4.1 概述
我们知道从语言、音乐、图像等信息源直接转换得到的电信号是频率很低的电信号，其频谱特点是包括（或不包括）直流分量的低通频谱，其最高频率和最低频率之比远大于1。如电话信号的频率范围在300～3000Hz，称这种信号为基带信号。基带信号可以直接通过架空明线、电缆等有线信道传输，但不可能在无线信道直接传输。另外，即使可以在有线信道传输，但一对线路上只能传输一路信号，对信道的利用是很不经济的。为了使基带信号能够在像无线信道那样的频带信道上传输，同时也为了使有线信道上同时传输多路基带信号，就需要采用调制和解调的技术。
在发送端把基带信号频谱搬移到给定信道通带内的过程称为调制，而在接收端把已搬到给定信道通带内的频谱还原为基带信号的过程称为解调。调制和解调在一个通信系统中总是同时出现的，因此往往把调制和解调系统称为调制系统或调制方式。调制和解调在通信系统中是一个极为重要的组成部分，采用什么样的调制与解调方式将直接影响通信系统的性能。因此，在详细讨论各种调制方式以前，本节先介绍一下调制在通信系统中的作用、调制的分类、调制中需要讨论的主要问题和主要参数等问题。
4.1.1 调制在通信系统中的作用
调制的实质是频谱搬移，其作用和目的是：
1）调制把基带信号频谱搬移到一定的频带范围以适应信道的要求。
2）容易辐射。为了充分发挥天线的辐射能力，一般要求天线的尺寸和发射信号的波长在同一个数量级。例如常用天线的长度为1/4波长，如果把基带信号直接通过天线发射，那么天线的长度将为几十至几百千米的量级，显然这样的天线是无法实现的。因此为了使天线容易辐射，一般都把基带信号调制到较高的频率（一般调制到几百千赫兹到几百兆赫兹甚至更高的频率）。
3）实现频率分配。为使各个无线电台发出的信号互不干扰，每个电台都被分配给不同的频率。这样利用调制技术把各种话音、音乐、图像等基带信号调制到不同的载频上，以便用户任意选择各个电台，收看、收听所需节目。
4）实现多路复用。如果信道的通带较宽，可以用一个信道传输多个基带信号，只要把基带信号分别调制到相邻的载波，然后将它们一起送入信道传输即可。这种在载频域上实行的多路复用称为频分复用。
5）减少噪声和干扰的影响，提高系统抗干扰能力。噪声和干扰的影响不可能完全消除，但是可以通过选择适当的调制方式来减少它们的影响。不同的调制方式具有不同的抗噪声性能，例如利用调制使已调信号的传输带宽远大于基带信号的带宽，用增加带宽的方法换取噪声影响的减少，这是通信系统设计的一个重要内容。像调频信号的传输带宽比调幅的宽得多，结果是提高了输出信噪比，减少了噪声的影响。
4.1.2 调制的基本特征和分类
调制的实质是进行频谱变换，把携带消息的基带信号的频谱搬移到较高的频率范围。经过调制后的已调波应该具有两个基本特性：一是仍然携带有信息，二是适合于信道传输。调制的模型可以用图4-1所示的非线性网络来表示，其中m（t）为调制信号，C（t）为载波信号，sm（t）为已调信号。
图4-1 调制器模型
根据不同的m（t）、C（t）和不同的调制器功能，可将调制分类如下：
（1）根据m（t）分类
1）模拟调制——调制信号m（t）为连续变化的模拟量，通常以单音正弦波为代表。
2）数字调制——调制信号m（t）为离散的数字量，通常以二进制数字脉冲为代表。
（2）根据载波C（t）分类
1）连续载波调制——载波信号C（t）为连续波形，通常可用单频正弦波为代表。
2）脉冲载波调制——载波信号C（t）为脉冲波形，通常用矩形周期脉冲为代表。
（3）根据调制器的功能分类
1）幅度调制——调制信号改变载波信号C（t）的振幅参数。如调幅（AM）、脉冲振幅调制（PAM）、振幅键控（ASK）等。
2）频率调制——调制信号m（t）改变载波信号C（t）的频率参数。如调相（PM）、脉冲频率调制（PFM）、频移键控（FSK）等。
3）相位调制——调制信号m（t）改变载波信号C（t）的相位参数。如调相（PM）、脉冲位置调制（PPM）、相移键控（PSK）等。
（4）根据调制器频谱搬移特性分类
1）线性调制——输出已调信号sm（t）的频谱和调制信号x（t）的频谱之间呈线性搬移关系。如AM、单边带调制（SSB）等。
2）非线性调制——输出已调信号sm（t）的频谱和调制信号x（t）的频谱之间没有线性对应关系。即在输出端含有与调制信号频谱不成线性对应关系的频谱成分，如FM、FSK等。此外还有使模拟信号数字化的脉冲编码调制（PCM）和增量调制（ΔM）等。
4.1.3 调制系统中讨论的主要问题和主要参数
本章重点讨论用取值连续的调制信号去控制正弦载波参数（振幅、频率和相位）的模拟调制（分为幅度调制和角度调制）。但这些原理甚至电路完全可以推广到数字调制中去。本章讨论的主要内容有：
1）工作原理。包括调整系统的物理过程；调制信号、载波信号和已调信号三者的关系（如数学关系、波形关系及频谱关系等）。
2）已调信号的带宽。
3）噪声对调制系统性能的影响。
调制系统的主要参数为：
1）发送功率。
2）传输带宽。
3）抗噪声性能，如输出信噪比等。
4）设备的复杂性。
这些参数是各种调制系统比较的基础，也是选择和设计调制系统的依据。