第1章 概述

1.1 载波通信和无线通信的发展

1.1.1 通信与电磁波

1.1.2 电磁波的发现与无线通信

1.1.3 电报信号的多路化

1.1.4 无线通信的发展历程

1.2 PCM的基础

1.2.1 PCM信号通信

1.2.2 模拟信号的编码

1.2.3 噪声与误码

1.2.4 频谱与采样原理

1.2.5 主要基本信号的傅里叶变换

1.2.6 带宽

练习题

第2章 振幅调制方式

2.1 调制原理

2.2 信号空间

2.2.1 载波信号的表示

2.2.2 ASK方式的信号空间图

2.3 谱宽

2.4 调制电路

2.5 解调原理

2.5.1 包络检波解调

2.5.2 同步检波解调

2.6 误码率的特性

2.6.1 通信质量的概念

2.6.2 检波输出的概率密度分布

2.6.3 误码率特性

练习题

第3章 二相调制方式

3.1 调制原理

3.2 信号谱宽

3.3 调制电路

3.3.1 反射式2.ASK调制电路和通过式2-ASK调制电路

3.3.2 环形调制器

3.4 解调方法(1)--同步检波方式

3.4.1 载波再生方法

3.4.2 同步检波解调

3.5 解调方式(2)--延迟检波方式

3.6 误码率特性

3.6.1 同步检波方式

3.6.2 延迟检波方式

练习题

第4章 四相调制方式

4.1 调制原理

4.2 信号空间图

4.3 谱宽

4.4 调制电路

4.4.1 级联型

4.4.2 并联型

4.5 解调方法(1)--同步检波方式

4.5.1 级联型

4.5.2 并联型

4.6 解调方法(2)--延迟检波方式

4.6.1 延迟检波方式解调的基本电路构成

4.6.2 延迟检波方式解调的原理

4.6.3 正确信息信号的解调方法

4.7 误码率特性

4.7.1 同步检波方式解调中的误码率特性

4.7.2 延迟检波方式解调中的误码率特性

练习题

第5章 频率变化的利用

5.1 FM和FSK

5.2 调制原理

5.3 信号空间与谱宽

5.4 解调方法

5.4.1 频率检测--频率检波

5.4.2 相位差检测--延迟检波

5.4.3 相位检测--同步检波

5.5 MSK方式

5.6 GMSK方式

5.7 波形窗产生的MSK信号

5.7.1 QPSK和OQPSK

5.7.2 频带限制时的QPSK和OQPSK的同步检波眼图

5.7.3 MSK信号的频谱

练习题

第6章 多值调制方式

6.1 八相调制方式--8-PSK

6.1.1 信号空间图与信号间的距离

6.1.2 利用自然二进制的8.PSK调制与解调

6.1.3 利用格雷编码的8.PSK调制电路

6.1.4 对格雷编码8-PSK方式的解调电路

6.1.5 8-PSK传输时同步检波方式解调中的误码率特性

6.2 十六相调制方式--16-PSK

6.3 振幅相位调制方式(APSK/QAM方式)

6.3.1 基本传输信号的产生方法--正交振幅的调制与合成

6.3.2 产生16值APSK(16值QAM)信号的其他方法--叠加调制方式

6.3.3 16值APSK(16值QAM)方式的传输特性

6.3.4 理想的APSK信号

练习题

第7章 数字调制解调的实际应用

7.1 传真通信中的传输

7.2 数字微波传输方式

7.2.1 ISDN和数字微波

7.2.2 在数字电路中产生中频信号的技术

7.3 移动通信

7.3.1 移动通信的外部条件

7.3.2 移动通信中使用的调制解调方式

7.3.3 ISDN的一部分--SS-CDMA

7.4 OFDM调制解调方式

7.4.1 多重载波调制的概念

7.4.2 OFDM收发信号

7.4.3 OFDM传输方式的基本构成

7.4.4 传输信号的频谱

附录

参考文献

练习题解答

出版社: 科学出版社; 第1版 (2002年6月1日)

