？
多工技術(shù)（TDMA、FDMA,、CDMA,、OFDM）：將電磁波區(qū)分給不同的使用者使用。TDMA 用時(shí)間先后來區(qū)分是你的還是我的,，F(xiàn)DMA 用不同頻率來區(qū)分是你的還是我的,，CDMA 用不同密碼（正交展頻碼）來區(qū)分是你的還是我的，OFDM 用不同正交子載波頻率來區(qū)分是你的還是我的。
值得注意的是,，不論數(shù)碼訊號(hào)調(diào)變技術(shù)或多工技術(shù),，都是在數(shù)碼訊號(hào)（0 與 1）進(jìn)行運(yùn)算與處理的時(shí)候就一起進(jìn)行，一般是先進(jìn)行多工技術(shù)再進(jìn)行數(shù)碼訊號(hào)調(diào)變技術(shù)（OFDM 除外）,，所以多工技術(shù)與調(diào)變技術(shù)必定是同時(shí)使用,。
數(shù)碼調(diào)變技術(shù)（Digital modulation）
現(xiàn)在的手機(jī)是屬于"數(shù)碼通訊"，也就是我們講話的聲音（連續(xù)的類比訊號(hào)）,，先由手機(jī)轉(zhuǎn)換成不連續(xù)的0與1兩種數(shù)碼訊號(hào),，再經(jīng)由數(shù)碼調(diào)變轉(zhuǎn)換成電磁波（類比訊號(hào)載著數(shù)碼訊號(hào)）,，最后從天線傳送出去,，原理如圖一所示。
▲ 圖一：數(shù)碼通訊示意圖,。（Source：the Noun Project）
數(shù)碼通訊系統(tǒng)架構(gòu)
數(shù)碼通訊系統(tǒng)的架構(gòu)如圖二（a）所示,，使用者可能使用智能手機(jī)打電話進(jìn)行語音通信或上網(wǎng)進(jìn)行資料通信，我們分別說明如下：
▲ 圖二：通訊系統(tǒng)架構(gòu)示意圖,。
語音上傳（講電話）：聲音由麥克風(fēng)接收以后為低頻類比訊號(hào),，經(jīng)由低頻類比數(shù)碼轉(zhuǎn)換器（ADC）轉(zhuǎn)換為數(shù)碼訊號(hào)，經(jīng)由"基頻芯片（BB）"進(jìn)行資料壓縮（Encoding）,、加循環(huán)式重復(fù)檢查碼（CRC）,、頻道編碼（Channel coding）、交錯(cuò)置（Inter-leaving）,、加密（Ciphering）,、格式化（Formatting），再進(jìn)行多工（Multiplexing）,、調(diào)變（Modulation）等數(shù)碼訊號(hào)處理,，如圖二（b）所示。
接下來經(jīng)由"中頻芯片（IF）"也就是高頻數(shù)碼類比轉(zhuǎn)換器（DAC）轉(zhuǎn)換為高頻類比訊號(hào)（電磁波）,；最后再經(jīng)由"射頻芯片（RF）"形成不同時(shí)間,、頻率、波形的電磁波由天線傳送出去,。
語音下載（聽電話）：天線將不同時(shí)間,、頻率、波形的電磁波接收進(jìn)來,，經(jīng)由"射頻芯片（RF）"處理后得到高頻類比訊號(hào)（電磁波）,，再經(jīng)由"中頻芯片（IF）"也就是高頻類比數(shù)碼轉(zhuǎn)換器（ADC）轉(zhuǎn)換為數(shù)碼訊號(hào)。
接下來經(jīng)由"基頻芯片（BB）"進(jìn)行解調(diào)（De-modulation）,、解多工（De-multiplexing）,、解格式化（De-formatting）、解密（De-ciphering）、解交錯(cuò)置（De-inter-leaving）,、頻道解碼（Channel decoding）,、解循環(huán)式重復(fù)檢查碼（CRC）、資料解壓縮（Decoding）等數(shù)碼訊號(hào)處理,，最后再經(jīng)由低頻數(shù)碼類比轉(zhuǎn)換器（DAC）轉(zhuǎn)換為低頻類比訊號(hào)（聲音）由麥克風(fēng)播放出來,。
資料通信（上網(wǎng)）：基本上資料通信不論上傳或下載都是數(shù)碼訊號(hào)，所以直接進(jìn)入基頻芯片（BB）處理即可,，其他流程與語音通信類似,，在此不再重復(fù)描述。
注：通訊的原理就是一大堆的數(shù)學(xué),，由于手機(jī)是我們天天都在用的東西,，一般人對通訊感多感少都有些好奇想要進(jìn)一步了解，但是往往走進(jìn)教室第一堂課看到的就是一大堆復(fù)雜的數(shù)碼：傅立葉轉(zhuǎn)換（Fourier Transform）,、拉普拉斯轉(zhuǎn)換（Laplace Transform）,、離散（Discrete），立刻就打退堂鼓,，為了簡化復(fù)雜度讓大家容易看懂,，上面對于數(shù)碼通訊系統(tǒng)的介紹只是示意，與實(shí)際的情況會(huì)有落差,，建議有興趣進(jìn)一步了解的人可以立足于上面的概念,，來進(jìn)一步了解技術(shù)細(xì)節(jié)。