調(diào)制電磁能是電波和磁性波結(jié)合的領域.未被管制的電磁能在許多方向自由且混亂地放熱,很象水波浪在包含很多個拍打戲水的孩子的一個大水池里.電磁波不被控制且它們所運載的信號互相不斷的干擾,使通信不可能清楚的進行.控制信號和保證它們以原計劃的形式到達它們意圖的目的地的一種方式是調(diào)制.調(diào)制是兩種波浪被聯(lián)合產(chǎn)生出擁有它們兩個的特征并且可以被解碼分離出這些特征的處理信號的一種技術(shù).這種包含你想要傳送的信號的波浪稱為信息波.被調(diào)制且物產(chǎn)是恒定的和已知發(fā)送器和接受器的波浪稱為載波.信息波被強加給載波以便創(chuàng)造獨特的波動模式.舉個例子來說,在FM電臺情況下,被預先決定的載波也許有88.7MHZ頻率.如果你喜歡的電臺在88.7MHZ,你總是能調(diào)整收音機到載波頻率和依靠收音機去解釋信息波信號,例如,早晨新聞.受載波頻率約束的波浪被認為是導波.(信息波,例如傳送早晨新聞的那個,被認為是導波.)在傳輸末端將信息強加給載波信號的設備是公認的調(diào)制器.解調(diào)器是在接受端從載波信號分離信息的.你可以從更加早期的科學系列課程中發(fā)現(xiàn)兩個(或更多)波浪可以被結(jié)合成唯一的一個,新的波浪.你在表6.5能看到,產(chǎn)生的波浪比兩個原始的波浪復雜而且包含其中每一個的特征.讓我們回歸到較詳細地探索調(diào)制主題的水池比喻中。未被管制的波浪類似于被一群拍打戲水的小孩子制造出來的波浪。相反，更多在車道上有節(jié)奏的游著蛙泳的沉著成人組產(chǎn)生出更加井然有序的波浪類似于導波?，F(xiàn)在假設成人是在一特別的波浪水池里游動膝部，常見的是在公園的水里，引起從水池的一端到另一端的有規(guī)律的波浪。水池引起的波浪是類似于一個被調(diào)制信號中的載波。游泳者引起的波浪類似于信息波。當每個游泳者在他的車道之內(nèi)前進，他制造的波浪同水池引起的波浪相結(jié)合，很像沒有信息信號增加的變動的信息。調(diào)制用于模擬和數(shù)字通信.被調(diào)制的模擬信號用于一些調(diào)制解調(diào)器電信服務,尤其是通過PSIN的傳輸,但是這些日子,數(shù)字調(diào)制更加常用.有時,為了數(shù)字儀器能發(fā)送在一個模擬系統(tǒng)中的信號是有必要的.在那種情況下,數(shù)字儀器必須轉(zhuǎn)換成它的數(shù)字信號來模擬.數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號的一個常見的例子發(fā)生在當計算機必須傳送在模擬電話線上的數(shù)據(jù)時.要轉(zhuǎn)換它的信號,計算機需要調(diào)制解調(diào)器,這是一種可以將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號和將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的設備.詞調(diào)制解調(diào)器是從詞調(diào)制器和解調(diào)器中獲得的,它們共同描述詞調(diào)制解調(diào)器的功能.當你使用計算機撥入你的ISP網(wǎng)絡時,你的計算機首先發(fā)布數(shù)字信號到調(diào)制解調(diào)器.調(diào)制解調(diào)器將數(shù)字信號翻譯成模擬信號,然后通過電話線發(fā)送模擬信號.當一臺計算機在ISP數(shù)據(jù)中拾起你的連接時,它的調(diào)制解調(diào)器接受模擬信號并且將它們翻譯成計算機可能識別的數(shù)字信號.使用調(diào)制解調(diào)器撥入ISP網(wǎng)絡是調(diào)制和解調(diào)的一個例子.雖然每個被調(diào)制的信號都需要一個調(diào)制器來創(chuàng)造它和一個解調(diào)器來將信息從載體中分離,但調(diào)制的實際方法可能是多變的.調(diào)制識別是辨認被噪聲干擾的調(diào)制信號的一項技術(shù).這是在不合作的通信應用中的一個重要問題,例如軍事威脅分析,監(jiān)控,監(jiān)視,光譜管理,電子戰(zhàn)爭等等.它也被應用于軟件收音機,例如,精確的調(diào)制解調(diào)器和創(chuàng)造性的收發(fā)器,它能夠動態(tài)地適應通訊電路和用戶定義的調(diào)制類型.過去調(diào)制分類算法遵循了兩種清楚的方法:理論統(tǒng)計模式識別和抉擇理論.統(tǒng)計模式識別方法從原始數(shù)據(jù)選擇首先被設置的正確的特點,并且樣式識別器對根據(jù)接鍾而來的信號的特點進行分類是有幫助的.被根據(jù)的特點的例子有高階累積量,信號譜,星座形狀等等.抉擇理論使用幾率和假說測試論來詳細闡述調(diào)制識別的問題.這個方法要求更多原先的知識并且假設是在理想的高斯噪聲的情況下.當數(shù)據(jù)標志改變時,一個被調(diào)制的信號是不可改變的并且陳列瞬間.不同的調(diào)制計劃有不同的瞬間,并且這些不同能夠被利用來調(diào)制分類用WT的方法,WT被認為是具有好的瞬便偵查能力.在最近十年,很多調(diào)制識別方法被提議,并且被用來分辨調(diào)制方式的主要特點是相當不同的.例如Liedtke使用高度直方圖,頻率直方圖和相位差直方圖來區(qū)別對待數(shù)字調(diào)制的一些類型.Hsue和Soliman介紹了基于被攔截信號的零交叉特點的調(diào)制識別器.Nandi和Azzouz發(fā)展了一種調(diào)制解調(diào)器,它用于沒有任何關于信號本質(zhì)的演繹信息的模擬和數(shù)字調(diào)制,在他們的算法中主要特點是各種各樣的二次時刻(例如二次時刻,二次中央時刻,絕對二次時刻,絕對二次中央時刻,等等)Gardner提出了為了識別調(diào)制而使用循環(huán)矢量特征的方法,高階統(tǒng)計和累積量的方法,等等.