Почему только аналоговые сигналы могут проходить через эфир (беспроводной канал)?

Я прочитал следующее в книге:

«Когда передаваемый сигнал проходит через воздух с помощью электромагнитных волн, он должен принимать форму непрерывного (аналогового) сигнала».

Почему это так? Почему сигнал не может принимать форму цифрового сигнала?

Добавление к ответу Тома:

Формулировка не очень ясна, но это означает, что цифровые сигналы в действительности не существуют. Все сигналы являются аналоговыми.

Когда мы решаем, что напряжение выше определенного порога равно «1», напряжение ниже определенного порога равно «0», а промежуток между ними «неопределен», то мы интерпретируем аналоговый сигнал как цифровое значение. Тем не менее, это только очень удобное приближение, которое значительно упрощает работу дизайнера.

Цифровой это абстрактная информация. Это значение, которое мы решили присвоить физическим ценностям. Вот почему вы не можете посылать цифровой сигнал по радио в виде радиоволн. Сначала он должен быть преобразован во что-то, что существует вне абстракции, например, в аналоговый сигнал, представляющий передаваемую информацию.

Настоящий сигнал состоит из физических аналоговых значений: напряжения, света, тока, полей, акустического давления и т. Д.

Для вашего приложения радиосвязи вы можете кодировать свои цифровые биты в частоту несущей, или ее фазу, или в любое другое кодирование, которых их много. Теперь у вас есть аналоговый сигнал, который переносит вашу информацию, и вы можете передать ее, затем принять и восстановить свои биты.

Важным моментом является то, что вам нужна непрерывная форма волны, если вы используете электромагнитные волны. Это не означает, что у вас не может быть сигнала, представляющего цифровые данные, просто сам сигнал должен быть непрерывным.

Рассмотрим прямоугольную волну или даже последовательность двоичных напряжений (1 0 1 1 0 и т. Д.). Если вы возьмете БПФ такого сигнала, вы обнаружите, что он имеет спектральное содержание в бесконечной полосе пропускания. Другими словами, чтобы произвести идеальное изменение шага, вам нужен канал с бесконечной пропускной способностью.

Нет такой вещи как канал с бесконечной пропускной способностью. В случае отправки сигналов на основе электромагнитных волн по беспроводной связи мы имеем огромное ограничение на полосу пропускания, которое предотвращает отправку непостоянного сигнала (т. Е. С пошаговыми изменениями).

Однако то, что вы не можете отправить сигнал, который не является непрерывным, не означает, что вы не можете отправить сигнал, который представляет его. Все схемы цифровой модуляции делают именно это. OOK - самый базовый пример - ноль не представлен ни одним сигналом, а ноль представлен простым тоном.

Цифровые сигналы - это абстракция, которую люди используют для описания и понимания вещей, опуская информацию, которая нам не интересна.

Например, рассмотрим следующее: 1001010101000101010

Это цифровой сигнал или аналоговый? Если вы заботитесь только о структуре единиц и нулей, то это цифровой сигнал. Но фактическая физическая вещь, на которую вы смотрите, полностью аналогична, потому что каждая цифра находится в немного другой физической позиции и имеет немного другой уровень яркости и так далее.

Могут быть исключения в квантовой механике, но здесь это не актуально.

Рассмотрим электромагнитный канал, чтобы вы могли отправлять и принимать, скажем, напряжение в пределах от -5 В до +5 В (проводное, радио с различными модуляциями и т. Д.), Если вы по-разному относитесь ко всем уровням напряжения в этом диапазоне (например, для работы динамик) значит вы в аналоговом режиме. Если вы выбираете два интервала напряжения, скажем, (-4, -2) и (2, 4), и вам важно только, чтобы напряжение попадало в один или другой - один из них может означать «0», а другой - « 1 », иначе это ничего бы не значило - тогда вы находитесь в цифровом режиме.

Электромагнитные волны или сигналы, которые проходят через пространство или воздух, существуют благодаря обмену энергией между электрической волной и магнитной волной.

Этот обмен энергией происходит с фиксированной частотой или цветом для световых волн. Частота определяется источником, излучающим энергию.

Волны разных частот могут быть смешанными, но они существуют как отдельные, coloursкоторые не могут быть изменены, когда они путешествуют в пространстве. Вот почему белый солнечный свет можно разделить на цвета радуги.