模拟调制的分类
通信原理知识点
通信原理知识点1.1 通信的概念什么是通信？答：通信就是由一地向另一地传递消息。
1.2 通信系统的构成答：通信系统由信源、发送设备、信道、接收设备与收信者构成。
数字通信的要紧特点抗干扰能力强；差错可控；易于与各类数字终端接口，用现代计算技术对信号进行处理、加工、变换、存储，从而形成智能网；易于集成化，从而使通信设备微型化；易于加密处理，且保密强度高；可使用再生中继，实现高质量的远距离通信。
1.2 信源编码与信道编码的概念与区别答：概念：信源编码：用适当的方法降低数字信号的码元速率以压缩频带。
信道编码：在信息码组中按一定的规则附加一些码，以使接收端根据相应的规则进行检错与纠错。
区别：信源编码是用来提高数字信号传输的有效性。
信道编码是用来提高数字信号传输的可靠性。
1.3 什么是信息？信息与消息的区别是什么？信息量的计算（看课件内容）答：消息是指通信系统的传输对象，它是事物状态描述的一种具体形式。
信息是指消息中包含的有意义的内容。
设消息所代表的事件出现的概率为P ( x )，则所含有的信息量设有消息x发生的概率为P（x），则所带来的信息量为：连续消息的信息量可用概率密度来描述。
可证明，连续消息的平均信息量(相对熵)为式中，—连续消息出现的概率密度。
x d xfxfxH xx'''-=⎰+-)(log)()(2若a = 2，则信息量的单位为比特(bit ），它代表出现概率为1/2的消息所含有的信息量。
当两个消息等概率时，任一消息所含有的信息量为1比特。
一位二进制数称之1比特，而不管这两个符号是否相等概率。
1.4 衡量通信系统的性能指标有效性、可靠性、安全性、保密性。
1.4 什么是传码率、误码率与传信率？答：码元传输速率是传码率；在传输中出现错误码元的概率叫误码率；信息传输速率叫传信率。
1.5 通信方式单工通信，是指消息只能在一个方向传输的工作方式。
如广播、电视、遥控等。
所谓半双工通信，是指信号能够在两个方向上传输，但不能同时传输，务必是交替进行，一个时间只能同意向一个方向传送。
第三章模拟调制系统-1DSB_SSB
则已调信号的频谱为： 则已调信号的频谱为：
1 SAM(ω) = πA0 [δ(ω − ωc ) + δ(ω + ωc )] + [F(ω − ωc ) + F(ω + ωc )] 2
12 教师:黄晗
1. 形状相同，位置搬移； 形状相同，位置搬移；
已调信号的频谱图： 已调信号的频谱图：
数字调制： 数字调制：ASK、FSK、PSK 、 、
3 教师:黄晗
调制的目的
提高无线通信时的天线辐射效率。 提高无线通信时的天线辐射效率。 传输频率： 传输频率：3kHz，天线高度：25km ，天线高度： 传输频率： 900MHz ，天线高度：8cm 传输频率： 天线高度： 把多个基带信号分别搬移到不同的载频处， 把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，以 实现信道的多路复用，提高信道利用率。 实现信道的多路复用，提高信道利用率。 扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力， 扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力， 还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。 还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。
2 教师:黄晗
信号、传输方式、调制方式的分类
电信号
携带有用信息的信号，未调制） 基带信号 （携带有用信息的信号，未调制） 基带信号经过某种调制） 频带信号 （基带信号经过某种调制）
传输方式
基带传输 调制（频带） 调制（频带）传输
模拟调制
线性调制：AM、DSB、SSB、VSB 线性调制： 、 、 、 非线性调制： 非线性调制：PM、FM调制 、 调制