丛书名: 21世纪电子电气工程师系列

平装: 197页

正文语种: 简体中文

开本: 16

ISBN: 7030102657

条形码: 9787030102652

尺寸: 20.8 x 14.6 x 1.4 cm

重量: 259 g

数字调制设备将数字复接设备来的数字信号转换成适合于频带传输的键控信号，数字解调设备将经过信道传输后产生了失真并混杂有噪声的已调信号进行处理，并根据门限和大数定理对码元或码组进行判决，从而恢复出原来的数字信号。

4.1 构成

以16QAM调制解调设备为例加以说明，它由发信数字处理、调制、解调和收信数字处理等单元组成。发信数字处理单元由线路均衡、码型变换、串-并行变换、帧复接和扰码等电路组成，它将由数字复接设备来的串行二进制信息序列变换为并行十六进制，同时分解为调制器所需要的各信息序列，调制单元由差分编码、四电平形成、载波发生、滚降滤液和相幅复合调制器电路组成，输出适合于频带传输的16QAM信号，解调单元由载波恢复、位同步提取、解调和差分译码等电路组成，它将16QAM 信号转换为基带信号，收信数字处理单元完成发倍数字处理单元的逆过程，由帧同步、去扰码、帧分接，并-串行变换和码型变换电路组成。

4.2 接口要求

根据CCITT有关建议和我自标准，确定不同传输容量系列的接口要求，主要有码型、波形、阻抗和容许相位抖动等相应规定。

4.3 指标

主要指标有:

①误比特率特性，表示归一化信噪比利误比将率的关系，是衡量数字调制解调设备性能的级重要的指标，它用某误比将率下所需的信噪比与其理论值的经值来表示;

②特征曲线，衡量设备抗选择性衰落能力的重要指标，用特征曲线的面积来表示。解调器捕捉带宽和同步带宽，位同步的同步带宽和相位抖动也是重要指标。

Modem，其实是Modulator（调制器）与Demodulator（解调器）的简称，中文称为调制解调器（港台称之为数据机）。根据Modem的谐音，亲昵地称之为“猫”。

所谓调制，就是把数字信号转换成电话线上传输的模拟信号；解调，即把模拟信号转换成数字信号。合称调制解调器。

调制解调器的英文是MODEM，它的作用是模拟信号和数字信号的“翻译员”。电子信号分两种，一种是"模拟信号"，一种是"数字信号"。我们使用的电话线路传输的是模拟信号，而PC机之间传输的是数字信号。所以当你想通过电话线把自己的电脑连入Internet时，就必须使用调制解调器来"翻译"两种不同的信号。连入Internet后，当PC机向Internet发送信息时，由于电话线传输的是模拟信号，所以必须要用调制解调器来把数字信号"翻译"成模拟信号，才能传送到Internet上，这个过程叫做"调制"。当PC机从Internet获取信息时，由于通过电话线从Internet传来的信息都是模拟信号，所以PC机想要看懂它们，还必须借助调制解调器这个“翻译”，这个过程叫作“解调”。总的来说就称为“调制解调”。

Modem最初只是用于数据传输。然而，随着用户需求的不断增长以及厂商之间的激烈竞争，目前市场上越来越多的出现了一些“二合一”、“三合一”的Modem。这些Modem除了可以进行数据传输以外，还具有传真和语音传输功能。

1.传真模式（Fax Modem）

通过Modem进行传真，除省下一台专用传真的费用外，好处还有很多：可以直接把计算机内的文件传真到对方的计算机或传真机，而无需先把文件打印出来；可以对接收到的传真方便地进行保存或编辑；可以克服普通传真机由于使用热敏纸而造成字迹逐渐消退的问题；由于Modem使用了纠错的技术，传真质量比普通传真机要好，尤其是对于图形的传真更是如此。目前的Fax Modem大多遵循V.29和V.17传真协议。其中V.29支持9600bps传真速率，而V.17则可支持14400bps的传真速率。

