无线通信中的调制解调
无线通信中的调制与解调技术

无线通信中的调制与解调技术一、调制技术1. 调制的概念和作用- 调制是指将要传输的信息信号与载波信号进行叠加或控制,使其适应信道传输的过程。
- 调制的作用是将低频信息信号转换为高频载波信号,以便在信道中传输和接收。
2. 常见的调制技术- 幅度调制(AM):通过改变载波的振幅来传输信息。
- 频率调制(FM):通过改变载波的频率来传输信息。
- 相位调制(PM):通过改变载波的相位来传输信息。
3. 不同调制技术的特点和应用- AM调制:简单且易于实现,但抗干扰能力较差,适用于电台广播。
- FM调制:对抗干扰能力强,适用于音频广播和无线电通信。
- PM调制:对抗干扰能力较差,适用于调频电视、雷达和导航系统。
4. 调制技术的发展趋势- 数字调制:将数字信号直接调制为模拟信号,提高传输效率和抗干扰能力。
- 复合调制:将多种调制技术结合,以适应不同的传输环境和需求。
二、解调技术1. 解调的概念和作用- 解调是将调制信号还原为原始信号的过程,以便进行信号的恢复和处理。
- 解调的作用是恢复出经过传输信道后被调制过的信号,以获取原始信息。
2. 常见的解调技术- 幅度解调:通过检测载波的振幅变化来还原信息信号。
- 频率解调:通过检测载波的频率变化来还原信息信号。
- 相位解调:通过检测载波的相位变化来还原信息信号。
3. 不同解调技术的特点和应用- 幅度解调:简单且易于实现,适用于AM调制的信号解调。
- 频率解调:对调幅信号解调效果较好,适用于FM调制的信号解调。
- 相位解调:适用于PM调制的信号解调。
4. 解调技术的发展趋势- 软件解调:利用计算机软件实现解调过程,提高解调的灵活性和性能。
- 盲解调:无需事先获得调制参数,直接对信号进行解调,适用于复杂的信号环境。
三、调制与解调技术的步骤1. 调制技术的步骤- 选择适合的调制技术和参数。
- 产生调制信号:将原始信息信号与载波信号进行叠加或控制。
- 调制预处理:添加同步信号、更正信息信号的频谱等。
宽带无线通信系统中的信号调制与解调技术研究

宽带无线通信系统中的信号调制与解调技术研究概述:宽带无线通信系统的信号调制与解调技术是保证高速率、高带宽、高可靠性的无线通信的基础。
本文将介绍宽带无线通信系统中的信号调制技术和解调技术的原理和应用,以及相关的研究进展。
一、信号调制技术1. 调制技术的基本概念调制技术是将低频信号(基带信号)转换为高频信号(载波信号)的过程。
在宽带无线通信系统中,常用的调制技术包括幅度调制、频率调制和相位调制。
这些调制技术可以通过改变信号的幅度、频率或相位来实现信息的传输和编码。
2. 常用调制技术(1)幅度调制(AM):幅度调制是将基带信号的幅度变化对应到载波的幅度上来表示信息的技术。
AM调制在宽带无线通信系统中被广泛应用,尤其在无线电广播和移动通信领域。
(2)频率调制(FM):频率调制是将基带信号的频率变化对应到载波的频率上来表示信息的技术。
FM调制在宽带无线通信系统中通常用于音频和视频信号的传输以及广播电台和电视台的发射。
(3)相位调制(PM):相位调制是将基带信号的相位变化对应到载波的相位上来表示信息的技术。
相位调制在宽带无线通信系统中常用于数字通信和数据传输,如调制解调器、无线局域网以及4G和5G 移动通信系统。
3. 调制技术的性能评价对于宽带无线通信系统中的调制技术,性能评价是重要的研究内容之一。
常见的性能评价参数包括误码率(BER)、调制解调器的灵敏度和带宽效率等。
研究者们通过改进调制技术和优化传输方案来提高系统的性能。
二、信号解调技术1. 解调技术的基本概念解调技术是将高频信号(载波信号)还原为低频信号(基带信号)的过程。
在宽带无线通信系统中,解调技术是将调制信号恢复为原始信息的关键。