β AM = f (t ) max / A0
11 教师:黄晗
当载波初相为0时 已调信号为： 当载波初相为 时，已调信号为： sAM (t ) = [ A0 + f (t ) ] cosω ct 频 域 = A0 cosω ct + f (t )cosω ct 特 性 分 析 若有： 若有：
通信原理第4章(2014年北邮上课精简版)
η AM
边带功率 = AM总功率
调制指数a（调幅系数）
ＡＭ 信号表达式
S AM (t ) = [1 + m (t ) ] Ac cos ωc t
其中 1 + m(t ) 中的直流为 １，交流为 m(t ) 。为了包络解调 不失真恢复原始基带信号，要求 m ( t ) ≤ 1 。 ＡＭ 信号一般表示为 S AM (t ) = Ac 1+ amn (t ) cos ωc t ，
第4章 模拟调制系统
本章的主要内容
一、调制的目的、定义和分类 二、幅度调制（ＡＭ、ＤＳＢ、ＳＳＢ、ＶＳＢ）
n n n
时域和频域表示、带宽 调制与解调方法
抗噪声性能 三、角度调制（ＦＭ、ＰＭ）
n n n n
基本概念 单频调制时：调频和调相信号的时域表示 宽带调频信号的带宽
抗噪性能 四、频分复用
《通信原理》
解：
(2) 基带信号为随机信号时已调信号的频谱特性 在一般情况下，基带信号是随机信号，如语音信号。此时
，已调信号的频谱特性用功率谱密度来表示。 AM已调信号是一个循环平稳的随机过程，其功率谱密度为 其自相关函数时间平均值的傅里叶变换。 分析可知，在调制信号为确知信号和随机信号两种情况下， 分别求出的已调信号功率表达式是相似的。 参见教材７０页。
H(w)
-w c
形成单边带信号的滤波特性
H(w) 1 -w c 0 1 0 wc w wc w
H(w)
-w c
形成单边带信号的滤波特性
通过推导（参见教材 ７１－７２ 页），可得 ＳＳＢ 信号的时域表达式
S SSB (t) = Ac m(t ) cos ωct m Ac m (t )sin ωct
1.1调制的概念
t c t c k at
at A0 cosmt
——
若调制信号为正弦变化:
并令
k A0 m
m 为调相系数；
则有调相波的表达式：
et Ac cosc t m cosmt c
二、频率调制和相位调制
调频波：
调相波：
et Ac cosc t m cosmt c
2. 当调制系数>1时，调制波就要发生畸变；当调制系 数＝1时，称为100％的调制。
一、振幅调制 载波 由上述讨论可知：
调幅的结果使调幅波
不再是一个简单的正
调制信号 弦波，根据傅立叶频
谱分析，它可分解为 不同频率的正弦波之 和。调制光
一、振幅调制
et Ac kA0 cosmt cosc t c
运用贝塞尔函数展开
cosm sin m t J 0 m 2 J 2 n m cos2n m t
sinm sin m t 2 J 2 n1 m cos2n 1 m t
n 1
n 1
二、频率调制和相位调制 ③调频或调相波的频谱
号成比例。
是激光调制通 常采用的形式 例：若 A2 a t c 规律变化。
，则输出的激光辐射强度按照调制信号的
三、强度调制 ——光载波电场振幅的平方与调制信
号成比。 原因：光接收器（探测器）一 般直接响应其所接收的 光强度变化。 光载波的强度定义为电场的平方:
2 t Ac2 cos2 ct c I c t ec
——这种将信息加载于激光的过程称之为“调 制”。
1.1.1 调制及其分类
激光调制——将信息加载于激光的过程 ； 激光调制器——完成将信息加载于激光过程的装置；
信号与系统-模拟角度调制系统
瞬时相位： (t) (t)dt ct KFM f (t)dt
sFM t A0 cosct 0 kFM f t dt
kFM ——调频灵敏度，单位为弧度/秒/伏。
调频波的瞬时频率偏移与f(t)成线性关系。
PM 信号和FM 信号波形如图所示：
满足窄带条件时
sNBFM t A cosct
A FM 1
2
cosc
