通信原理4 调制解调原理
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（1）调制的定义? 调制：就是用待传送信号去控制某个高频信 号的幅度、相位、频率等参量变化的过程，即用 一个信号去装载(携带/运输)另一信号。 在频域上，调制完成的则主要是频谱/功率谱 的搬移，即通过调制将基带信号的频谱/功率谱搬 移到以载波频率为中心的频段。
这里：控制信号称为调制信号，被控制信号 称为载波。如，单一频率正弦波或周期脉冲波等。
B. 提高信道的利用率
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B. 提高信道的利用率
以无线电广播的中波波段为例：可用波 段范围为 530KHz~1600KHz，而语音信号 的频率范围为 300~3400Hz ，经调制后每一 300 个广播电台频道的带宽为9K。 只传输一路信号。 浪费！！ 530KHz
9000
广播
用途举例
载波通信、短波无线电话通信
立体声广播 电视广播、传真 微波中继、卫星通信、广播 中间调制方式 数据传输 数据传输 数据传输 数字微波、空间通信 中间调制方式、遥测
正弦 波调 制
数字调 制 脉冲模 拟调制
中间调制方式
遥测、光纤传输 市话中继线、卫星、空间通信 军用、民用数字电话 电视电话、图像编码 中继数字电话 5
1 t 0 1 1 0
t t t
t t
模拟调制
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数字调制
7
相位调制
S M t At cosc t t
如果已调信号的瞬时相位偏移随基带信号比 例变化时，我们称之为相位调制。即 t K pmt
SPM t cos c t K p mt
数学表达式
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10
数学表达式
S M t Amt cosc t 0 mt cosc t
令A 1，0 0
一般模型 m(t)
h(t)
cosct
SM(t)
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频域表达式
数学表达式 一般模型
S M t mt cosc t
已调信号的瞬时频率偏移随基带信号比例变化时， 我们称之为频率调制。即 d t
t K f mt , 或 t K f mt dt
t S FM t cos c t K f m d 根据基带信号 m(t) 不同分为模拟相位调制 FM 和数字 频率调制（频移键控FSK），如图所示。 mt 1 1 0 1 数字 0
m(t) cosct
h(t)
Sm(t)
当调制信号为确知信号时
cos c t c c
f1 t f 2 t F1 F2
4 调制解调原理
4.1 概 述
信源输出的消息信号一般具有从零频开始的 较宽频谱，而且在频谱的低端分布较大能量， 所以称为基带信号，不宜直接在信道中传输。 为便于传输、提高抗干扰能力和有效利用带 宽，通常需要通过调制将信号的频谱搬移到适 合信道和噪声特性的频率范围内进行传输。 在通信系统的接收端对已调信号进行解调， 恢复出原来的消息。
分为模拟相位调制 PM 和数字相位调制（相 移键控PSK、DPSK），如图4-2所示。
mt
t
S PM t
1 1 0 0 1 0 0 数字 信号
2PSK
t
(a) PM
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(b) 2PSK
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频率调制
S M t At cosc t t
调制原理
脉冲 调制 脉冲数
字调制
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（4）调制的基本原理
一个正弦波信号，通常有三个参数确定：即 幅度、频率和相位，因此可将载波表示为
ct Ac cosc t
载波的频率
），
载波的幅度
载波的相位
连续波调制的过程就是用基带信号 m(t) 去改 变载波 c(t) 的瞬时幅度、频率或相位。相应的已 调信号可表示为 Sm t At cosc t t
1600KHz
这一中波波段中就均匀分布着多个电台!!!
上述即为频分复用，它是通过采用不同载波频率的调 制完成的。
பைடு நூலகம்3. 调制的分类
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（3）调制的分类
调制方式 模拟调 制
常规双边带调幅AM 单边带调制SSB 双边带调制DSB 残留边带调制VSB 频率调制FM 相位调制PM 振幅键控ASK 频移键控FSK 相移键控PSK、DPSK 其他高效调制QAM、MSK等 脉幅调制PAM 脉宽调制PDM 脉位调制PPM 脉码调制PCM 增量调制DM 差分脉码调制DPCM ADPCM等其他方式
信号
t
S FM t
t
2FSK
t
(a) FM
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(b) 2FSK
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幅度调制
4.2 幅度调制
根据的调制定义： 用待传送信号去控制某个高频信号的幅 度、相位、频率等参量变化的过程。
幅度调制就是指用待传送信号去控 制载波信号的幅度变化的过程。 即已调波的幅度（包络）与调制信 号成例变化。
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2. 调制的必要性/目的
（2）调制的必要性/目的 ?