常见的解调技术包括检波技术(包络检波、同步检波)和解调算法(数字信号处理)等。
2. 常用解调技术(1)包络检波:包络检波是将调制信号的包络还原为基带信号的过程。
在宽带无线通信系统中,包络检波常用于幅度调制和频率调制解调中。
无线通信网络中的信号调制与解调技术

无线通信网络中的信号调制与解调技术无线通信网络已经成为现代社会中不可或缺的一部分,而信号调制与解调技术则是其中至关重要的一环。
信号调制与解调技术是将数字信号转化为模拟信号并传输,或者将模拟信号转化为数字信号并解析的过程。
本文将介绍无线通信网络中的信号调制与解调技术,并探讨其在现代通信中的重要性。
一、调制技术调制技术是将数字信号转化为模拟信号的过程。
在无线通信中,调制技术起到了将数字信号转化为模拟信号并传输的作用。
常见的调制技术包括频移键控(FSK)、相移键控(PSK)和振幅移键控(ASK)等。
1. 频移键控(FSK)频移键控是一种将数字信号转化为模拟信号的调制技术。
它通过改变载波信号的频率来表示二进制数据。
当信号为“1”时,载波信号的频率会发生变化;当信号为“0”时,载波信号的频率保持不变。
频移键控技术在无线通信中被广泛应用,特别是在低速数据传输中。
2. 相移键控(PSK)相移键控是一种将数字信号转化为模拟信号的调制技术。
它通过改变载波信号的相位来表示二进制数据。
相移键控技术可以根据不同的相位变化来表示不同的二进制数据。
相移键控技术在高速数据传输中具有较高的传输效率和抗干扰能力。
3. 振幅移键控(ASK)振幅移键控是一种将数字信号转化为模拟信号的调制技术。
它通过改变载波信号的振幅来表示二进制数据。
当信号为“1”时,载波信号的振幅会发生变化;当信号为“0”时,载波信号的振幅保持不变。
振幅移键控技术在低速数据传输中被广泛使用。
二、解调技术解调技术是将模拟信号转化为数字信号的过程。
在无线通信中,解调技术起到了将模拟信号转化为数字信号并解析的作用。
常见的解调技术包括相干解调、非相干解调和差分解调等。
1. 相干解调相干解调是一种将模拟信号转化为数字信号的解调技术。
它通过与接收到的信号进行相位比较,从而恢复原始的数字信号。
相干解调技术在高速数据传输中具有较高的解调效率和抗干扰能力。
2. 非相干解调非相干解调是一种将模拟信号转化为数字信号的解调技术。
无线通信实现高速数据传输的核心技术

无线通信实现高速数据传输的核心技术随着科技的快速发展,无线通信技术逐渐成为现代社会中不可或缺的一部分。
在我们日常生活中,无线通信已经广泛应用于移动通信、无线网络以及物联网等领域。
其中,实现高速数据传输是无线通信技术发展的重要方向。
本文将介绍实现高速数据传输的核心技术,包括调制与解调技术、多天线技术以及高级调制技术。
一、调制与解调技术调制与解调技术是实现无线通信高速数据传输的基础。
调制技术将要传输的信号转化为适合无线传输的高频信号,而解调技术则将接收到的高频信号转换为原始信号。
常见的调制技术包括调频调制、调幅调制和调相调制。
调频调制利用不同频率的载波信号来表示不同的二进制数据,调幅调制则通过改变载波信号的振幅来表示不同的二进制数据,调相调制则利用改变载波信号的相位来表示不同的二进制数据。
解调技术则是调制技术的逆过程,将接收到的高频信号转换为原始信号。
二、多天线技术多天线技术是实现无线通信高速数据传输的关键技术之一。
通过增加发射和接收的天线数量,多天线技术可以实现空间多路复用和空间分集,从而提高数据传输的速率和可靠性。
在多输入多输出(MIMO)系统中,发射端和接收端配对的多个天线可以同时传输和接收多个数据流,大大增加了数据传输的效率。
同时,多天线技术还可以利用空间分集技术来增强信号的抗干扰能力和覆盖范围。
三、高级调制技术高级调制技术是实现无线通信高速数据传输的另一个关键技术。
