为什么要进行调制？常见的线性调制方式有哪些？

为什么要进行调制？一般的原始电信号具有低通的特性（即低于截止频率的信号通过，高于截止频率的信号不能通过），而大多数信道具有带通特性（即能通过某一频率范围内的频率分量、但将其他范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器）。即信号与信道特性不匹配。

（1）调制的定义

调制：把消息信号搭载到载波的某个参数上

载波：某种高频周期性震荡信号，如正弦波。受调载波称为已调信号，含有消息信号特征。解调：调制的逆过程，从已调信号中恢复消息信号

（2）调制目的

进行频谱搬移，匹配信道特性，减小天线尺寸;实现多路复用，提高信道利用率;

改善系统性能（有效性、可靠性）;实现频率分配

（3）调制过程所涉及的三种信号

常见的线性调制方式有哪些？

常见的线性调制方式包括以下几种：

1. 调幅调制（Amplitude Modulation，AM）：调幅调制是一种将原始信号的幅度变化映射到载波信号的调制方法。调幅调制产生的调制信号是载波信号的幅度根据原始信号的变化而变化。调幅调制的典型应用包括广播AM无线电、小波调制和生物传感器等。

2. 调频调制（Frequency Modulation，FM）：调频调制是一种将原始信号的频率变化映射到载波信号的调制方法。调频调制产生的调制信号是载波信号的频率根据原始信号的变化而变化。调频调制的典型应用包括广播FM无线电、卫星通信、无线媒体传输等。

3. 相移键控（Phase Shift Keying，PSK）：相移键控是一种将原始信号的相位变化映射到载波信号的调制方法。相移键控通过改变载波信号相位的离散值来表示不同的原始信号。常见的PSK调制方式包括二进制相移键控（BPSK）、四进制相移键控（QPSK）、八进制相移键控（8PSK）等。相移键控广泛应用于数字通信、无线局域网（WiFi）、卫星通信等领域。

4. 正交振幅调制（Quadrature Amplitude Modulation，QAM）：正交振幅调制是一种将原始信号的幅度和相位同时变化映射到载波信号的调制方法。通过将不同的幅度和相位组合起来，QAM调制可以编码多个比特信息。常见的QAM调制方式包括16QAM、64QAM、256QAM等。QAM调制在现代的数字通信系统中广泛应用，例如有线和无线通信、数字电视等。

什么是线性调制和非线性调制

线性调制和非线性调制是在通信系统中用于将原始信号转换为调制信号的两种不同方法。

1. 线性调制（Linear Modulation）：线性调制是一种基于线性关系的调制方法，其中原始信号的幅度、频率或相位与载波信号的特性进行线性叠加。在线性调制中，原始信号的变化影响调制信号的线性特性，调制后的信号频谱中仅包含原始信号的频谱分量以及载波信号的频谱分量。线性调制常用的方法包括调幅调制（AM）、调频调制（FM）、相移键控（PSK）等。线性调制的优点包括信号传输可靠性高、抗干扰能力强，但带宽利用率较低。

2. 非线性调制（Nonlinear Modulation）：非线性调制是一种基于非线性关系的调制方法，其中原始信号与载波信号的特性之间存在非线性映射关系。在非线性调制中，原始信号的变化不仅影响调制信号的频谱，还会影响到调制信号的幅度和相位。非线性调制常用的方法包括振幅调制（AM-AM）和相位调制（AM-PM）非线性调制，例如，QAM（Quadrature Amplitude Modulation）和VSB（Vestigial Sideband Modulation）。非线性调制的优点包括高带宽利用率，但对系统设计和抗干扰能力要求较高。

选择线性调制还是非线性调制方法取决于具体的通信系统要求、应用场景和系统设计的目标。线性调制通常用于需要高可靠性和抗干扰性能的通信系统，而非线性调制通常用于高速数据传输和带宽利用率要求高的通信系统。在实际应用中，根据信号特性、传输距离、传输环境和系统性能要求等因素进行选择和优化。

审核编辑：黄飞