2.5 调制(Modulation)方式
什么是调制方式
调制方式就是将信源信息(要传输的信息)加载到载波波形上,通过改变载波的某些特性来代表这些信息。通常,传统模拟信号有三种最基本的调制方式:改变幅度的叫调幅(AM),改变频率的叫调频(FM),改变相位的叫相位调制或调相(PM)。对应到数字信号的调制方式中,也有三种最基本的调制方式,分别为移幅键控(ASK)、移频键控(FSK)和移相键控(PSK)。比如,GSM采用移频键控调制方式中的高斯最小频移键控(Gaussian Filtered Minimum Shift Keying,GMSK),Wi-Fi和3G都采用移相键控调制方式中的正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keying,QPSK)。更详细的讲解参见本书3.2节无线射频系统架构。
示例
可以把信源信息看成要运输的货物,把载波信号看成运货的车,调制的过程就是把货物装到车上,便于更加高效、准确地运输到目的地,如图2-4所示。
图2-4 调制过程——将“货物”装到“车上”
调制的目的是什么
一是有效地利用频率。一般要传输的原始信息都属于低频信号;这些信号频率都拥挤在一定的频率范围内,如果不经调制直接发出去,就会导致信号相互干扰。这样就会造成低频信号范围内只能存在一定数量的无线传输,严重降低了频率资源的利用效率。把这些低频信号调制到高频载波上,就避免了在低频段的干扰和拥挤。
二是更适合信道传输。未经调制的信号一般是基带信号,并不适合无线通信的传输环境。由于无线传输环境恶劣(干扰)、复杂多变(衰落和多径传输),未经调制的基带信号不能适应这种环境,而调制后的信号能够适应这种环境下的传输。
三是承载更多的传输信息。现在的无线通信几乎都是数字通信,基带模拟信号通常要进行模拟到数字的转换,即A/D转换,而转换后的数字信号必须调制到模拟载波上才能高效传输。为了在同一载波上传输更多的信息,就需要更高级的调制技术,于是就发展出各种类型的调制方式。
调制方式有哪些
具体的调制原理讲解起来篇幅比较长,而且需要理论推导,本书以工程实战为原则,所以对调制原理不进行介绍,有兴趣的读者可以自己查找相关资料学习。下面罗列一些常见的无线通信系统的调制方式,以备在后续学习和工作中使用。