传统的调制技术如QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)和16QAM (16 Quadrature Amplitude Modulation)无法满足更高速的数据传输需求。
因此,研究人员提出了更高级的调制技术,如64QAM和256QAM。
这些高级调制技术可以在单位时间内传输更多的比特,从而实现更高的数据传输速率。
同时,高级调制技术对信号质量和信道条件的要求也更高,对通信系统的设计和优化提出了更高的要求。
信号处理技术在无线通信中的应用方法

信号处理技术在无线通信中的应用方法无线通信已经成为现代社会中不可或缺的一部分,成为连接人们的桥梁。
信号处理技术在无线通信中起着至关重要的作用,它能够提高通信质量、增加通信容量,并且帮助我们更好地适应不断变化的通信环境。
本文将介绍一些常见的信号处理技术在无线通信中的应用方法。
1. 调制和解调技术调制是将数字信息转化为电磁波的过程,解调是将电磁波转化为数字信息的过程。
在无线通信中,常见的调制技术有幅度调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)。
这些调制技术可以在信号传输过程中对信息进行编码,提高信号的抗干扰能力和传输效率。
解调技术则能够准确地将接收到的信号恢复为原始的数字信息。
2. 多址技术多址技术是在有限的频谱资源中实现多用户同时通信的关键技术。
其基本原理是将多个用户的信号通过不同的编码方式进行区分,使其在同一频带上同时传输,而不会干扰彼此。
常见的多址技术包括时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、码分多址(CDMA)和正交分频多址(OFDMA)等。
这些技术在无线通信网络中得到广泛应用,提高了无线通信的容量和效率。
3. 自适应调制和编解码技术自适应调制和编解码技术是根据信道的质量和状态自动调整调制方式和编解码算法的技术。
信道的质量会随着时间和地点的变化而变化,通过自适应调制和编解码技术,系统可以根据实时信道状态选择最佳的调制方式和编解码算法,提高通信质量和传输效率。
这些技术在无线通信中广泛应用于多路径衰落的环境中,能够降低误码率,并提供更好的通信体验。
4. 信号增强技术信号增强技术可以有效地提高信号的质量和强度,以克服通信中的传输损失和干扰。
这些技术包括前向纠错编码、信号增益控制、自适应均衡和空间多输入多输出(MIMO)等。
前向纠错编码通过在发送端加入冗余信息,使接收端能够检测和纠正传输中出现的错误。
信号增益控制技术能够根据信道条件自动调整信号的强度,以保持恰当的信号水平。
自适应均衡和MIMO技术则可以通过处理多路径传播中的多个信号,提高接收的信号质量和抗干扰能力。
无线通信网络中的信号调制与解调技术

无线通信网络中的信号调制与解调技术随着科技的不断进步和发展,无线通信网络已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
而在无线通信网络中,信号调制与解调技术则是实现信息传输的核心。
本文将探讨无线通信网络中的信号调制与解调技术的原理和应用。
一、信号调制技术信号调制是将数字信号转换为模拟信号的过程,主要包括调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)三种调制方式。
调幅是将数字信号的振幅变化应用到载波信号上,使得载波信号的振幅随着数字信号的变化而变化。
调幅技术在无线电广播和电视传输中得到广泛应用,它具有传输距离远、抗干扰能力强的优点。
调频是将数字信号的频率变化应用到载波信号上,使得载波信号的频率随着数字信号的变化而变化。
