一、调制（Modulation）与解调（Demodulation）

1、相关概念

调制是指使一个信号（如光信号、高频电磁振荡等）的某些参数（振幅、频率和相位）按照另一个欲传输的信号的特点变化的过程。

解调是指调制的逆过程，作用是从已调信号中取出原来的调制信号。

载波：未受调制的周期性振荡信号

基带信号：要传递的原始电信号，又被称为调制信号

已调信号：调制波和载波叠加在一起后形成的就是已调信号

2、为什么要进行调制

信号在传输中会随着距离的增加而衰减，同时在传输过程中不可避免地受到噪声的影响，要想让信号传的远，只能找更高频率更大能量的信号，也就是我们所谓的载波，这样衰减的问题解决了，但是只有载波自己可以吗？当然不行呗，你要求传递的是信息，信息都在基带信号里，只有载波虽然传到了但是接收方没收到有用的信息也是不行。因此我们将基带信号的信息荷载到高频率高能量的载波信号形成已调信号就可以鱼和熊掌兼得啦。

3、调制与解调的过程（以双边带调幅信号DSB为例）

 

二、调制方法

（一）调幅

1、振幅调制（AM）

如上图所示，所谓幅度调制就是用调制信号（a）去控制载波信号（b）的振幅，最终得到的已调信号是一个包络形状为调制信号振幅的信号，这样调制信号的振幅信息就被调制到了载波信号上了

（1）单音调制 

（i）时域角度

 

（ii）频域角度

（iii）单音调制的功率 

 

 

（2）多音调制 

（i）时域角度

所谓多音调制不同的是基带信号不再是单一频率的正余弦信号，而是有多个频率的信号，但是根据傅里叶级数我们知道满足狄利克雷条件的周期函数都可以由正余弦信号组合而成，所以我们把基带信号的表达式写成一系列余弦信号求和的形式，计算与原理与单音信号同理。

（ii）频域角度 

2、双边带调幅信号调制（DSB） 

DSB调制就是不考虑AM中的直流分量A0，最简单粗暴地直接将载波信号和基带信号相乘，所以在调制信号负半周，已调高频信号与原载波反向，这时严格地说其实DSB信号已经不是单纯的调幅信号，而是既调幅又调相的信号。

 在解调时需要用到同步检波

由于DSB信号不含载波，它的全部功率为边带所占有，所以发送的全部功率都载有信息，功率利用率高于AM。但是因为两个边带所含信息完全相同，频谱利用率低。

3、单边带调幅信号调制（SSB）

SSB就是由DSB中取出任意一个边带成分。

 

SSB调制方式在传送信息时，不但功率利用率高，而且它所占用的频带Bssb≈Fm，比AM和DSB减少了一半，频带利用充分，目前已成为短波通信中重要的调制方式。 

4、正交振幅调制(QAM）

 

（二）调频

1、时域分析

同理，顾名思义调频即载波的振幅不变，载波的瞬时频率与调制信号uΩ(t)呈线性关系。

通过观察上述w(t)的式子可知，调制信号的幅度UΩ和kf越大，调频信号的调频范围越大，即最大角频偏Δωm↑。而最大角频偏反映了瞬时频率摆动的幅度，与调制信号的频率Ω无关。

类比调幅度ma我们给出调频指数mf的定义：

可知调制信号的幅度UΩ越大，Δωm越大，mf越大

调制信号的频率Ω越大，mf越小，通常mf>>1。

2、频域分析