A. 便于发送 对无线传输信号而言，信号需要通过发射 天线发送出去。根据天线理论，发射天线的尺 度与信号的波长满足一定的关系式时，信号才 能得到有效的发射。即 c l f 10
如：
3 10 8 5 4 f 3 KHz , 10 m , l 10 m 3 3 10 3 10 8 f c 30 MHz , 10m , l 1m 7 3 10
已调波的瞬时幅度 并且有 已调波的瞬时相位
幅度调制
c 2 f m , f m 为基带信号最高频率。
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S M t At cosc t t 如果为φ(t)常数，A(t)随m(t)成比例变化，则 称为幅度调制。 根据基带信号不同分为模拟幅度调制和数字 幅度调制（振幅键控ASK），如图4-1所示。
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（1）调制的定义? 调制：就是用待传送信号去控制某个高频信 号的幅度、相位、频率等参量变化的过程，即用 一个信号去装载(携带/运输)另一信号。 在频域上，调制完成的则主要是频谱/功率谱 的搬移，即通过调制将基带信号的频谱/功率谱搬 移到以载波频率为中心的频段。
这里：控制信号称为调制信号，被控制信号 称为载波。如，单一频率正弦波或周期脉冲波等。
B. 提高信道的利用率
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B. 提高信道的利用率
以无线电广播的中波波段为例：可用波 段范围为 530KHz~1600KHz，而语音信号 的频率范围为 300~3400Hz ，经调制后每一 300 个广播电台频道的带宽为9K。 只传输一路信号。 浪费！！ 530KHz
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广播
用途举例
载波通信、短波无线电话通信
立体声广播 电视广播、传真 微波中继、卫星通信、广播 中间调制方式 数据传输 数据传输 数据传输 数字微波、空间通信 中间调制方式、遥测
正弦 波调 制
数字调 制 脉冲模 拟调制
中间调制方式
遥测、光纤传输 市话中继线、卫星、空间通信 军用、民用数字电话 电视电话、图像编码 中继数字电话 5
1 t 0 1 1 0
t t t
t t
模拟调制
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数字调制
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相位调制
S M t At cosc t t
如果已调信号的瞬时相位偏移随基带信号比 例变化时，我们称之为相位调制。即 t K pmt
SPM t cos c t K p mt
数学表达式
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数学表达式
S M t Amt cosc t 0 mt cosc t
令A 1，0 0
一般模型 m(t)
h(t)
cosct
SM(t)
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频域表达式
数学表达式 一般模型
S M t mt cosc t
已调信号的瞬时频率偏移随基带信号比例变化时， 我们称之为频率调制。即 d t
t K f mt , 或 t K f mt dt
t S FM t cos c t K f m d 根据基带信号 m(t) 不同分为模拟相位调制 FM 和数字 频率调制（频移键控FSK），如图所示。 mt 1 1 0 1 数字 0
m(t) cosct
h(t)
Sm(t)
当调制信号为确知信号时
cos c t c c
f1 t f 2 t F1 F2
4 调制解调原理
4.1 概 述
信源输出的消息信号一般具有从零频开始的 较宽频谱，而且在频谱的低端分布较大能量， 所以称为基带信号，不宜直接在信道中传输。 为便于传输、提高抗干扰能力和有效利用带 宽，通常需要通过调制将信号的频谱搬移到适 合信道和噪声特性的频率范围内进行传输。 在通信系统的接收端对已调信号进行解调， 恢复出原来的消息。
分为模拟相位调制 PM 和数字相位调制（相 移键控PSK、DPSK），如图4-2所示。
mt
t
S PM t
1 1 0 0 1 0 0 数字 信号
2PSK
t
(a) PM
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(b) 2PSK
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频率调制
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调制原理
脉冲 调制 脉冲数
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（4）调制的基本原理
一个正弦波信号，通常有三个参数确定：即 幅度、频率和相位，因此可将载波表示为
ct Ac cosc t
载波的频率
），
载波的幅度
载波的相位
连续波调制的过程就是用基带信号 m(t) 去改 变载波 c(t) 的瞬时幅度、频率或相位。相应的已 调信号可表示为 Sm t At cosc t t
1600KHz
这一中波波段中就均匀分布着多个电台!!!
上述即为频分复用，它是通过采用不同载波频率的调 制完成的。
பைடு நூலகம்3. 调制的分类
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（3）调制的分类
调制方式 模拟调 制
常规双边带调幅AM 单边带调制SSB 双边带调制DSB 残留边带调制VSB 频率调制FM 相位调制PM 振幅键控ASK 频移键控FSK 相移键控PSK、DPSK 其他高效调制QAM、MSK等 脉幅调制PAM 脉宽调制PDM 脉位调制PPM 脉码调制PCM 增量调制DM 差分脉码调制DPCM ADPCM等其他方式
信号
t
S FM t
t
2FSK
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(a) FM
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(b) 2FSK
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幅度调制
4.2 幅度调制
根据的调制定义： 用待传送信号去控制某个高频信号的幅 度、相位、频率等参量变化的过程。
幅度调制就是指用待传送信号去控 制载波信号的幅度变化的过程。 即已调波的幅度（包络）与调制信 号成例变化。
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2. 调制的必要性/目的
（2）调制的必要性/目的 ?
A. 便于发送 对无线传输信号而言，信号需要通过发射 天线发送出去。根据天线理论，发射天线的尺 度与信号的波长满足一定的关系式时，信号才 能得到有效的发射。即 c l f 10
如：
3 10 8 5 4 f 3 KHz , 10 m , l 10 m 3 3 10 3 10 8 f c 30 MHz , 10m , l 1m 7 3 10
已调波的瞬时幅度 并且有 已调波的瞬时相位
幅度调制
c 2 f m , f m 为基带信号最高频率。
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S M t At cosc t t 如果为φ(t)常数，A(t)随m(t)成比例变化，则 称为幅度调制。 根据基带信号不同分为模拟幅度调制和数字 幅度调制（振幅键控ASK），如图4-1所示。