m1t
A FM 1
2
c
m1t
AFM 2
2
cosc
m2 t
AFM 2
2
cosc
m2 t
有效频带宽度：若m2 m1 BNBFM 2m1
不满足窄带条件时：
sFM t A e j t
取其实部
A
J J e n FM1
f t Am1 cosm1t Am2 cosm2t
t c kFM Am1 cosm1t kFM Am2 cosm2t
t ct FM1 sin m1t FM 2 sin m2t
FM 1
kFM Am1
m1
FM 2
kFM Am 2 m 2
sFM t A cos ct FM1 sin m1t FM 2 sinm2t
有效带宽：（以单音调制为例）
调相波的有效带宽： BPM 2 PM 1 fm
窄带调相波的有效带宽： BPM 2 fm
调相波的的有效带宽与调制频率有关；而调频 波在调制频率变化时，有效带宽基本保持不变；
对于多音调制，调相波的有效带宽取决于最高调 制频率分量，而调频制不存在这个问题；在实际 应用中，调频制比调相制要广泛的多。
调频波的有效带宽：
理论上调频信号的带宽为无限宽。然而实际上各次边频
模拟调制系统~幅度调制（一）
模拟调制系统~幅度调制（⼀）⼀、信号的调制在通信系统中，信源输出的是由原始信息变换成的电信号，这种信号通常具有较宽的频谱，并且在频谱的低端分布较⼤的能量，称为基带信号。
但是多数信道是低频端受限的，⽆法长距离传输低频信号。
因此在传输过程中需要将基带信号所蕴含的信息转载到⾼频载波上，这⼀过程叫做信号的调制。
⽽在接收端将接收到的信号进⾏解调，以获取传递的信息。
⼆、调制定理我们知道⼀个余弦函数的傅⾥叶变换为\cos(w_0t)<\frac{Fourier}{}>\pi [δ(w+w_0)+δ(w-w_0)]那么⼀个信号m(t)与之相乘，其结果的傅式变换为\pi [M(w+w_0)+M(w-w_0)]，它所表⽰的物理含义就是是信号m(t)的幅度谱M（\omega）分别向⾼频和低频搬移\omega_0。
我们将信号m(t)看作信源所产⽣的最⾼频率为\omega_m低频宽带信号，要使其能够在信道上传输，就可以乘以⼀个频率⾼到⾜以匹配信道的余弦信号（即⾼频载波），使其所包含的频谱信息都搬移⾄[\omega_0-\omega_m,\omega_0+\omega_m]的位置，这就是调制定理。
调制的过程实质是完成信息的转载。
三、希尔伯特变换在信号处理领域中，⼀个实信号的希尔伯特变换(Hilbert transform)是将其通过⼀个冲激响应为h(t)=\frac{1}{\pi t}的系统所得到的输出信号。
该系统的频率响应为H(j\omega)=-sgn(\omega)。
这种变换所表⽰的物理含义为信号正频域的部分相移-\frac{\pi}{2}，信号负频域的部分相移\frac{\pi}{2}。
欧拉公式e^{j\omega_0t}=cos(\omega_0t)+jsin(\omega_0t)中我们可以将cos(\omega_0t)与sin(\omega_0t)看作⼀对希尔伯特变换，⽽任⼀实信号x(t)均可表⽰为⼀系列e^{j\omega_0t}的线性组合，那么x(t)与其希尔伯特变换也可以通过这种⽅式扩展成⼀个复信号，⽅便信号的处理。
模拟调制和数字调制
模拟调制和数字调制
模拟调制和数字调制是通信领域中常用的两种调制方式。
模拟调制是指将模拟信号（如音频、视频等）通过调制器转换为模拟调制信号（如调幅、调频、调相信号等），并通过信道传输到接收端，再通过解调器将模拟调制信号转换为原始信号。
数字调制则是将数字信号（如二进制数据）通过调制器转换为数字调制信号（如ASK、FSK、PSK等），通过数字信道传输到接收端，再通过解调器将数字调制信号转换为原始数字信号。
相比于模拟调制，数字调制具有更好的信号抗干扰性能和更高的传输效率，因此在现代通信中更加普遍。
除了常用的ASK、FSK、PSK 等数字调制方式，还有一些高级的数字调制技术如QAM、OFDM等，这些技术可以提高信号传输速率和可靠性。
