计算机通信中应用的调制解调与无线电通信,无线通信系统中的调制解调基础（一）：AM 和 FM .pdf...

无线通信系统中的调制解调基础(一)：AM 和 FM

无线通信系统中的调制解调基础(一)：AM 和 FM

作者： Ian Poole

Adrio Communications Ltd

第一部分解释了调幅(AM)和调频(FM)的基础，并阐述了优点和缺点。第二部分解析

了频移键控(PSK)和正交幅度调制(QAM)。第三部分讨论扩频通信技术，包括被广泛

应用的直接序列扩频通信(DSSS)，和正交频分复用(OFDM)

射频信号被用来传递信息，信息有可能是音频，数据或者其他格式，该信息被调制

(modulate)到载波信号上，并通过射频传送到接收器，在接收器端，信息从载波上分离

出来，这个被称为解调(demodulation)。而载波本身并不带有任何信息。

调制方法多种多样，简单的一般有幅度调制，频率调制和相位调制，尽管调频和调相本

质上是相同的。每种调制方法都有其有缺点。了解每种调制方法的基础是很重要的，尽

管大家更为关注的是移动通信系统的调制方法。复习这些简单技术可以让大家对它们的

优缺点有更好的认识。

载波

无线通信的基础是载波，基本的载波如图3-1所示，这个信号在发射器部分产生，并不

带有任何信息，在接收器部分也作为不变的信号出现。

载波信号

调幅

调制最显而易见的的方式就是调幅了，通过调整信号幅度大小传递信息。

最简单的调制是OOK(on–off keying，开关键控)，载波以开关的形式传递信息。这

个是数字调制的基础，并用在传递莫斯(Morse)电码上面，莫斯在早期的“无线”应

用上广为采用，通过开或关的长度传递码元。

在音频或其他领域应用更为常见的是，整个信号的幅度通过载波体现，如图3-2，这个

被称为幅度调制(AM)。

AM调制

AM解调音频信号的过程十分简单，只需要一个简单的二极管包络检波电路就可以实现，

如图3-3，在这个电路中二极管只允许无线信号的半波通过，一个电容被作为低通滤波

器来去除信号的高频部分，只留下音频信号。这个信号直接通过放大后输出至扬声器。

该解调电路十分简单和易于实现，在目前的AM收音机接收上面还在广泛采用。

一个简单的二极管检波电路

AM解调过程同样可以用更为有效的同步检波电路实现。如图3-4，射频信号被本地载波

振荡信号混频。该电路的优点是比二极管检波器有更好的线性度，而且对失真和干扰的

抵抗比较好。产生本振信号的方法很多，其中最简单的就是把接收到的无线信号通过高

通滤波器，从而滤掉调制信号保留精确频率和相位的载波，再与无线信号混频滤波就能

得到原始音频信号。

同步AM解调

AM具备实现简单的优势，不过并不是最有效的方式，在频谱利用率和功耗方面均是如此。

因此该方式在通信领域极少采用，一般只在VHF频段空中通信中采用。然而，AM在长、

中、短波广播领域采用较多，因为其低成本和简单性。

为了表明其低效率，我们需要看看AM操作的原理，当一个射频信号被一个音频信号调

制时，波形会改变，在全调制过程中，调制后信号幅度会从零升到最高，而幅度升高到

峰值时会达到载波信号幅度的两倍，这样很容易造成失真因为包络信号不能低于0。因

为这种方法调制深度最大