通信原理课程总结（二）

在上一篇文章中，我把通信原理中的基础知识已经总结完毕，以后的内容就是利用前边的基础知识来进行更深层次的学习了，引出了通信原理中非常重要的一部分——调制与解调。

首先调制之所以重要，是因为：

• 调制可以把基带信号的频谱搬移至较高的频率上，提高发射效率（天线的尺寸与发射信号的波长相比拟时，辐射效率才会较高）。
• 把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，实现信道的多路复用，提高信道利用率。
• 扩展信道的带宽，提高系统的抗干扰能力。

调制分为模拟调制和数字调制，当今一般都采用数字调制，但我们仍应从最基础的开始学习——模拟调制技术。

模拟调制

模拟调制分为幅度调制和角度调制，下面分点阐述。

幅度调制

• 调幅（AM），时域表达式为调制信号加一个直流偏量后与载波相乘，频谱由载频分量、上边带、下边带三部分组成，带宽是基带信号带宽的2倍。（功率利用率太低，载频分量并不携带信息，因此引入双边带调制）
• 双边带调制（DSB），时域表达式为调制信号直接与载频相乘，频谱由上边带、下边带两部分组成，带宽同样是基带信号带宽的2倍。（上下边带携带的信息相同，因此引入单边带调制）
• 单边带调制（SSB），实现的方法有滤波法和相移法，滤波法的思想是将DSB信号通过一边带滤波器即可，相移法则是利用相移网络，对载波和调制信号进行适当的相移，在合成过程中将其中一个边带抵消而获得SSB信号。（由于SSB信号实现起来比较困难，因此引入残留边带调制）
• 残留边带调制（VSB），它没有完全抑制DSB信号中的一个边带，而是逐渐切割，使其残留一小部分。

说完了调制，下面就开始说解调，解调的方法分为相干解调和非相干解调。

• 相干解调，基本思想是接收端提供一个同频同相的相干载波，与接收的已调信号相乘后，经低通滤波器取出低频分量即可得到原始的基带调制信号。（注，此种方法实现起来较复杂）
• 非相干解调（包络检波），即将已调信号的包络取出来，但此种方法一般只适用于AM信号。

角度调制

可以直接参照下面这个表格，总结地很全面了。

调频波与调相波

对比调频与调相的表达式，易得出如下结论：

• 间接调相，先将调制信号微分，而后进行调频。
• 间接调频，先将调制信号积分，而后进行调相。

调频波的解调也有相干解调和非相干解调，相干解调只适用于NBFM，非相干解调对NBFM和WBFM均适用，但是非相干解调有一个需要注意的地方是，当信噪比比较小时，会出现门限效应，即输出信噪比急剧恶化的现象。

此外，为了进一步改善调频解调器的输出信噪比，针对鉴频器输出噪声谱呈抛物线形状这一特点，在调频系统中广泛采用了加重技术，即预加重和去加重。

• 预加重，在调制器前加入一个预加重网络，人为地提高调制信号的高频分量，抵消去加重网络的影响。
• 去加重，在解调器输出端接一个传输特性随频率增加而滚降的线性网络，将调制频率高频端的噪声衰减。

频分复用，这张图解释的很清楚：

频分复用

在写数字调制之前，有必要先来了解一下数字基带传输系统，这一部分大家可以参考我的笔记：

数字基带系统

数字基带系统2

数字基带系统3

数字带通传输系统

这里，我们分二进制数字调制和多进制数字调制来讨论。

二进制

写到这里时，我发现我的笔记记得挺详细的，嘿嘿~~

二进制数字调制

二进制数字调制2

多进制

多进制的我们了解即可，也分为多进制振幅键控，多进制频移键控，多进制相移键控，多进制差分相移键控，与二进制类似，只不过可选择的信号电平数目增加了。

最后，我们来讨论模拟信号的数字化，分为抽样、量化和编码。

抽样

抽样， 我们首先要遵循抽样定理，又分为低通模拟信号的抽样定理和带通模拟信号的抽样定理。抽样的方法分为自然抽样和平顶抽样，二者稍有不同，前者可直接用低通滤波器恢复原始信号，后者则需要加一个修正滤波器。

量化

量化

编码

脉冲编码调制PCM，这里我们一般采用折叠二进制码，因为其具有以下优点：

1. 折叠二进制码用最高位表示极性，双极性电压可以采用单极性编码方法处理，使得编码电路简化。
2. 误码对于小电压的影响较小。
   编码方法可以参考如下内容：
   
   A律13折线编码

暂时总结到这里，这里要提醒大家，以上只是一个知识的梳理，其实还远远不够。有些课程能考高分不代表你真正掌握了，我们最好要找一些课外书，从知识的源头学起~~