调频技术在无线电通信中应用广泛,如调频广播、无线电对讲机等,它具有传输质量高、抗噪声能力强的特点。
调相是将数字信号的相位变化应用到载波信号上,使得载波信号的相位随着数字信号的变化而变化。
调相技术在无线通信中应用广泛,如调制解调器、无线局域网等。
调相技术具有传输效率高、抗多径衰落能力强的优势。
二、信号解调技术信号解调是将调制信号还原为原始信号的过程,主要包括包络检测、频率解调和相位解调三种解调方式。
包络检测是通过检测调制信号的振幅变化来还原原始信号。
包络检测技术在调幅信号的解调中应用广泛,如无线电广播接收机等。
它的原理简单,但抗干扰能力较差。
频率解调是通过检测调制信号的频率变化来还原原始信号。
频率解调技术在调频信号的解调中得到广泛应用,如调频广播接收机、无线电对讲机等。
它具有抗噪声能力强、传输质量高的特点。
相位解调是通过检测调制信号的相位变化来还原原始信号。
相位解调技术在调相信号的解调中应用广泛,如调制解调器、无线局域网等。
相位解调技术具有传输效率高、抗多径衰落能力强的优势。
三、信号调制与解调技术的应用信号调制与解调技术在现代无线通信网络中得到广泛应用,如移动通信、卫星通信、无线局域网等。
在移动通信中,调幅技术主要应用于2G网络,如GSM网络;调频技术主要应用于3G网络,如CDMA网络;而调相技术主要应用于4G网络,如LTE网络。
无线通信中信号调制与解调技术分析

无线通信中信号调制与解调技术分析在当今的信息时代,无线通信技术已经成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。
从手机通话、无线网络到卫星通信,无线通信无处不在。
而在无线通信系统中,信号调制与解调技术是至关重要的环节,它们直接影响着通信的质量、效率和可靠性。
信号调制,简单来说,就是将原始的信息信号(比如声音、图像、数据等)加载到高频载波信号上,以便于在无线信道中传输。
为什么要这样做呢?这是因为低频的信息信号在无线传输中会有很大的衰减和干扰,而高频载波信号能够更好地传播并且具有更强的抗干扰能力。
常见的信号调制方式有很多种,比如幅度调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)。
幅度调制是通过改变载波信号的幅度来反映信息信号的变化。
比如说,在广播电台中,声音信号的强弱会导致载波信号的幅度发生变化,接收端通过检测这种幅度变化来还原声音。
频率调制则是根据信息信号的变化来改变载波信号的频率。
比如在对讲机通信中,声音的高低会使载波频率发生改变,接收端通过检测频率的变化来恢复声音。
相位调制则是基于信息信号改变载波信号的相位。
除了这些基本的调制方式,还有一些更复杂的调制技术,如正交幅度调制(QAM)。
QAM 同时改变载波信号的幅度和相位,从而可以在相同的带宽内传输更多的信息。
这在高速数据传输,如宽带网络中得到了广泛应用。
那么调制后的信号如何在接收端被还原成原始的信息信号呢?这就需要解调技术。
解调的过程实际上是调制的逆过程,它的目的是从接收到的已调信号中提取出原始的信息信号。
对于幅度调制的信号,解调可以通过包络检波器来实现。
包络检波器能够检测出已调信号的幅度包络,从而恢复出原始的信息信号。
而对于频率调制和相位调制的信号,通常需要使用更为复杂的解调方法,比如鉴频器和鉴相器。
在实际的无线通信系统中,调制与解调技术的选择取决于多种因素。
首先是通信的需求,比如要传输的信息量、传输的速度和质量要求等。
如果需要高速传输大量的数据,可能会选择像 QAM 这样的复杂调制方式。
无线通信系统中的传输技术

无线通信系统中的传输技术无线通信已经成为现代社会必不可少的一部分,促进了人们的生活和工作方式的改变。
在无线通信系统中,传输技术起着至关重要的作用。
