调制技术

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调制是通过将信息编码到模拟载波信号来传输某些信息(数字的或模拟的)的技术。调制解调器使用调制技术在模拟传输线路(如公共电话网络)上传输数字信号。通信链路每端的调制解调器进行数模和模数转换。

将信息信号调制为特定频率(称为载波)的模拟信号。接收的调制解调器将信号解调并从其中提取数字信息。因为载波在特定频率,所以接收器只是调到该频率,然后接收和提取信号。无线接收器也称为无线调谐器,因为您调到希望收听的无线电台的载波频率。

传统的调制技术有三种,这在随后描述,并如图M-4所示。原始数字信号显示在顶部。其下是下列方法应用的调制技术。

图M-4 调制技术

AM(调幅) 在AM，波的高度或幅度在两级间更改,以匹配数字信号输入。调幅是用调制信号去控制高频载波的振幅、使载波的振幅按调制信号的规律变化，便可得到调幅波。这项技术用于某些早期的调制解调器，但对高速数据传输有太多限制。

FM(调频) 在FM，根据二进输入更改信号频率。当FM用于传输数字信号时,它被称为FSK(频移键控),因为只传输两个频率。

PM(调相) 在此方法中,波的周期按1/4、1/2、3/4周期移位。波的移位可以表示到接收器的某些二进制值。注意,移位的发生与以前的波周期有关。因为存在四种不同的波类型,如下例所示,所以它可能表示每个脉冲的四种不同的值(00、01、10、11)。

注意，波特(baud)是载波中的脉冲信号,bit/s是信息在线路中的传输速率。最早的调制解调器以1 bit/baud传输,表示一个300baud的调制解调器实际上以300bit/s的速度传输。现代调制解调器使用编码技术,其中每波特可以表示信息的多个位。例如,在双向通信中,波特限制是1200脉冲每秒,但通过编码达到8bit/baud，可达到9600bit/s的数据率。

将多位编码为1baud的技术称为QAM(正交调幅)。该方案扩展了相位调制的概念,方法是使用两种不同幅度等级并按波的1/4、1/2、3/4周期移位。因此,可按如下所示表示8bit值。

通过以更小的增量移位波,有可能表示更多的位值。具有16的值(宽度为4位),有可能以9600bit/s的速度在2400baud的线路上传输。进一步的扩展可实现28800bit/s的数据率。通过使用压缩和其他技术甚至可以实现更高的数据率。请参阅“调制解调器”。

扩展频谱信号传输是发送信息的独特方法。不是在单个载波频率上传输,而是通过很宽的频率范围传播信号,通常是在原始信号200倍的带宽上传输。设想尝试在黑暗中将信号传送给某人。一项技术是使用闪光信号传送莫尔斯代码形式的信号。这要求其他人直接看到您。另一项技术是点亮灯泡。前者类似于此处讨论的载波技术,因为信号占用的范围很窄。后者更像扩展频谱。您甚至不需要直接看到灯光。灯泡将信号扩展开,您只要看到天空亮起来就能接收到信号。扩展频谱在噪音很突出的波段广播，但不会超出噪音。所以信号相对安全。

OFDM(正交频分多路复用)是传输信息的另一项有趣的技术。最近,因为快速信号处理器的发展(DSP),它变得很流行。正交频分复用是一种多载波调制方式。编码的正交频分复用就是将经过信道编码后的数据符号分别调制到频域上相互正交的大量子载波上，然后将所有调制后信号叠加(复用),形成OFDM时域符号。在大量独立载波上数据信号被分割。接收系统重建来自独立载波的消息。0FDM也称为DMT(离散多音)系统或MCM(多载波调制)。OFDM在宽带无线系统中很重要,因为它有助于避免称为多径的信号反射问题。