统计调制方式

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1、调制方式按照调制信号的性质分为模拟调制和数字调制两类；按照载波的形式分为连续波调 制和脉冲调制两类。模拟调制有调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)。数字调制有振幅键控(ASK)、 移频键控(FSK)、移相键控(PSK)和差分移相键控(DPSK)等。脉冲调制有脉幅调制(PAM)、脉宽 调制(PDM)、脉频调制(PFM)、脉位调制(PPM)、脉码调制(PCM)和增量调制(AM)。按照传输特性，调制方式又可分为线性调制和非线性调制。广义的线性调制，是指已调波中 被调参数随调 制信号成线性变化的调制过程。狭义的线性调制,是指把调制信号的频谱搬移 到载波频率两侧而成为上、下边带的调制过程。此时只改变

2、频谱中各分量的频率，但不改变 各分量振幅的相对比例，使上边带的频谱结构与调制信号的频谱相同，下边带的频谱结构则 是调制信号频谱的镜像。狭义的线性调制有调幅(AM)、抑制载波的双边带调制(DSB-SC)和单 边带调制(SSB)。1、模拟调制 一般指调制信号和载波都是连续波的调制方式。它有调幅、调频和调相三种基本形式。(1) 调幅(AM)：用调制信号控制载波的振幅，使载波的振幅随着调制信号变化。已调波称 为调幅波。调幅波的频率仍是载波频率，调幅波包络的形状反映调制信号的波形。调幅系统 实现简单,但抗干扰性差,传输时信号容易失真。(2) 调频(FM)：用调制信号控制载波的振荡频率，使载波的频率随着调

3、制信号变化。已调 波称为调频波。调频波的振幅保持不变，调频波的瞬时频率偏离载波频率的量与调制信号的 瞬时值成比例。调频系统实现稍复杂，占用的频带远较调幅波为宽，因此必须工作在超短波 波段。抗干扰性能好，传输时信号失真小，设备利用率也较高。(3) 调相(PM)：用调制信号控制载波的相位，使载波的相位随着调制信号变化。已调波称 为调相波。调相波的振幅保持不变，调相波的瞬时相角偏离载波相角的量与调制信号的瞬时 值成比例。在调频时相角也有相应的变化，但这种相角变化并不与调制信号成比例。在调相 时频率也有相应的变化，但这种频率变化并不与调制信号成比例。在模拟调制过程中已调波 的频谱中除了载波分量外在载波

4、频率两旁还各有一个频带，因调制而产生的各频率分量就落 在这两个频带之内。这两个频带统称为边频带或边带。位于比载波频率高的一侧的边频带， 称为上边带。位于比载波频率低的一侧的边频带，称为下边带。在单边带通信中可用滤波法、 相移法或相移滤波法取得调幅波中一个边带，这种调制方法称为单边带调制(SSB)。单边带 调制常用于有线载波电话和短波无线电多路通信。在同步通信中可用平衡调制器实现抑制载 波的双边带调制(DSB-SC)。在数字通信中为了提高频带利用率而采用残留边带调制(VSB)，即传 输一个边带(在邻近载波的部分也受到一些衰减)和另一个边带的残留部分。在解调时可以 互相补偿而得到完整的基带。2、数

5、字调制 一般指调制信号是离散的，而载波是连续波的调制方式。它有四种基本形式：振幅键控、移 频键控、移相键控和差分移相键控。振幅键控(ASK):用数字调制信号控制载波的通断。 如在二进制中,发0时不发送载波,发1时发送载波。有时也把代表多个符号的多电平振幅调 制称为振幅键控。振幅键控实现简单，但抗干扰能力差。移频键控(FSK):用数字调制信 号的正负控制载波的频率。当数字信号的振幅为正时载波频率为fl,当数字信号的振幅为 负时载波频率为f2。有时也把代表两个以上符号的多进制频率调制称为移频键控。移频键 控能区分通路，但抗干扰能力不如移相键控和差分移相键控。移相键控(PSK):用数字调 制信号的正