2.语音模式（Voice Modem）

语音模式主要提供了电话录音留言和全双工免提通话功能，真正使电话与电脑融为一体。这里，主要是一种新的语音传输模式—DSVD（Digital Simultaneous Voice and Data）。DSVD是由Hayes、Rockwell、 U.s.Robotics、Intel等公司在1995年提出的一项语音传输标准，是现有的V.42纠错协议的扩充。DSVD通过采用Digi Talk的数字式语音与数据同传技术，使Modem可以在普通电话线上一边进行数据传输一边进行通话。

DSVD Modem保留了8K的带宽（也有的Modem保留8.5K的带宽）用于语音传送，其余的带宽则用于数据传输。语音在传输前会先进行压缩，然后与需要传送的数据综合在一起，通过电话载波传送到对方用户。在接收端，Modem先把语音与数据分离开来，再把语音信号进行解压和数/模转换，从而实现的数据/语音的同传。DSVD Modem在远程教学、协同工作、网络游戏等方面有着广泛的应用前景。但在目前，由于DSVD Modem的价格比普通的Voice Modem要贵，而且要实现数据/语音同传功能时，需要对方也使用DSVD Modem，从而在一定程度上阻碍了DSVD Modem的普及。

Modem的传输速率，指的是Modem每秒钟传送的数据量大小。通常所说的14.4K、28.8K、33.6K等，指的就是Modem的传输速率。传输速率以bps（比特/秒）为单位。因此，一台33.6K的Modem每秒钟可以传输33600bit的数据。由于目前的Modem在传输时都对数据进行了压缩，因此33.6K的Modem的数据吞吐量理论上可以达到115200bps，甚至230400bps。

Modem的传输速率，实际上是由Modem所支持的调制协议所决定的。在Modem的包装盒或说明书上看到的V.32.V.32bis、V.34.V.34+、V.fc等等，指的就是Modem的所采用的调制协议。其中V.32是非同步/同步4800/9600bps全双工标准协议；V.32bis是V.32的增强版，支持14400bps的传输速率；V.34是同步28800bps全双工标准协议；而V.34+则为同步全双工33600bps标准协议。以上标准都是由ITU（国际通讯联盟）所制定，而V.fc则是由Rockwell提出的28800bps调制协议，但并未得到广泛支持。

提到Modem的传输速率，就不能不提时下被炒得为热的56K Modem。其实，56K的标准已提出多年，但由于长期以来一直存在以Rockwell为首的K56flex和以U.S.Robotics为首X2的两种互不兼容的标准，使得56K Modem迟迟得不到普及。1998年2月，在国际电信联盟的努力下，56K的标准终于统一为ITU V9.0，众多的Modem生产厂商亦已纷纷出台了升级措施，而真正支持V9.0的Modem亦已经遍地开花。56K有望在一到两年内成为市场的主流。由于目前国内许多ISP并未提供56K的接入服务，因此在购买56K Modem前，最好先向你的服务商打听清楚，以免造成浪费。

以上所讲的传输速率，均是在理想状况的得出的。而在实际使用过程中，Modem的速率往往不能达到标称值。实际的传输速率主要取决于以下几个因素：

1．电话线路的质量

因为调制后的信号是经由电话线进行传送，如果电话线路质量不佳，Modem将会降低速率以保证准确率。为此，在连接Modem时，要尽量减少连线长度，多余的连线要剪去，切勿绕成一圈堆放。另外，最好不要使用分机，连线也应避免在电视机等干扰源上经过。

2．是否有足够的带宽

如果在同一时间上网的人数很多，就会造成线路的拥挤和阻塞，Modem的传输速率自然也会随之下降。因此，ISP是否能供足够的带宽非常关键。另外，避免在繁忙时段上网也是一个解决方法。尤其是在下载文件时，在繁忙时段与非繁忙时段下载所费的时间会相差几倍之多。

