【正文】 進(jìn)行長距離傳輸?shù)?。為了進(jìn)行長途傳輸，必須對(duì)信號(hào)進(jìn)行載波調(diào)制，將信號(hào)頻譜搬移到高頻處才能在信道中傳輸。最后，較小的倍頻程也保證了良好的帶內(nèi)特性。所以調(diào)制就是將基帶信號(hào)搬移到信道損耗較小的指定的高頻處進(jìn)行傳輸（即載波傳輸），調(diào)制后的基帶信號(hào)稱為通帶信號(hào)，其頻率比較高。 通信系統(tǒng)的調(diào)制解調(diào)技術(shù)在通信系統(tǒng)中，調(diào)制解調(diào)技術(shù)日趨成熟。按照傳輸特性，調(diào)制方式分為線性調(diào)制和非線性調(diào)制。廣義的線性調(diào)制，是指已調(diào)波中被調(diào)參數(shù)隨調(diào) 制信號(hào)成線性變化的調(diào)制過程。狹義的線性調(diào)制,是指把調(diào)制信號(hào)的頻譜搬移到載波頻率兩側(cè)而成為上、下邊帶的調(diào)制過程。此時(shí)只改變頻譜中各分量的頻率，但不改變各分量振幅的相對(duì)比例，使上邊帶的頻譜結(jié)構(gòu)與調(diào)制信號(hào)的頻譜相同，下邊帶的頻譜結(jié)構(gòu)則是調(diào)制信號(hào)頻譜的鏡像。狹義的線性調(diào)制有調(diào)幅(AM)、抑制載波的雙邊帶調(diào)制(DSBSC)和單邊帶調(diào)制(SSB)。按照載波的形式分為連續(xù)波調(diào)制和脈沖調(diào)制兩類。脈沖調(diào)制有脈幅調(diào)制(PAM)、脈寬調(diào)制（PDM）、脈頻調(diào)制（PFM）、脈位調(diào)制(PPM)、脈碼調(diào)制(PCM)和增量調(diào)制（ΔM）。脈沖調(diào)制有兩種含義：第一種是指用調(diào)制信號(hào)控制脈沖本身的參數(shù)(幅度、寬度、相位等)，使這些參數(shù)隨調(diào)制信號(hào)變化。此時(shí),調(diào)制信號(hào)是連續(xù)波,載波是重復(fù)的脈沖序列。第二種是指用脈沖信號(hào)控制高頻振蕩的參數(shù)。此時(shí)，調(diào)制信號(hào)是脈沖序列，載波是高頻振蕩的連續(xù)波。通常所說的脈沖調(diào)制都是指上述第一種情況。脈沖調(diào)制可分為模擬式和數(shù)字式兩類。模擬式脈沖調(diào)制是指用模擬信號(hào)對(duì)脈沖序列參數(shù)進(jìn)行調(diào)制，有脈幅調(diào)制、脈寬調(diào)制、脈位調(diào)制和脈頻調(diào)制等。數(shù)字式脈沖調(diào)制是指用數(shù)字信號(hào)對(duì)脈沖序列參數(shù)進(jìn)行調(diào)制，有脈碼調(diào)制和增量調(diào)制等。由于脈沖序列占空系數(shù)很小，即一個(gè)周期的絕大部分時(shí)間內(nèi)信號(hào)為0值,因而可以插入多路其他已調(diào)脈沖序列，實(shí)現(xiàn)時(shí)分多路傳輸。已調(diào)脈沖序列還可以用各種方法去調(diào)制高頻振蕩載波。常用的脈沖調(diào)制有以下幾種。 ①脈幅調(diào)制(PAM)：用調(diào)制信號(hào)控制脈沖序列的幅度，使脈沖幅度在其平均值上下隨調(diào)制信號(hào)的瞬時(shí)值變化。這是脈沖調(diào)制中最簡單的一種。，在第二次世界大戰(zhàn)中期已付之實(shí)用。但后來發(fā)現(xiàn)，脈幅調(diào)制的已調(diào)波在傳輸途徑中衰減,抗干擾能力差,所以現(xiàn)在很少直接用于通信，往往只用作連續(xù)信號(hào)采樣的中間步驟。②脈寬調(diào)制 (PDM)：用調(diào)制信號(hào)控制脈沖序列中各脈沖的寬度，使每個(gè)脈沖的持續(xù)時(shí)間與該瞬時(shí)的調(diào)制信號(hào)值成比例。