6、负控制载波的相位。当数字信号的振幅为正时，载波起始相位取0；当数字信号 的振幅为负时,载波起始相位取 180。有时也把代表两个以上符号的多相制相位调制称为移 相键控。移相键控抗干扰能力强，但在解调时需要有一个正确的参考相位，即需要相干解调。差分移相键控(DPSK):利用调制信号前后码元之间载波相对相位的变化来传递信息。在二进制中通常规定：传送1 时后一码元相对于前一码元的载波相位变化180，而传送0 时前后码元之间的载波相位不发生变化。因此，解调时只看载波相位的相对变化。而不看它 的绝对相位。只要相位发生 180跃变，就表示传输 1。若相位无变化，则传输的是0。差 分移相键控抗干扰能力强，且不

7、要求传送参考相位，因此实现较简单。3、脉冲调制 脉冲调制有两种含义：第一种是指用调制信号控制脉冲本身的参数（幅度、宽度、相位等）， 使这些参数随调制信号变化。此时,调制信号是连续波,载波是重复的脉冲序列。第二种是指 用脉冲信号控制高频振荡的参数。此时，调制信号是脉冲序列，载波是高频振荡的连续波。 通常所说的脉冲调制都是指上述第一种情况。脉冲调制可分为模拟式和数字式两类。模拟式 脉冲调制是指用模拟信号对脉冲序列参数进行调制，有脉幅调制、脉宽调制、脉位调制和脉 频调制等。数字式脉冲调制是指用数字信号对脉冲序列参数进行调制，有脉码调制和增量调 制等。由于脉冲序列占空系数很小，即一个周期的绝大部分时间

8、内信号为0 值,因而可以插 入多路其他已调脉冲序列，实现时分多路传输。已调脉冲序列还可以用各种方法去调制高频 振荡载波。常用的脉冲调制有以下几种。（1）脉幅调制（PAM）：用调制信号控制脉冲序列的幅度，使脉冲幅度在其平均值上下随调 制信号的瞬时值变化。这是脉冲调制中最简单的一种。脉幅调制是A.H.里夫在20世纪30 年代发明的，在第二次世界大战中期已付之实用。但后来发现，脉幅调制的已调波在传输途 径中衰减,抗干扰能力差,所以现在很少直接用于通信，往往只用作连续信号采样的中间步骤。（2）脉宽调制（PDM）：用调制信号控制脉冲序列中各脉冲的宽度，使每个脉冲的持续时间 与该瞬时的调制信号值成比例。此

9、时脉冲序列的幅度保持不变，被调制的是脉冲的前沿或后 沿，或同时是前后两沿，使脉冲持续时间发生变化。脉宽调制也是20世纪30年代里夫发明 的。但在无线电通信中一般不用脉宽调制，因为此时发射机的平均功率要不断地变化。（3）脉位调制（PPM）：用调制信号控制脉冲序列中各脉冲的相对位置（即相位），使各脉冲 的相对位置随调制信号变化。此时脉冲序列中脉冲的幅度和宽度均保持不变。脉位调制在第 二次世界大战中期已付之实用。脉位调制的传输性能较好，常用于视距微波中继通信系统。（4）脉频调制（PFM）：用调制信号控制脉冲的重复频率，即单位时间内脉冲的个数，使脉冲 的重复频率随调制信号变化。此时脉冲序列中脉冲的幅度

10、和宽度均保持不变。主要用于仪表 测量等方面，很少直接用于无线电通信。（5）脉码调制（PCM）： 1937年脉幅调制和脉宽调制的发明者A.H.里夫提出用脉冲的有无的 组合来传递声音，后来把这种方法称为脉码调制。但脉码调制到20世纪50年代才开始实用 化。脉码调制有三个过程：采样、量化和编码。即先对信号进行采样，并对采样值进行量化（整 量化），再对经过采样和量化后的信号幅度进行编码，因此脉码调制的本质不是调制，而是 数字编码，所以能充分保证传输质量。由编码得到的数字信号可根据需要再对高频振荡载波 进行调制。脉码调制不是用改变脉冲序列的参数来传输信息，而是用参数固定的脉冲的不同 组合来传递信息，因此

