数字调制

用载波信号的某些离散状态表征所传送的信息

数字调制是现代通信的重要方法，它与模拟调制相比有许多优点。数字调制具有更好的抗干扰性能，更强的抗信道损耗，以及更好的安全性；数字传输系统中可以使用差错控制技术，支持复杂信号条件和处理技术，如信源编码、加密技术以及均衡等。

定义

用载波信号的某些离散状态来表征所传送的信息。

模拟图像信号经数字化以后就形成PCM信号，也可称作数字基带信号。数字基带信号可以直接在短距离内进行传输，如要进行长距离传输，必须将PCM信号进行数字调制(通常是采用连续波作为载波)，然后再将经调制后的信号送到信道上去传输。这种数字调制称为连续波数字调制，其目标是实现，在有限的信道条件下，尽量提高频谱资源的利用率，即在单位频道(赫兹)内有效地传输更多的比特信息。

调制概念

一般情况下，信道不能直接传输由信源产生的原始信号，信源产生的信号需要变换成适合信号，才能在信道中进行传输。将信源产生的信号变换成适合于信道传输的信号的过程就称为调制。

所谓调制是指利用要传输的原始信号S(t)去控制高频谐波或周期性脉冲信号的某个或几个参量，使高频谐波或周期性脉冲信号中的某个或几个参量随S(t)的变化而变化。

要传输的原始信号称为调制信号或基带信号，用S(t)表示；被调制的高频谐波或周期性的脉冲信号起着运载原始信号的作用，因此称为载波，用C(t)表示；调制后的信号所得到的其参量随S(t)线性变化的信号则称为已调信号，用表示。

调制信号两种，模拟信号和数字信号。用模拟信号控制载波参量的变化，这种调制方式称为模拟调制；用数据信号控制载波信号的参量变化，这种调制方式称为数字调制。

主要的数字调制方式包括比较传统的幅移键控(ASK)和多电平正交调幅(mQAM)，频移键控(FSK)，相移键控(PSK)和多相相移键控(mPSK)。也包括近期发展起来的网格编码调制(TCM)、残留边带调制(VSB：vestigialsideband)、正交频分复用调制(OFDM：orthogonalfrequencydivisionmultiplexing)等方法。本节以下部分将主要讨论图像通信中用得较多的mPSK，mQAM、TCM、VSB和OFDM等方法。

在具体讨论这些调制方法之前，我们首先来定义和讨论高频带通信号，因为几乎所有的数字调制信号在频率域都可视为一种高频带通信号，因此我们可以用高频带通信号的复数表示法来分析数字调制信号。

高频简谐波，它由三个参量决定：振幅A，角频率以及初相位。根据调制信号控制的载波信号参量的不同，有三种基本的调制方式。调制信号控制载波信号的振幅A的变化，称为调幅或幅移键控；调制信号控制载波信号的角频率的变化，称为调频或频移键控；调制信号控制载波信号的初相位的变化，称为调相或相移键控。

按所用的载波信号来分类，调制可以分为两大类：连续波调制和脉冲调制。连续波调制用高频简谐波作载波，脉冲调制用周期性脉冲信号作载波。

在无线通信中，由于信道情况十分复杂，并且频率资源有限，要求已调信号的频带窄、抗干扰能力强，因此，出现了很多新的调制技术，如高斯滤波最小频移键控(GMSK)、平滑调频(TFM)、四电平调频(4-level FM)、锁相环四相键控(PLL-QPSK)等，均可以在25kHz的信道间隔内传送16kbit/s的数字信号，可用于移动通信的数字话音传输，其中GMSK已经在欧洲的蜂窝移动通信系统中得到了广泛的应用。

随着理论和技术的发展，调制技术得到了很大发展。通信技术从原来的模拟通信发展到数字通信；从主要以话音通信为主体的有线通信发展到现今的有线、无线并举的多种业务并重的综合业务通信。调制技术作为信息传输的基础理论，在电信技术发展过程中起着十分重要的作用。

分类

数字调制可以分为线性调制和非线性调制两大类。在线性调制技术中，传输信号的幅度随调制信号的变化而线性地变化。线性调制技术有较高的带宽效率，所以非常适用于在有限频带内要求容纳更多用户的无线通信系统。

方法

常见的数字调制方法如：

ASK ——幅移键控调制，把二进制符号0和1分别用不同的幅度来表示。

FSK ——频移键控调制，即用不同的频率来表示不同的符号。如2KHz表示0，3KHz表示1。

PSK——相移键控调制，通过二进制符号0和1来判断信号前后相位。如1时用π相位，0时用0相位。

GFSK——高斯频移键控，在调制之前通过一个高斯低通滤波器来限制信号的频谱宽度。

GMSK —— 高斯滤波最小频移键控，GSM系统所用调制技术。

QAM——正交幅度调制。

DPSK——差分相移键控调制。