需要注意的是，数字调制也有一定的限制，如数字信号的采样率和量化精度会影响数字调制的性能，对于高速和高精度的数字调制，需要更高的计算和传输能力。
因此，在实际应用中需要根据具体需求选择合适的调制方式和参数，以达到最佳的传输效果。
- 1 -。
通信原理复习资料(有用)
第1章1、通信：是指不在同一地点的双方或多方之间进行迅速有效的信息传递。
单工半双工全双工串行传输：传输慢、但传输距离远。
并行传输：传输快、但传输距离近。
两点间直通传输、分支传输和交换传输3、信号：是信息的一种电磁编码。
信号是信息的载体。
通信系统的基本模弄4、通信系统的主要性能指示有效性：是指信息传输的效率。
可靠性：是系统接收信息的准确度。
备注：衡量系统有效性最全面的指标是系统的频带利用率。
第二章一、调制的分类：1、根据调制信号分类：模拟调制和数字调制2、根据载波分类：连续载波调制和脉冲载波调制3、根据调制的功能分类：AM、FM、PM4、根据调制前后的频谱关系分类：线性调制和非线性调制5、线性调制分为：AM、DSB、SSB、VSB6、单边带调制方法有：滤波法、移相法、移相滤波法备注：常规双边带调制（AM）调制效率最低，而单边带调（SSB）制效率最高解调的方法：相干解调（同步检波）和非相干解调（包络检波）。
7、频率调制分为：划分依据是瞬时相位偏移是否小于0.5窄带调制（NBFM）宽带调制（WBFM）8、调频分为：直接调频和间接调频间接调频：是选积分，然后再调相 如下图：第3章1、PCM （脉冲编码调制）包括三个部分：抽样、量化、编码。
2、数字信息的电脉冲表过程称码型变换。
应该考虑的问题：低频和高频频率分量应尽量少，特别是不能含有直流分量； 不能有长连0和1码，以便提取同步定时信息；具有自检自纠能力。
3、二元码的极性图P534、抽样定理分为：自然抽样和平顶抽样（性能比自然抽样性能好）5、量化分为：均匀量化和非均匀量化备注：只要确定了量化器，则无论抽样值大小如何，其量化噪声的平均功率值都是固定不变的；因为，X （T ）较小时，输出信噪比就很低，弱信号的量化信噪比就可能无法达到额定要求而对还原解调产生较大的影响。
6、非均匀量化分为：A 率13折线（中国使用）和U 率15折线。
A=87.6 U=2557、编码：自然二进制码组、折叠二进制码组、格雷二进制码组。
光调制
光波的电场强度
1.1光辐射调制的实现
E(t ) Ac cos(ct c )
其中 Ac 振幅
c 角频率 c 相位角
光波具有振幅、频率、相位、强度和偏 振等参量，能够通过某种物理效应改变 这些参量，使其按照调制信号的规律变 化，光波受到信号的调制，形成调制光。
1.2光辐射调制的分类
主轴：晶体中电位移矢量D和电场强度E方向一 致的方向 nx， ny和nz为折射率椭球x，y，z方向的折射率， 称为主折射率。
x y z 2 2 1 2 nx ny nz
2
2
2
4.1.2 电光效应
在外加电场作用时，主轴坐标系中，导致折射 率椭球发生变形，成为以下形式：
1 2 1 2 1 2 1 1 1 x y z 2 yz 2 xz 2 2 2 2 2 2 2 xy 1 n 1 n 2 n 3 n 4 n 5 n 6
ms ms E (t ) Ac cos( c t c ) Ac cos[( c m )t c ] Ac cos[( c m )t c ] 2 2
载频分量 边频分量
不再是常量，而是与 调制信号成正比。
调幅波频谱
频率调制和相位调制使得光载波的频率和相位随着调制 信号的变化规律而改变，两种调制表现为总相角ψ(t)的 变化，统称为角度调制。 频率调制：
a(t ) Am cosmt
E(t ) Ac cos(ct m f sin mt c )
其中
mf
k f Am
m
m
称为调频系数，kf 称为比例系数
2.3相位调制
相位调制
通信原理知识点
第一章1.通信的目的是传输消息中所包含的息。
消息是信息的物理表现形式，信息是消息的有效内容。
.信号是消息的传输载体。
