2.6 调制技术

调制是对信号源的编码信息进行处理，使其适合信道传输的过程。其实质是将基带信号的频谱搬移至适合传输的频带上，同时提高信号的抗干扰能力。反之，解调是将被搬移信号的频谱恢复到原始基带信号的过程。调制和解调是各类通信系统的主要技术。

2.6.1 调制的作用

在通信技术中，载波指一个用来搭载原始信号（信息）的信号，其不含任何有用信息。用来控制高频载波参数的基带信号称为调制信号；被调制信号调制过的高频电振荡称为已调波或已调信号。

（1）无线通信

无线通信是用空间辐射的方式传送信号的，由电磁波理论可以知道：天线尺寸为被辐射信号波长的1/10甚至更大，信号才能被有效地辐射。

以语音信号为例。人能听见的声音频率范围是20Hz～20kHz，假定要以无线通信的方式直接发送一个频率为10kHz的单音信号，则该信号的波长为

式中， c 为光速，一般认为电磁波在空间中的传播速度等于光速； f 为信号的频率。

从计算结果得知，如果不经过调制直接在空间发送这个单音信号，需要的天线尺寸至少要几千米，显然，实际上人们根本不会制造出这样的天线来传输单音信号。通过调制将较低信号频谱搬移到较高的频率范围，这样天线尺寸更小，信号很容易以电磁波形式辐射出去。

（2）有线通信

与无线通信的原理类似，有线通信要通过调制将信号频谱搬移到合适的频率范围内，以满足有线信道的频率要求。

以电话通信为例。电话线允许频率低于3400Hz的信号直接通过，即发送端的送话器进行声电转换后的音频信号最高频率不超过3400Hz，就可以通过电话线传至接收端，由接收端受话器将声音恢复出来。如果想通过电话线传送二进制数据，则需要使用调制器，将数据信号调制到音频载波上，通过电话线传输，接收端使用相对应的解调器恢复出数据信号，这就是此前计算机联网使用电话线进行数据传输的过程。

但这种方式存在一个问题，电话和传数据（上网）不能同时进行。如何解决这个问题呢？此时可以利用调制技术，电话线的低频部分仍然传送语音，而数据调制至高频部分进行传送，互不干扰。实际上ADSL就是这么做的。

总的来说，调制的作用是使信号适应信道传输要求，以及充分利用频谱资源和提高信号的抗干扰能力。

2.6.2 调制方式

1）调制方式按照调制信号的性质分为模拟调制和数字调制。

●模拟调制：调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）。

●数字调制：振幅键控（ASK）、移频键控（FSK）、移相键控（PSK）和差分移相键控（DPSK）等。

2）按照载波的形式分为连续波调制和脉冲调制，脉冲调制有脉幅调制（PAM）、脉宽调制（PWM）、脉频调制（PFM）、脉位调制（PPM）、脉码调制（PCM）和增量调制（ΔM）。

3）按照传输特性，调制方式分为线性调制和非线性调制。广义的线性调制是指已调波中被调参数随调制信号成线性变化的调制过程。狭义的线性调制是指把调制信号的频谱搬移到载波频率两侧而成为上、下边带的调制过程，此时只改变频谱中各分量的频率，但不改变各分量振幅的相对比例，使上边带的频谱结构与调制信号的频谱相同，下边带的频谱结构则是调制信号频谱的镜像。狭义的线性调制有调幅（AM）、抑制载波的双边带调制（DSB-SC）和单边带调制（SSB）。非线性调制包含频率调制（FM）及相位调制（PM）。

调制技术应该使得调制以后的信号对干扰有较强的抵抗作用，同时对相邻的信道信号干扰较小，解调方便且易于集成。

现代数字调制技术有正交幅度调制（QAM）、高斯最小频移键控（GMSK）调制及正交频分复用（OFAM）等。 ieW8YBqbzhIw0NMUK2AlsO1Cy2Jlrem2dHB0hv5ElxcGMvmPXHGAgOXU5FNK7++c