此時(shí)脈沖序列的幅度保持不變，被調(diào)制的是脈沖的前沿或后沿，或同時(shí)是前后兩沿，使脈沖持續(xù)時(shí)間發(fā)生變化。脈寬調(diào)制也是20世紀(jì)30年代里夫發(fā)明的。但在無線電通信中一般不用脈寬調(diào)制，因?yàn)榇藭r(shí)發(fā)射機(jī)的平均功率要不斷地變化。 ③脈位調(diào)制(PPM)：用調(diào)制信號(hào)控制脈沖序列中各脈沖的相對(duì)位置（即相位），使各脈沖的相對(duì)位置隨調(diào)制信號(hào)變化。此時(shí)脈沖序列中脈沖的幅度和寬度均保持不變。脈位調(diào)制在第二次世界大戰(zhàn)中期已付之實(shí)用。脈位調(diào)制的傳輸性能較好，常用于視距微波中繼通信系統(tǒng)。 ④脈頻調(diào)制(PFM)：用調(diào)制信號(hào)控制脈沖的重復(fù)頻率，即單位時(shí)間內(nèi)脈沖的個(gè)數(shù)，使脈沖的重復(fù)頻率隨調(diào)制信號(hào)變化。此時(shí)脈沖序列中脈沖的幅度和寬度均保持不變。主要用于儀表測量等方面，很少直接用于無線電通信。⑤脈碼調(diào)制(PCM)：，后來把這種方法稱為脈碼調(diào)制。但脈碼調(diào)制到20世紀(jì)50年代才開始實(shí)用化。脈碼調(diào)制有三個(gè)過程：采樣、量化和編碼。即先對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣，并對(duì)采樣值進(jìn)行量化（整量化），再對(duì)經(jīng)過采樣和量化后的信號(hào)幅度進(jìn)行編碼，因此脈碼調(diào)制的本質(zhì)不是調(diào)制，而是數(shù)字編碼，所以能充分保證傳輸質(zhì)量。由編碼得到的數(shù)字信號(hào)可根據(jù)需要再對(duì)高頻振蕩載波進(jìn)行調(diào)制。脈碼調(diào)制不是用改變脈沖序列的參數(shù)來傳輸信息，而是用參數(shù)固定的脈沖的不同組合來傳遞信息，因此抗干擾能力強(qiáng)，失真很小，是現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展方向。 ⑥增量調(diào)制(ΔM)：增量調(diào)制是一種特殊的脈碼調(diào)制，它不是對(duì)信號(hào)本身進(jìn)行采樣、量化和編碼，而是對(duì)信號(hào)相隔一定重復(fù)周期的瞬時(shí)值的增量進(jìn)行采樣、量化和編碼?，F(xiàn)在已有多種增量調(diào)制方法，其中最簡單的一種，是在每一采樣瞬間當(dāng)增量值超過某一規(guī)定值時(shí)發(fā)正脈沖，小于規(guī)定值時(shí)發(fā)負(fù)脈沖。這樣每個(gè)碼組只有一個(gè)脈沖，故為二進(jìn)制一位編碼，每個(gè)碼組不是表示信號(hào)的幅度，而是表示幅度的增量。這種增量調(diào)制信號(hào)的解調(diào)也很簡單，只要將收到的脈沖序列進(jìn)行積分和濾波即可復(fù)原，因此編碼和解碼設(shè)備都比較簡單。按照調(diào)制信號(hào)的性質(zhì)，調(diào)制方式又分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制兩類。模擬調(diào)制有調(diào)幅(AM)、調(diào)頻(FM)和調(diào)相(PM)。數(shù)字調(diào)制有振幅鍵控（ASK）、移頻鍵控(FSK)、移相鍵控(PSK)和差分移相鍵控 (DPSK)等。脈沖調(diào)制有脈幅調(diào)制(PAM)、脈寬調(diào)制（PDM）、脈頻調(diào)制（PFM）、脈位調(diào)制(PPM)、脈碼調(diào)制(PCM)和增量調(diào)制（ΔM）。