二进制数字调制的初步研究

摘要：通信信号调制就是为了在获得一段加密的信号，并通过解调的方法将信号解调出来，从而得到真正的有用的信息为了充分利用信道容量，满足用户的不同需求，通信信号采用了不同的调制方式。随着科学技术的不断发展，已经有多种数字调制方法产生。通信信号的体制和解调样式也变得复杂多样，保密性越来越好，同时也使得调制识别变得越来越困难

关键词：通信信号;数字调制;数字解调

0.引言

通信信号的调制识别是介于能量检测和信号借条之间的过程，其目的是在未知调制信息的前提下，正确判断通信信号的调制类型。随着信号环境的日益复杂化、对信号调制类型的有效识别显得尤为重要。通信信号的调至识别是通信对抗、软件无线电、非授权无线接入、频率管理领域的重要研究课题[3]。

因此，在诸多调制识别方法中，对调制先验信息依赖少、受信号调制参数影响小、运算复杂度低的特征参数和功率谱特征的识别方法。调制信号的循环相关特征具有很强的识别能力，反及时采用复杂度很低的SSCA估算法，循环谱估计需要完成的运算量也要远远大于相同频率分辨率的功率谱估计，这大大验证了这一类调制识别方法的应用。

1.数字调制的分类、比较

1.1 数字调制的分类

数字调制可以分为一下几类：2ASK 二进制振幅键控、2FSK 二进制频移键控、2PSK 二进制相移键控、2DPSK 二进制差分相移键控、PSD二进制数字已调信号的功率谱。不同的调制方式有不同的定义和特点，为了更好的区分各种调制方式，我们需要将每种调制方式的特点都写出来：对于2ASK 二进制振幅键控，它的调制信号为二进制数字信号时， 对载波信号的振幅进行调制， 这种调制称为振幅键控调制即ASK。在2ASK调制中， 载波的幅度只有两种变化状态， 即利用数字信息“0”或“1”的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波， 使载波不连贯的输出[1]。对于2FSK 二进制频移键控，它由两种不同载波的2ASK的叠加。其特点为转换速度快、电路简单、波形好、频率稳定度高。SFK可以应用在衰落信道的场合，例如短波无线通信等。而对于2PSK 二进制相移键控来说，它是利用载波的相位变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。

为了保证2PSK的优点，同时又不会产生误码，我们把2PSK体制改进为二进制差分相移键控（2DPSK），即相对相移键控。利用前后相邻码元的相对相位值去表示数字信息的一种方式。规定：Φ=0表示0码，Φ=π表示1码。则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如2PSK信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的，在接收端只能采用相干解调。最后们对于PSD二进制数字已调信号的功率谱来说，DSP具有体积小、运算速度快、精度高、逻辑控制能力强、抗干扰能力强、外围接口丰富、可编程等优点[2]。

各种二进制可以采用不同的他解调方法。解调是指从携带消息的已调信号中恢复消息的过程。在各种信息传输或处理系统中，发送端用所欲传送的消息对载波进行调制，产生携带这一消息的信号[4]。接收端必须恢复所传送的消息才能加以利用例用。解调是调制的逆过程。调制方式不同，解调方法也不一样。与调制的分类相对应，解调可分为正弦波解调（有时也称为连续波解调）和脉冲波解调。正弦波解调还可再分为幅度解调、频率解调和相位解调，此外还有一些变种如单边带信号解调、残留边带信号解调等。同样，脉冲波解调也可分为脉冲幅度解调、脉冲相位解调、脉冲宽度解调和脈冲编码解调等。对于多重调制需要配以多重解调。

解调过程大体上包含两个主要环节：首先把位于载波附近携带有用信息的频谱搬移到基带中，然后用相应的滤波器滤出基带信号，完成解调任务。脉冲调制信号的解调比较简单。例如脉幅调制和脉宽调制信号都含有很大的调制信号分量，可以用低通滤波器直接从脉冲已调波中将它们滤出，实现解调;有的脉冲已调波（如脉位调制、脉码调制等）中的调制信号分量较小，通常先把它们变为脉幅或脉宽调制信号，再用滤波器把有用信号滤出。正弦波已调信号中不包含调制信号分量。解调时应先进行频率变换，把蕴含在边带中的有用信号频谱搬移到适当的频带之内，再用滤波器或适当器件，把有用信号检出。

1.2数字信号的应用

现如今，信号调制广泛地应用于民用与军事领域。

在民用领域，主要应用于为无线频谱管理进行信号身份确认以及干扰确认等方面。无线电管理部门为了防止不法分子对无线频谱的非法利用和干扰，需要对通信频谱进行监视和管理，以保证合法通信的正常进行。在频谱监视设备中采用调制识别技术，能帮助管理人员区分不同性质的用户，确定未知干扰信号的性质。

在军事领域，主要应用于电子战和军用软件无线电技术中。在电子战通信情报截获接收机的设计中，获得接收的通信信号的调制方式，为解调器选择解调算法提供参考依据，有助于电子战中最佳干扰样式或干扰抵消算法的选择，以保证友方通信，同时破坏和抑制敌方通信，实现通信对抗的目的。

2.结束语

本文总结了前人的经验和发现，利用各种调制方法的特点和他们性能的比较得出结论：不同的调制方法有着不同的特点和使用场合，随着科学技术的发展，调制方法已经变得越来越复杂，同时，保密性也越来越好。现如今，我们已经进入数字时代，数字调制和我们的生活息息相关，虽然不需要深入了解数字调制和解调的具体方法和原理，但是仍需要了解它们的特性。这样，我们才可以更好的跟紧时代的步伐，不做科技的“文盲”。

参考文献：

[1] 周春梅.2ASK调制解调系统设计与研究[J].电子技术与软件工程，2014（20）：46.

[2] 张玲玲，马金辉.DSP技术在雷达信号处理中的运用[J/OL].电子技术与软件工程，2019（12）：87[2019-07-01].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/10.1108.TP.20190627.1730.120.html.

[3] 赵雄文，郭春霞，李景春.基于高阶累积量和循环谱的信号调制方式混合识别算法[J].电子与信息学报，2016，38（03）：674-680.

[4] 吴月娴，葛临东，许志勇.常用数字调制信号识别的一种新方法[J].电子学报，2007（04）：782-785.

作者简介：

王隽（1996-），女，汉族，山西阳泉人，本科在读，河南理工大学电气工程与自动化学院电气工程及其自动化（中外合办）专业在读学生。

（作者单位：河南理工大学 电气工程与自动化学院）