11、抗干扰能力强，失真很小，是现代通信技术的发展方向。（6）增量调制（AM）：增量调制是一种特殊的脉码调制，它不是对信号本身进行采样、量化 和编码，而是对信号相隔一定重复周期的瞬时值的增量进行采样、量化和编码。现在已有多 种增量调制方法，其中最简单的一种，是在每一采样瞬间当增量值超过某一规定值时发正脉 冲，小于规定值时发负脉冲。这样每个码组只有一个脉冲，故为二进制一位编码，每个码组 不是表示信号的幅度，而是表示幅度的增量。这种增量调制信号的解调也很简单，只要将收 到的脉冲序列进行积分和滤波即可复原，因此编码和解码设备都比较简单。1.AM 调制解调m(t) - + 一 XSAM(t)Aocos( c

12、t)仿真：ts=1.e-4;t=-0.04:ts:0.04 ;fc=500;sigma=0.3 ;% 生成调制信号m_sig=tripuls(t+0.01,0.02)-tripuls(t-0.01,0.02)； %调整信号 m_sig 由两 个三角脉冲波形左右平移后叠加生成% 调制过程s_am=(1+m_sig).*cos(2*pi*fc*t)+sigma*randn(size(t)；% AM信号由调制信号m_sig叠加直流分量后乘以载波并混以噪声形成。cos(2*pi*fc*t) ； %载波信号，fc为载波频率。randn(size(t)；%代表服从正态分布的噪声。% 产生本地接收载波s_c

13、arr =cos(2*pi*fc*t)；% 同步解调s_dem=s_am.*s_carr；% 定义 lfft 变量Lfft=length(t)； %取时间区间的长度并赋值给 Lfft。Lfft=2Aceil(log2(Lfft)+1)； %将Lfft重新转化成为更大的偶数Lfft。ceil； %向正无穷大的方向取整% 绘制解调后信号频谱S_dem=fftshift(fft(s_dem,Lfft)/(length(t);% 生成低通滤波器h=fir1(60,B_m*ts)； %设计低通滤波器频域相应，其中滤波器阶数60,截至频率75Hz。% 低通滤波s_rec=filter(h,1,s_dem)

14、； %理想低通滤波器filter滤除s_dem中的高频分量得恢复信号s_rec。% 绘制恢复信号频谱S_rec=fftshift(fft(s_rec,Lfft)/(length(t)；生成的图形：(1)发送信号波形和图谱-0.025 -0.02 -0.015 -0.01 -0.005 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 t(sec)频谱波形2)载波信号机波形5 -4 -3 -2 -1 0 1 t(sec)23x 10S-600 -400 -200 0 200 400 600 f(Hz)4频谱波形0-600 -400 -200 0 200 400 600f(Hz)频谱-0

15、.025 -0.02 -0.015 -0.01 -0.005 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 t(sec)-1000-50050010000 f(Hz)波形频谱（5）恢复信号的波形和频谱-200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 f(Hz)-0.025 -0.02 -0.015 -0.01 -0.005 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 t(sec)波形频谱2.FM 仿真3）AM 信号和频谱21.510.5( M 0As-0.5-1-1.5-2-0.025 -0.02 -0.015 -0.01 -0.005 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 t(sec)波形4）相干解调波形和频谱代码：%FM调制解调系统.m%频率调制与解调的Matlab演示源程序%可以任意改原调制信号函数 m（t）%信息工程 陈丽丹 07323202%*初始化 echo offclose all clear all clc %*%*