調(diào)制的方法主要是通過改變正弦波的幅度、相位和頻率來傳送信息。其基本原理是把數(shù)據(jù)信號(hào)寄生在載波的某個(gè)參數(shù)上：幅度、頻率和相位，即用數(shù)據(jù)信號(hào)來進(jìn)行幅度調(diào)制、頻率調(diào)制和相位調(diào)制。數(shù)字信號(hào)只有幾個(gè)離散值，這就像用數(shù)字信號(hào)去控制開關(guān)選擇具有不同參量的振蕩一樣，為此把數(shù)字信號(hào)的調(diào)制方式稱為鍵控。 模擬調(diào)制一般指調(diào)制信號(hào)和載波都是連續(xù)波的調(diào)制方式。它有調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相三種基本形式。①調(diào)幅(AM)：用調(diào)制信號(hào)控制載波的振幅，使載波的振幅隨著調(diào)制信號(hào)變化。已調(diào)波稱為調(diào)幅波。調(diào)幅波的頻率仍是載波頻率，調(diào)幅波包絡(luò)的形狀反映調(diào)制信號(hào)的波形。調(diào)幅系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡單,但抗干擾性差,傳輸時(shí)信號(hào)容易失真。②調(diào)頻(FM)：用調(diào)制信號(hào)控制載波的振蕩頻率，使載波的頻率隨著調(diào)制信號(hào)變化。已調(diào)波稱為調(diào)頻波。調(diào)頻波的振幅保持不變，調(diào)頻波的瞬時(shí)頻率偏離載波頻率的量與調(diào)制信號(hào)的瞬時(shí)值成比例。調(diào)頻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)稍復(fù)雜，占用的頻帶遠(yuǎn)較調(diào)幅波為寬，因此必須工作在超短波波段。但抗干擾性能好，傳輸時(shí)信號(hào)失真小，設(shè)備利用率也較高。③調(diào)相(PM)：用調(diào)制信號(hào)控制載波的相位，使載波的相位隨著調(diào)制信號(hào)變化。已調(diào)波稱為調(diào)相波。調(diào)相波的振幅保持不變，調(diào)相波的瞬時(shí)相角偏離載波相角的量與調(diào)制信號(hào)的瞬時(shí)值成比例。在調(diào)頻時(shí)相角也有相應(yīng)的變化，但這種相角變化并不與調(diào)制信號(hào)成比例。在調(diào)相時(shí)頻率也有相應(yīng)的變化，但這種頻率變化并不與調(diào)制信號(hào)成比例。在模擬調(diào)制過程中已調(diào)波的頻譜中除了載波分量外在載波頻率兩旁還各有一個(gè)頻帶，因調(diào)制而產(chǎn)生的各頻率分量就落在這兩個(gè)頻帶之內(nèi)。這兩個(gè)頻帶統(tǒng)稱為邊頻帶或邊帶。位于比載波頻率高的一側(cè)的邊頻帶，稱為上邊帶。位于比載波頻率低的一側(cè)的邊頻帶，稱為下邊帶。在單邊帶通信中可用濾波法、相移法或相移濾波法取得調(diào)幅波中一個(gè)邊帶，這種調(diào)制方法稱為單邊帶調(diào)制(SSB)。單邊帶調(diào)制常用于有線載波電話和短波無線電多路通信。在同步通信中可用平衡調(diào)制器實(shí)現(xiàn)抑制載波的雙邊帶調(diào)制(DSBSC)。在數(shù)字通信中為了提高頻帶利用率而采用殘留邊帶調(diào)制(VSB),即傳輸一個(gè)邊帶（在鄰近載波的部分也受到一些衰減）和另一個(gè)邊帶的殘留部分。在解調(diào)時(shí)可以互相補(bǔ)償而得到完整的基帶。 