移动计算中的调制

调制是将信号与正弦波混合以产生新形式信号的过程。新生成的信号比未调制的信号具有某些优势。低频信号与高频载波信号的混合称为调制。

换句话说，您可以说“调制是将一种形式的信号转换为另一种形式信号的过程。” 例如，模拟信号到数字信号或数字信号到模拟信号。

调制也称为信号调制。

示例：让我们通过一个简单的例子来理解信号调制的概念。假设有一个模拟传输介质可用于传输信号，但您有一个需要通过此模拟介质传输的数字信号。因此，要完成此任务，您需要将数字信号转换为模拟信号。这种将信号从一种形式转换为另一种形式的过程称为调制。

调制的需求/为什么要使用调制？

基带或低频信号不是足够强大且兼容的信号，可以直接传输。为了使这些信号传输更远的距离，我们必须通过用高频载波进行调制来增加它们的强度。这个过程不会影响调制信号的参数。

调制用于增强要长距离传输的携带消息的信号强度，并建立可靠的通信。高频信号可以传播到更远的距离而不会受到外部干扰的影响。在调制中，这些高频信号用作传输消息信号的载波信号。这个过程称为调制。在调制中，载波信号的参数根据调制信号的瞬时值进行更改。

调制的另一个原因是允许使用更小的天线，因为我们知道低频信号需要一个巨大的天线。为了高效，天线需要大约是信号波长长度的 1/10。调制将低频信号转换为高得多的频率信号，该信号具有更小的波长，并允许使用更小的天线。

调制的好处

以下是在通信系统中实现调制的某些好处列表

• 通过实施调制，天线尺寸减小。在调制技术出现之前，用于传输的天线必须非常大。通信范围受到限制，因为波在未调制的情况下无法传播到远处。
• 通信范围已扩大。
• 接收质量得到极大改善。
• 允许接收器调整到带宽。
• 信号发生多路复用。
• 没有信号混合。

调制类型

主要调制可分为两类

• 数字调制
• 模拟调制

数字调制

数字调制是一种将数字信号/数据转换为模拟信号的技术。例如，基带信号。

数字调制可进一步分为四种类型

• 幅度键控（ASK）调制
• 最小移频键控（MSK）调制
• 频移键控（FSK）调制
• 相移键控（PSK）调制

幅度键控（ASK）调制

• 顾名思义，在幅度键控或 ASKS 调制中，幅度用“1”表示，如果幅度不存在，则用“0”表示。
• 使用幅度键控调制非常简单，并且只需要非常低的带宽。
• 幅度键控调制容易受到干扰或推断。

最小移频键控（MSK）调制

• 最小移频键控或 MSK 调制是最有效的调制技术，几乎可以用于所有比特流。它比幅度键控、频移键控和相移键控更容易和更有效。
• MSK 主要因其处理二进制比特的“一（1）”和“零（0）”转换的能力和灵活性而被使用。

频移键控（FSK）调制

• 在频移键控或 FSK 调制中，使用不同的符号 f1 和 f2 来表示不同的频率。
• 这里，f1 用于表示比特“1”，f2 表示比特“0”。
• 它也是一种简单的调制技术，但对不同比特使用不同频率，带宽要求变高。

相移键控（PSK）调制

• 在相移键控或 PSK 调制中，相位差用于区分“1”和“0”比特。
• 如果比特是“1”，则绘制一个简单的波形，如果比特变为“0”，则波形的相位会偏移“180 或 π”。
• PSK 调制比 ASK 和 FSK 调制更复杂，但它也很健壮。

移动计算中的模拟调制

模拟调制是将模拟低频基带信号（如音频或电视信号）传输到更高频率的载波信号（如射频）的过程。在此调制中，基带信号始终是模拟的。

换句话说，您可以说“模拟调制是一种用于将模拟数据信号传输到数字信号的技术。”

模拟调制的示例是宽带信号。

模拟调制中载波信号有三个属性，即幅度、频率和相位。因此，模拟调制可进一步分为

• 调幅（AM）
• 频率调制 (FM)
• 相位调制 (PM)

数字调制与模拟调制之间的区别

数字调制和模拟调制都用于将信号从一种形式转换为另一种形式，但区别在于模拟调制的信号被解调为模拟基带波形。另一方面，在数字调制中，数字调制的信号包含离散的调制单元（称为符号），这些符号被解释为数字数据。

调幅

调幅或 AM 是一种用于电子通信的调制技术。它最常用于通过无线电载波传输消息。它根据消息信号的瞬时幅度来改变载波信号或波形的瞬时幅度。

如果我们用 **m(t)** 表示消息信号，用 **c(t)= Acosw_ct**，那么 **调幅信号 F(t)** 将写为

调幅的历史

调幅是在无线电广播中传输音频的最早的调制技术。它是在 20 世纪初开发的，并且基于 **Roberto Landell De Moura** 和 **Reginald Fessenden** 于 1900 年提出的无线电话实验。

调幅的好处

• 调幅易于实现。它是最简单的调制类型。
• 在调幅中，我们可以使用少量组件和电路轻松进行解调。
• 发射器和接收器的硬件设计都非常简单，因此它具有成本效益。
• 调幅接收器非常便宜。

调幅的缺点

• 调幅不是一种非常省电的技术。
• 调幅需要非常高的带宽，这相当于最高音频频率的带宽。
• 调幅极易受到噪声影响。您可以轻松注意到噪声。

调幅的用途

调幅用于 AM 无线电通信。AM 无线电广播是调幅的一个例子。

调频

调频或 FM 是通过改变波的瞬时频率来编码载波波中信息的过程。它根据消息信号的瞬时幅度来改变载波信号的瞬时频率。

如果我们用 **m(t)** 表示消息信号，用 **c(t)= Acosw_ct**，那么 **调频信号 F(t)** 将写为

调频的好处

• 调频广泛用于 FM 无线电广播。
• 它还用于遥测、声音合成、地震勘探、雷达、通过脑电图监测新生儿癫痫、双向无线电系统、磁带录制系统和一些视频传输系统。
• 在无线电传输中使用调频的主要优点是其较大的信噪比。这就是为什么它比等功率的调幅（AM）信号更能抵抗射频干扰。这是大多数音乐电台选择通过 FM 广播的主要原因。
• 在 FM 中，调制和解调不会受到频道噪声的影响。

调频的缺点

• FM 的调制和解调电路比 AM 复杂。

调频的用途

调频的主要例子是 FM 无线电广播。

相位调制（PM）

相位调制或 PM 是一种根据消息信号的瞬时幅度来改变载波信号瞬时相位的技术。它将消息信号编码为载波信号瞬时相位中发生的变化。

如果我们用 **m(t)** 表示消息信号，用 **c(t)= Acosw_ct**，那么 **调相信号 F(t)** 将写为

相位调制的优点

• 相位调制主要用于传输无线电波。它还用于许多数字传输编码方案和技术，如 Wi-Fi、GSM 和卫星电视。
• 在 PM 中，调制和解调不会受到频道噪声的影响。

相位调制的缺点

• PM 调制和解调比 AM 和 FM 涉及更复杂的电路。

相位调制的用途

相位调制主要用于 Wi-Fi、GSM 和卫星电视。