本文将探讨无线通信中的传输技术,包括调制解调、多路复用、信道编码以及数字调制等方面。
一、调制解调技术1.调制技术调制技术是将信息信号转换为适合在无线信道上传输的信号的过程。
最常见的调制技术包括频率调制、相位调制和振幅调制。
频率调制通常用于调制音频信号,如调频广播。
相位调制则常用于调制数字信号,如调试传输和卫星通信。
而振幅调制主要用于调制模拟信号,如调幅广播。
2.解调技术解调技术是将经过调制传输的信号还原为原始信息信号的过程。
解调技术的种类与调制技术相对应,通常使用相同的原理和电路。
解调器会实时监测接收到的信号的变化,并还原出原始信息信号。
二、多路复用技术多路复用是指在一个通信信道上同时传输多个信号的技术。
它可以提高信道利用率,降低通信成本。
常见的多路复用技术有时分复用(TDM)和频分复用(FDM)。
1.时分复用时分复用技术将时间分成多个时隙,并将不同的信号放置在不同的时隙中进行传输。
接收端根据时隙的顺序还原出原始信号。
时分复用通常用于数字信号的传输。
2.频分复用频分复用技术是将频谱分成多个子信道,并将不同信号放置在不同的子信道中进行传输。
接收端根据子信道的不同还原出原始信号。
频分复用常用于模拟信号的传输。
三、信道编码技术信道编码技术是为了提高信号传输的可靠性而对信号进行编码和解码的过程。
通过在发送端添加冗余信息,并在接收端进行纠错,可以有效降低信道传输中的误码率。
1.前向纠错码前向纠错码是常见的一种信道编码技术。
它通过添加冗余信息在发送端,使接收端可以检测和纠正错误的位。
常见的前向纠错码有海明码、RS码和卷积码等。
2.自适应调制和编码自适应调制和编码技术是一种动态选择调制和编码方式的技术。
它根据信道的状态和质量,选择合适的调制方案和编码方式,以提高传输效率和可靠性。
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无线通信系统中的调制解调基础(一):AM和FM作者: Ian PooleAdrio Communications Ltd第一部分解释了调幅(AM)和调频(FM)的基础,并阐述了优点和缺点。
第二部分解析了频移键控(PSK)和正交幅度调制(QAM)。
第三部分讨论扩频通信技术,包括被广泛应用的直接序列扩频通信(DSSS),和正交频分复用(OFDM)射频信号被用来传递信息,信息有可能是音频,数据或者其他格式,该信息被调制(modulate)到载波信号上,并通过射频传送到接收器,在接收器端,信息从载波上分离出来,这个被称为解调(demodulation)。
而载波本身并不带有任何信息。
调制方法多种多样,简单的一般有幅度调制,频率调制和相位调制,尽管调频和调相本质上是相同的。
每种调制方法都有其有缺点。
了解每种调制方法的基础是很重要的,尽管大家更为关注的是移动通信系统的调制方法。
复习这些简单技术可以让大家对它们的优缺点有更好的认识。
载波无线通信的基础是载波,基本的载波如图3-1所示,这个信号在发射器部分产生,并不带有任何信息,在接收器部分也作为不变的信号出现。
载波信号调幅调制最显而易见的的方式就是调幅了,通过调整信号幅度大小传递信息。
最简单的调制是OOK(on–off keying,开关键控),载波以开关的形式传递信息。
这个是数字调制的基础,并用在传递莫斯(Morse)电码上面,莫斯在早期的“无线”应用上广为采用,通过开或关的长度传递码元。
在音频或其他领域应用更为常见的是,整个信号的幅度通过载波体现,如图3-2,这个被称为幅度调制(AM)。
AM调制AM解调音频信号的过程十分简单,只需要一个简单的二极管包络检波电路就可以实现,如图3-3,在这个电路中二极管只允许无线信号的半波通过,一个电容被作为低通滤波器来去除信号的高频部分,只留下音频信号。
这个信号直接通过放大后输出至扬声器。