數(shù)字調(diào)制一般指調(diào)制信號(hào)是離散的，而載波是連續(xù)波的調(diào)制方式。它有四種基本形式：振幅鍵控、移頻鍵控、移相鍵控和差分移相鍵控。①振幅鍵控 (ASK)：用數(shù)字調(diào)制信號(hào)控制載波的通斷。如在二進(jìn)制中,發(fā)0時(shí)不發(fā)送載波,發(fā)1時(shí)發(fā)送載波。有時(shí)也把代表多個(gè)符號(hào)的多電平振幅調(diào)制稱為振幅鍵控。振幅鍵控實(shí)現(xiàn)簡單，但抗干擾能力差。 ②移頻鍵控(FSK)：用數(shù)字調(diào)制信號(hào)的正負(fù)控制載波的頻率。當(dāng)數(shù)字信號(hào)的振幅為正時(shí)載波頻率為f1，當(dāng)數(shù)字信號(hào)的振幅為負(fù)時(shí)載波頻率為 f2。有時(shí)也把代表兩個(gè)以上符號(hào)的多進(jìn)制頻率調(diào)制稱為移頻鍵控。移頻鍵控能區(qū)分通路，但抗干擾能力不如移相鍵控和差分移相鍵控。 ③移相鍵控(PSK)：用數(shù)字調(diào)制信號(hào)的正負(fù)控制載波的相位。當(dāng)數(shù)字信號(hào)的振幅為正時(shí)，載波起始相位取0；當(dāng)數(shù)字信號(hào)的振幅為負(fù)時(shí),載波起始相位取180176。有時(shí)也把代表兩個(gè)以上符號(hào)的多相制相位調(diào)制稱為移相鍵控。移相鍵控抗干擾能力強(qiáng)，但在解調(diào)時(shí)需要有一個(gè)正確的參考相位，即需要相干解調(diào)。④差分移相鍵控(DPSK)：利用調(diào)制信號(hào)前后碼元之間載波相對(duì)相位的變化來傳遞信息。一個(gè)數(shù)字調(diào)制過程實(shí)際上是由兩個(gè)獨(dú)立的步驟實(shí)現(xiàn)的：映射和調(diào)制，這一點(diǎn)與模擬調(diào)制不同。映射將多個(gè)二元比特轉(zhuǎn)換為一個(gè)多元符號(hào)，這種多元符號(hào)可以是實(shí)數(shù)信號(hào)（在ASK調(diào)制中），也可以是二維的復(fù)信號(hào)（在PSK和QAM調(diào)制中）。例如在QPSK調(diào)制的映射中，每兩個(gè)比特被轉(zhuǎn)換為一個(gè)四進(jìn)制的符號(hào)，對(duì)應(yīng)著調(diào)制信號(hào)的四種載波。多元符號(hào)的元數(shù)就等于調(diào)制星座的容量。在這種多到一的轉(zhuǎn)換過程中，實(shí)現(xiàn)了頻帶壓縮。應(yīng)該注意的是，經(jīng)過映射后生成的多元符號(hào)仍是基帶數(shù)字信號(hào)。經(jīng)過基帶成形濾波后生成的是模擬基帶信號(hào)，但已經(jīng)是最終所需的調(diào)制信號(hào)的等效基帶形式，直接將其乘以中頻載波即可生成中頻調(diào)制信號(hào)。 在二進(jìn)制中通常規(guī)定：傳送1時(shí)后一碼元相對(duì)于前一碼元的載波相位變化180176。，而傳送0時(shí)前后碼元之間的載波相位不發(fā)生變化。因此，解調(diào)時(shí)只看載波相位的相對(duì)變化。而不看它的絕對(duì)相位。只要相位發(fā)生180176。躍變，就表示傳輸1。若相位無變化，則傳輸?shù)氖?。差分移相鍵控抗干擾能力強(qiáng)，且不要求傳送參考相位，因此實(shí)現(xiàn)較簡單。數(shù)字調(diào)制是指用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)制模擬信號(hào)，主要有三種形式。如圖21，這三種形式是：移幅鍵控法ASK、移頻鍵控法FSK、移相鍵控法PSK。