2.根据携载消息的信号参量是连续取值还是离散取值，信号分为模拟信号和数字信号．，3.通信系统有不同的分类方法。
按照信道中所传输的是模拟信号还是数字信号（信号特征分类），相应地把通信系统分成模拟通信系统和数字通信系统。
按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统。
4.数字通信已成为当前通信技术的主流。
5.与模拟通信相比，数字通信系统具有抗干扰能力强，可消除噪声积累；差错可控；数字处理灵活，可以将来自不同信源的信号综合刭一起传输；易集成，成本低；保密性好等优点。
缺点是占用带宽大，同步要求高。
6.按消息传递的方向与时间关系，通信方式可分为单工、半双工及全双工通信。
7.按数据码先排列的顾序可分为并行传输和串行传输。
8.信息量是对消息发生的概率（不确定性）的度量。
9.一个二进制码元含1b的信息量；一个M进制码元含有log2M比特的信息量。
等概率发送时，信源的熵有最大值。
10.有效性和可靠性是通信系统的两个主要指标。
两者相互矛盾而又相对统一，且可互换。
在模拟通信系统中，有效性可用带宽衡量，可靠性可用输出信噪比衡量。
11.在数字通信系统中，有效性用频带利用率表示，可靠性用误码率、误信率表示。
12.信息速率是每秒发送的比特数；码元速率是每秒发送的码元个数。
13.码元速率在数值上小于等于信息速率。
码元速率决定了发送信号所需的传输带宽。
第二章14.确知信号按照其强度可以分为能量信号和功率信号。
功率信号按照其有无周期性划分，又可以分为周期性信号和非周期性信号。
15.能量信号的振幅和持续时间都是有限的，其能量有限，（在无限长的时间上）平均功率为零。
功率信号的持续时间无限，故其能量为无穷大。
16.确知信号的性质可以从频域和时域两方面研究。
17.确知信号在频域中的性质有4种，即频谱、频谱密度、能量谱密度和功率谱密度。
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模拟调制的分类
模拟调制的分类
一、调制的概念
调制（modulation）是指将信息信号（即要传送的信号）转换成适合于传输的信号，即载波信号（carrier signal）的过程。
调制技术是无
线通信中最基本的技术之一，它将信息信号和高频载波进行相互作用，使得信息信号能够被传输到远处。
二、模拟调制的基本原理
模拟调制是将模拟信号通过一定的方式转换为高频载波上的变化，以
便在传输过程中保持其完整性和准确性。
其基本原理是：将模拟信号
与一个高频载波进行相乘，得到一个新的复合波形，这个复合波形就
是经过调制后的信号。
在接收端，通过解调器对接收到的复合波形进
行处理，恢复出原始信息。
三、模拟调制分类
1. 幅度调制（AM）
幅度调制是指通过改变载波振幅来实现对信息信号进行编码和解码。
具体而言，在幅度调制过程中，载波振幅随着输入信息电压值而变化。
当输入电压为正值时，输出电压也为正值；当输入电压为负值时，输
出电压也为负值。
幅度调制主要应用于广播电视、无线电通信、雷达
等领域。
2. 频率调制（FM）
频率调制是指通过改变载波频率来实现对信息信号进行编码和解码。
具体而言，在频率调制过程中，载波的振荡频率随着输入信息电压值
而变化。
当输入电压为正值时，载波频率增加；当输入电压为负值时，载波频率减小。
由于频率调制的抗干扰性能较好，因此在无线通信领
域得到了广泛应用。
3. 相位调制（PM）
相位调制是指通过改变载波相位来实现对信息信号进行编码和解码。
具体而言，在相位调制过程中，载波的相位随着输入信息电压值而变化。
当输入电压为正值时，载波相位向正方向偏移；当输入电压为负
值时，载波相位向负方向偏移。
由于相位调制具有较高的带宽利用效
率和抗多径衰落能力，因此在数字通信领域得到了广泛应用。
四、总结
模拟调制是一种将模拟信号转换为高频载波信号的技术，其分类主要包括幅度调制、频率调制和相位调制。
不同的调制方式有不同的优缺点，在实际应用中应根据具体情况选择合适的调制方式。