该解调电路十分简单和易于实现,在目前的AM收音机接收上面还在广泛采用。
一个简单的二极管检波电路AM解调过程同样可以用更为有效的同步检波电路实现。
如图3-4,射频信号被本地载波振荡信号混频。
该电路的优点是比二极管检波器有更好的线性度,而且对失真和干扰的抵抗比较好。
产生本振信号的方法很多,其中最简单的就是把接收到的无线信号通过高通滤波器,从而滤掉调制信号保留精确频率和相位的载波,再与无线信号混频滤波就能得到原始音频信号。
同步AM解调AM具备实现简单的优势,不过并不是最有效的方式,在频谱利用率和功耗方面均是如此。
因此该方式在通信领域极少采用,一般只在VHF频段空中通信中采用。
然而,AM在长、中、短波广播领域采用较多,因为其低成本和简单性。
为了表明其低效率,我们需要看看AM操作的原理,当一个射频信号被一个音频信号调制时,波形会改变,在全调制过程中,调制后信号幅度会从零升到最高,而幅度升高到峰值时会达到载波信号幅度的两倍,这样很容易造成失真因为包络信号不能低于0。
因为这种方法调制深度最大,所以叫做100%全调制。
全调制信号即使在全调制模式下,功耗利用率也很低。
当载波被调制,频谱中两边都会产生边带,边带包含了音频信号的信息。
我们可以举例阐述功耗消耗的情况,比如1kHz的语音信号在载波上进行调制,这样频谱上会在载波两边出现两个频带,如图3-6,当载波被全调制,接收的调制信号的幅度等于载波信号幅度的一半,既是功耗也等于载波信号的一半。
换句话来说,边带信号的能量等于载波信号能量的一半,而每个边带只有载波能量的1/4。
这样对于一个100W的发射机来说,载波能量为50W,每个边带为25W,调制过程中载波信号的功耗是恒定的,而在解调过程中需要一个载波信号。
我们只需要一个边带作为有用的信号,所以总的效率等于50/150,只有三分之一的能耗得到了有效利用。
Figure 3-6. Spectrum of a signal modulated with a 1-kHz tone.用1kHz语音信号进行AM调制的频谱AM不仅浪费能耗,而且频谱利用率不高。
如果例子中的1kHz信号被普通的音频信号取代,中频两边的频谱都会被该音频信号的频带占据,如图3-7。
因此需要的频段是传输信号频段的两倍。
在短波信号非常拥挤的今天,这样使非常浪费的,因此目前在该频段内的一些无线传输都采用其他更有效率的调制方法。
语音或音乐信号AM调制的频谱比如说,可以采用单边带(SSB)调制。
通过去掉一个边带,可以使带宽减半,更加有效率,载波也可以由接收器获得用来解调。
不过不管AM还是SSB都无法在移动电话里采用,尽管一些场合用到了AM加相位调制。
调制指数调制指数也被称为调制深度的定义十分重要,用百分比来表示,如下式:调制深度不会超过1,否则包络就会出现失真,信号会出现额外的频谱,造成干扰信号。
FM调频AM是非常简单的调制方式,而通过改变频率的FM调制也一样。
如图3-8,载波信号被调制后,频率会随着信号源电压变化。
FM信号调制信号频率变化的范围很重要,这个被称为偏离(deviation),而且由KHz度量。
比如一个信号的偏离可能是±3 kHz,那么这个信号就在±3 kHz上下波动。
采用FM的原因很多,一个重要的优势是不会受到源信号的电平变化的干扰,而且抗干扰的能力也强。
因为是改变信号频率,所以调制信号的电平不会变化,这样不会干扰到音频输出,因此在移动电话或其他便携式应用中就可以采用FM。
FM的另一个好处是当偏离比最高调制频率高很多时对噪声和干扰的抵抗能力很好。
因此在高品质音频广播中通常采用75kHz的偏离。
由于有以上的优点,FM在第一代模拟无线通信系统中采用。
解调一个FM信号,需要将频率变化转变为电压变化,这个就比AM解调要复杂了,不过实现起来也比较容易。