圖21 數(shù)字調(diào)制的三種基本形式幅度鍵控（ASK）：即按載波的幅度受到數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的調(diào)制而取不同的值，例如對(duì)應(yīng)二進(jìn)制0，載波振幅為0；對(duì)應(yīng)二進(jìn)制1，載波振幅為1。調(diào)幅技術(shù)實(shí)現(xiàn)起來簡單，但容易受增益變化的影響，是一種低效的調(diào)制技術(shù)。在電話線路上，通常只能達(dá)到1200bps的速率。 頻移鍵控（FSK）：即按數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的值（0或1）調(diào)制載波的頻率。例如對(duì)應(yīng)二進(jìn)制0的載波頻率為F1，而對(duì)應(yīng)二進(jìn)制1的載波頻率為F2。該技術(shù)抗干擾性能好，但占用帶寬較大。在電話線路上，使用FSK可以實(shí)現(xiàn)全雙工操作，通?？蛇_(dá)到1200bps的速率。 相移鍵控（PSK）：即按數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的值調(diào)制載波相位。例如用180相移表示1，用0相移表示0。這種調(diào)制技術(shù)抗干擾性能最好，且相位的變化也可以作為定時(shí)信息來同步發(fā)送機(jī)和接收機(jī)的時(shí)鐘，并對(duì)傳輸速率起到加倍的作用。 ASK調(diào)制解調(diào)技術(shù) 幅度鍵控ASK（Amplitudeshift keying）技術(shù)是一種數(shù)字調(diào)制技術(shù)，它是連續(xù)波調(diào)制。ASK指的是振幅鍵控方式。這種調(diào)制方式是根據(jù)信號(hào)的不同，調(diào)節(jié)正弦波的幅度。ASK技術(shù)主要是用在數(shù)據(jù)傳輸方面，它的優(yōu)點(diǎn)是有效性好，隨著輸入信噪比的增加，系統(tǒng)的誤碼率將更迅速地按指數(shù)規(guī)律下降。除次之外，還有頻率鍵控FSK，相位鍵控PSK等。 幅度鍵控的調(diào)制可以通過乘法器和開關(guān)電路來實(shí)現(xiàn)。載波在數(shù)字信號(hào)1或0的控制下通或斷，在信號(hào)為1的狀態(tài)載波接通，此時(shí)傳輸信道上有載波出現(xiàn)；在信號(hào)為0的狀態(tài)下，載波被關(guān)斷，此時(shí)傳輸信道上無載波傳送。那么在接收端我們就可以根據(jù)載波的有無還原出數(shù)字信號(hào)的1和0。對(duì)于二進(jìn)制幅度鍵控信號(hào)的頻帶寬度為二進(jìn)制基帶信號(hào)寬度的兩倍。幅移鍵控法(ASK)的載波幅度是隨著調(diào)制信號(hào)而變化的， 其最簡單的形式是，載波在二進(jìn)制調(diào)制信號(hào)控制下通斷， 此時(shí)又可稱作開關(guān)鍵控法(OOK)。 多電平MASK調(diào)制方式是一種比較高效的傳輸方式，但由于它的抗噪聲能力較差，尤其是抗衰落的能力不強(qiáng)，因而一般只適宜在恒參信道下采用。在振幅鍵控中載波幅度是隨著基帶信號(hào)的變化而變化的。使載波在二進(jìn)制基帶信號(hào)1 或0 的控制下通或斷，即用載波幅度的有或無來代表信號(hào)中的“1”或“0”，這樣就可以得到2ASK 信號(hào)，這種二進(jìn)制振幅鍵控方式稱為通—斷鍵控（OOK）。2ASK 信號(hào)典型的時(shí)域波形如圖22 所示，其時(shí)域數(shù)學(xué)表達(dá)式為： （2－1）圖22 ASK信號(hào)的典型時(shí)域波形式中，A 為未調(diào)載波幅度，ωc 為載波角頻率，an為符合下列關(guān)系的二進(jìn)制序列的第n 個(gè)碼元