《通信原理》學習筆記No.49：什么是調(diào)制，什么是解調(diào)？

閏木 2024-09-15 發(fā)布于四川

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一、為什么需要調(diào)制？

通信是為了實現(xiàn)“信息”的傳輸，被傳輸?shù)摹靶畔ⅰ笔且浴靶盘枴钡男问浇?jīng)過“信道”傳輸?shù)浇邮斩说摹?/span>

通常，被傳輸信號的頻率都比較低，故經(jīng)常稱被傳輸?shù)男盘枮榛鶐盘?。比如我們能夠聽到的語音信號，其實頻率大概在20Hz~20KHz之間。

而許多通信信道只允許某些特定頻率范圍內(nèi)的信號通過，比如某信道可能只允許3GHz左右的信號通過。

那么，顯然，頻率范圍在20Hz~20kHz的語音信號，根本就不可能在只允許3GHz左右的信道上傳輸。

但又必須把這段語音信號傳送出去，該怎么辦呢? 就需要把這個低頻率的語言信號變成一個3GHz左右的高頻信號。問題是怎么將低頻變成高頻呢？方法就是將這個低頻信號A加載到另一個3GHz左右的高頻信號B上，變成一個新的高頻信號C，使得新的高頻信號C的頻率范圍滿足信道的要求，保證C能夠在信道中傳輸。其中，這個新的高頻信號C一定是包含了原低頻信號A所要傳輸?shù)男畔ⅲ@個所要傳輸?shù)男畔⑼ㄟ^C的幅度、頻率或者相位來體現(xiàn)，另外被加載的高頻信號B則不能含有任何能夠干擾信號A的信息。

那么這種把低頻信號A加載到高頻信號B形成新的高頻信號C的過程，就稱為調(diào)制。

反過來，從高頻信號C中恢復出來信號A的過程，就稱為解調(diào)。

A就稱為基帶信號，B稱為載波信號，C稱為頻帶信號。

載波信號一般用正弦信號cosω_ct表示，正弦信號本身不含有任何信息量，不會對被傳輸?shù)男畔砣魏胃蓴_。

舉例：

比如中秋節(jié)想要將月餅送給自己遠方的親人，月餅本身不會自己跑到遠方親人手里，所以需要通過快遞快遞公司送過去。

那么，月餅就是信息，裝有月餅的快遞包裹就是信號，快遞包裹自己不能跑到遠方（速度很慢），需要通過快遞車（速度很快）在公路上送到親人手里，這里的快遞車其實就是載波，而公路則是信道。

所以，被傳輸信號的頻率與信道的頻率要求不一致，是進行調(diào)制的重要原因。

另外，經(jīng)濟成本、可實現(xiàn)的難度等問題也是進行調(diào)制的原因之一。

還是以上述的語音信號為例。

假如以無線通信的方式傳輸該頻率為10KHz的語音信號，如果不進行調(diào)制，那么發(fā)送天線的尺寸應(yīng)該是被發(fā)送信號波長的十分之一甚至四分之一。

進行一下計算，該語音信號的波長為：