无线电通信为什么要进行调制


为了确保通信的高效传输,信号的频谱需要移至高频信道以克服远距离信号传输的问题,这个过程称为调制。这是一种信号加载技术,使信号能够发送到高频通道中。在数字通信中,有三种基本的调制方法——幅度调制、频率调制和相位调制,它们在英文中分别缩写为ASK、FSK和PSK。这些调制方式各有特色,为通信提供了多种可能。

具体来说,振幅移位键控(ASK)是一种基于振幅变化的调制技术。当数字调制信号的状态与二进制信息符号相对应时,这种信号就被称为二进制数字调制信号。ASK可以理解为,当数字信号为“1”时,开启相应的振幅载波;为“0”时,关闭载波。这就像是把原始信号的频谱搬到两个载波上。这种调制方式实际上是把信息通过载波的幅度来传输,而频率和相位则作为常数。在实际应用中,ASK的一个简单形式就是开关键控(OOK),它仅在发送“1”时发送载波信号,节能效果显著。由于ASK对于信噪比的要求较高,因此在低功率传输时面临挑战。它的发射和接收结构简单,仍具有显著优势。

OOK作为ASK的一个特例,当振幅为0或非零时,即可视为OOK。它使用单极性非返回零代码序列来控制正弦载波的开关。虽然OOK在现代卫星通信和数字微波通信中使用较少,但在光纤通信系统中仍然应用广泛。它的调制原理简单明了,为我们理解数字调制的基本理论提供了基础。在调制过程中,数字信号Vm(t)通过控制未调制的载波Acos(2πfct)的幅度来实现信号的传输。频移键控FSK也是一种重要的角度调制方式,它通过改变正弦振荡的频率来代表不同的信号状态。而GFSK则是FSK的一种改进形式,它通过高斯低通滤波器预调制信号,从而更有效地控制信号的频谱特性。GFSK调制可以分为直接调制和正交调制两种方法,它们各有特点并广泛应用于移动通信等领域。这些调制方式各具特色和应用场景,是通信领域中不可或缺的技术手段。