需要一个调谐电路来对频率的不断变化输出变化的电平,而不是采用一个检波二极管就能办到的。
有很多方法可以实现这个功能,一个广泛应用的方案是采用积分检测器,这个在集成电路中应用广泛,而且提供了很好的线性度。
这个方案在需要调谐电路时具备优势,并且容易在集成电路实现。
基本的积分检测电路如3-9所示,信号被分成了两部分,一部分提供了一个90°的相移,原始信号和相移信号立即被送入了混频器,混频器的输出取决于两个信号的相差,电路作用类似一个相位检测器并根据相位的差产生电压输出。
FM积分检测电路调制指数和偏离比很多情况下调制指数只是一个值并一般用于别的运算,FM调制指数指的是频率偏离相对调制频率的比例,因此会随着在载波上变化的调制偏离而改变。
然而,设计一个系统需要知道最大的调制指数,这个通过在公式中带入最大的值可以得到。
边带被调制的信号都会产生边带,在AM调制中很容易计算得到,但在FM调制中就不是那么明朗,因为这不仅于偏离相关,而且与偏离的度有关,比如说,如果调制指数为M,总的频谱通过一个复杂的公式可以得出,得到的是一个无限的离散频谱。
公式中,Jn(M)是第一类贝塞尔函数,ωc是载波的频率并等于2nf,ωm是调制信号的频率,Vc是载波的电平。
可以看出整个频谱包括载波的频率加上载波两边的无限的边带频谱。
相关的边带可以从贝塞尔函数的表格中读出,或者用计算公式得出,图3-10显示出不同的调制指数下边带的变化情况。
一个FM信号在不同的调制指数下前10个边带频谱的能量情况。
可以总结在低级别的偏离下(既窄带FM),调制信号在载波中频的两边都有边带频谱,频谱看起来跟AM信号查不多,最大的区别是较低边带超过了180°的相位。
当调制指数增加,二倍中频的边带频谱就出现了(图3-11),指数继续增加,更高的边带也会出现。
同时可以看到随着调制指数的升高带来边带的改变,一些频段能量升高而一些降低。
FM调制信号的频谱随着调制指数变化的情况,可以看出当指数较小时(比如M=0.5),信号频谱表现出一个载波频率和两个边带,当调制指数上升时,边带数量增多而载波频率的能量会下降。
带宽很明显我们不能接受一个无限带宽的信号,所以对于低级别的调制指数只会计算头两个边带信号频谱。
然而,因为调制指数的增加,更高级别边带会产生,经常需要滤波器对信号进行处理,而且这不能带来不适当的失真。
为了达到要求通常需要将带宽设置为最大调制频率加上两倍偏离频率。
换句话来说,在VHF FM广播中,如果采用±75 kHz的偏离,而最大调制频率为15 kHz,带宽就需要(2 × 75) + 15 kHz=165 kHz,一般采用200kHz,使发射系统具备一个保护频带,且中频可以以100kHz为基础。
提高信噪比已经提到FM比AM信号在宽带环境下可以提供更好的信噪比,实际上,偏离越大,信噪比越好。
FM相比AM来说,提高的信噪比等于3D2其中,D是最大偏离率,在D值高的情况下非常明显。
如果对音频信号进行预增强就可以更好的增加FM信号的信噪比,通常的做法是,低电平的高频音频信号会进行相比低频信号更大幅度的放大,然后再进行调制。
在接收器,采用相反的处理来得到原始的音频。
为了实现这个预增强,信号需要首先通过一个电容电阻(CR)网络,在截止频率点之上的频率,信号每增加8度音阶,电平就增加6dB,类似的,在接收端也进行相应的处理。
频移键控许多信号系统采用频移键控(FSK)来无线传输数字信号(图3-12)。
图中信号频率有两种,一个代表1(mark),一个代表0(space),通过改变载波频率来传输数字信号。
FSK有两种方法可以用来实现用两个频率的信号传递信息。
一个很明显的方法是改变载波频率,另一个是所谓的音频频移键控(AFSK),AFSK更好因为对精度有较高要求。
第二部分介绍频移键控(PSK)和正交幅度调制(QAM)。