3．对方的Modem速率

Modem所支持的调制协议是向下兼容的，实际的连接速率取决于速率较低的一方。因此，如果对方的Modem是14.4K的，即使用的是56K的Modem，也只能以14400bps的速率进行连接。

Modem的传输协议包括调制协议（Modulation Protocols）、差错控制协议（Error Control Protocols）、数据压缩协议（Data Compression Protocols）和文件传输协议。调制协议前面已经介绍，现在介绍其余的三种传输协议。

1. 差错控制协议

随着Modem的传输速率不断提高，电话线路上的噪声、电流的异常突变等，都会造成数据传输的出错。差错控制协议要解决的就是如何在高速传输中保证数据的准确率。目前的差错控制协议存在着两个工业标准：MNP4和V4.2。其中MNP（Microcom Network Protocols）是Microcom公司制定的传输协议，包括了MNP1—MNP10。由于商业原因，Microcom目前只公布了MNP1—MNP5，其中MNP4是目前被广泛使用的差错控制协议之一。而V4.2则是国际电信联盟制定的MNP4改良版，它包含了MNP4和LAP-M两种控制算法。因此，一个使用V4.2协议的Modem可以和一个只支持MNP4协议的Modem建立无差错控制连接，而反之则不能。所以在购买Modem时，最好选择支持V4.2协议的Modem。

另外，市面上某些廉价Modem卡为降低成本，并不具备硬纠错功能，而是使用使用了软件纠错方式。大家在购买时要注意分清，不要为包装盒上的“带纠错功能”等字眼所迷惑。

2.数据压缩协议

为了提高数据的传输量，缩短传输时间，现时大多数Modem在传输时都会先对数据进行压缩。与差错控制协议相似，数据压缩协议也存在两个工业标准：MNP5和V4.2bis。MNP5采用了Run-Length编码和Huffman编码两种压缩算法，最大压缩比为2:1。而V4.2bis采用了Lempel-Ziv压缩技术，最大压缩比可达4:1。这就是为什么说V4.2bis比MNP5要快的原因。要注意的是，数据压缩协议是建立在差错控制协议的基础上，MNP5需要MNP4的支持，V4.2bis也需要V4.2的支持。并且，虽然V4.2包含了MNP4，但V4.2bis却不包含MNP5。

3.文件传输协议

文件传输是数据交换的主要形式。在进行文件传输时，为使文件能被正确识别和传送，需要在两台计算机之间建立统一的传输协议。这个协议包括了文件的识别、传送的起止时间、错误的判断与纠正等内容。常见的传输协议有以下几种：

ASCII：这是最快的传输协议，但只能传送文本文件。

Xmodem：这种古老的传输协议速度较慢，但由于使用了CRC错误侦测方法，传输的准确率可高达99.6%。

Ymodem：这是Xmodem的改良版，使用了1024位区段传送，速度比Xmodem要快。

Zmodem：Zmodem采用了串流式（streaming）传输方式，传输速度较快，而且还具有自动改变区段大小和断点续传、快速错误侦测等功能。这是目前最流行的文件传输协议。

除以上几种外，还有Imodem、Jmodem、Bimodem、Kermit、Lynx等协议。

Modem的安装过程可以分为硬件安装与软件安装两步：硬件安装和软件安装。

1.外置式Modem的安装：

第一步：连接电话线。把电话线的RJ11插头插入Modem的Line接口，再用电话线把Modem的Phone接口与电话机连接。

第二步：关闭计算机电源，将Modem所配的电缆的一端（25针阳头端）与Modem连接，另一端（9针或者25针插头）与主机上的COM口连接。

第三步：将电源变压器与Modem的POWER或AC接口连接。接通电源后，Modem的MR指示灯应长亮。 如果MR灯不亮或不停闪烁，则表示未正确安装或Modem自身故障。对于带语音功能的Modem，还应把Modem的SPK接口与声卡上的Line In接口连接，当然也可直接与耳机等输出设备连接。

另外，Modem的MIC接口用于连接驻极体麦克风，但最好还是把麦克风连接到声卡上。

2.内置式Modem的安装：

第一步：根据说明书的指示，设置好有关的跳线。由于COM1与COM3、COM2与COM4共用一个中断，因此通常可设置为COM3/IRQ4或COM4/IRQ3。

第二步：关闭计算机电源并打开机箱，将Modem卡插入主板上任一空置的扩展槽。

第三步：连接电话线。把电话线的RJ11插头插入Modem卡上的Line接口，再用电话线把Modem卡上的Phone接口与电话机连接。此时拿起电话机，应能正常拨打电话。

当硬件安装完成后，打开计算机，外置式Modem还应打开Modem的开关。对于大多数Modem，Windows 98会报告“找到新的硬件设备”，此时只需选择“硬件厂商提供驱动程序”，并插入Modem的安装盘即可。如果Windows 98启动后未能侦测到Modem，也可以按以下步骤完成安装：

第一步：进入Windows 95的“控制面板”，双击“调制解调器”图标，并在属性窗口中单击“添加”按钮

第二步：选中“不检测调制解调器，而将从清单中选定一个”，然后单击“下一步”

第三步：在Modem列表中选择相应的厂商与型号，然后单击“下一步”。或者插入Modem的安装盘后，选择“从磁盘安装”即可。要证明Modem是否安装成功，可使用Windows 98附件中的电话拨号程序随便拨打一个电话，如果成功的话，说明Modem已被正确安装。对于上网用户，还需要安装拨号网络和协议。

附Modem指示灯含义：

POWER：电源指示灯

DSL(ADSL-LINK)：信号灯，开启后急速闪耀，然后常亮绿色。工作状态下，常亮以外情况均属不正常

ADSL-ACT：信号数据灯，有数据传输时闪耀，无时常暗

ETH(ETHNET)(LAN-LINK)：局域网灯，开启后常亮红色，表示你的网卡和modem之间连接正常，否则请检查你的网卡和网卡线（较粗的那根）

LAN-ACT：局域网数据灯，有数据传输时闪耀，无时常暗

MR：Modem已准备就绪，并成功通过自检。

TR：终端准备就绪。

SD：Modem正在发出数据。

RD：Modem正在接收数据。

OH：摘机指示，Modem正占用电话线。

CD：载波检测，Modem与对方连接成功。

RI：Modem处于自动应答状态。某些Modem用AA表示。

HS：高速指示，速率大于9600。

PS: 若modem上所有灯常亮，连接不上宽带,请关闭modem电源后过会再试，并延长间隔时间，若以上方法试后，仍所有灯常亮，请联系当地电信部门报告modem问题

Modem的芯片就好像处理器的品牌一样有不同厂家的产品，其中占有量最大的是ROCKWELL芯片，它占全球市场份额的70%左右，地位和处理器市场上的Intel差不多，目前国内大多数外置Modem产品采用的都是ROCKWELL芯片。其次是TI芯片，著名的USR“大黑猫”就用TI芯片。除此以外，还有Curiss Logic的产品，不过使用这种芯片的外置Modem比较少。总的来看，采用ROCKWELL芯片的Modem的性能和稳定性都比采用其他芯片的Modem要好，但USR的“大黑猫”是个特例。在国际市场上TI芯片的交易价格要比ROCKWELL芯片低一些。

微波调制解调设备是用基带信号对微波载频(或中频)进行二次调制及将微波信号(或下变频中频信号)进行解调的设备，是微波收、发信机的重要组成部分。在微波发信机中，调制器把载有信息的基带信号(模拟或数字)转变为中频或射频载波的已调制信号;已调制中频信号需经上变频再形成已调制射频信号。在微波收信机中，解调器的功能是完成调制的逆过程，即从接收到的已调载频(或已调中频)中恢复出原来的基带信号。

模拟微波系统常采用调频方式，其输入基带信号可为多路模拟电话或模拟电视信号。数字微波系统多采用移相键控和正交调幅等多进制调制技术。