沒有選擇具體特點的固定規(guī)則,并且不同的識別器為不同的調(diào)制使用.這就是為什么有調(diào)制識別的許多不同的算法.通信信號調(diào)制識別技術(shù)是無線通信的一個重要題材,基于時間界域統(tǒng)計特點和分數(shù)維特點,特征矢量樣本被形成.人工神經(jīng)網(wǎng)絡是類型識別的研究熱點.一個人工神經(jīng)網(wǎng)絡為了不同類型數(shù)字式通頻帶調(diào)制的自動識別而被提議.前饋網(wǎng)絡被訓練來認可和新的被設置的統(tǒng)計特點的添加項一樣,具有更好概念化的信號2ASK,4ASK,2FSK,BPSK,QPSK,16QAM,64QAM.通信信號調(diào)制類型的自動識別廣泛應用在許多領域,例如信號監(jiān)視和偵查,干涉整頓,無線電攔截和電子干擾.傳統(tǒng)通信收音機是為給定調(diào)制和帶寬的信號設計的.它的應用領域是有限的,并且它不可能適應當前多調(diào)制系統(tǒng)和多重服務.為使用多調(diào)制,接受的首要條件和解調(diào)的信號是為了決定調(diào)制的類型.那么調(diào)制信號的自動識別是軟件無線電接受機所需要的功能.ModulationTheelectromagneticenergyisafieldofbothelectricandmagneticwavescombined.Uncontrolledelectromagneticenergyradiatesfreelyandchaoticallyinmanydirections,muchlikewavesofwaterinalargepoolthatcontainsanumberofsplashingchildren.Leftuncontrolled,electromagneticwaves,andthus,thesignalstheycarry,continuallyinterferewitheachother,makingclearcommunicationimpossible.Onewaytocontrolsignalsandensurethattheyarriveattheirintendeddestinationintheirintendedformismodulation.Modulationisatechniqueforprocessingsignalsinwhichtwowavesarecombinedtoproduceawavethatpossessescharacteristicsofbothandcanbedecodedtoseparatethesecharacteristics.Thewavecontainingthesignalyouwanttotransmitiscalledtheinformationwave.Thewavethatismodulated,andwhosepropertiesareconstantandknowntoboththesenderandreceiver,iscalledthecarrierwave.Theinformationwaveisimposedonacarrierwave.Theinformationwaveisimposednacarrierwavetocreateauniquewavepattern.Forexample,inthecaseofanFMradiostation,thepredeterminedcarrierwavemayhaveafrequencyof88.7Mhz.Ifyourfavoriteradiostationisat88.7FM,youcanalwaystunetheradiotothatcarrierwavesfrequencyandrelyontheradiotointerprettheinformationwavessignal-forexample,themorningnews.Wavesthatareboundtoacarrierwavesfrequencyaresaidtobeguidedwaves.(Aninformationwave,suchastheonethattransmitsthemorningnews,isconsideredaguidedwave.)Thedevicethatimposestheinformationsignalonthecarriersignalatthetransmissionendisknownasamodulator.Ademodulatorthenseparatestheinformationfromthecarriersignalatthereceivingend.Youmayrecallfromearlierscienceclassesthattwo(ormore)wavescanbecombinedtomakeasingle,newwave.AsyoucanseeinFigure6.5,theresultingwaveismorecomplexthanthetwooriginalwavesandcontainscharacteristicsofeach.Letsreturntothepoolanalogytoexplorethetopicofmodulationinmoredetail.Uncontrolledwavesaresimilartothewavesproducedbyagroupofsplashingchildren.Bycontrast,amoresedategroupofadultsrhythmicallyswimmingthebreaststrokeinlanesproducesamoreorderlyseriesofwavesanalogoustoguidedwaves.Now,supposetheadultswereswimminglapsinawavepool-aspecialkindofpool,commonatwaterparks,thatgeneratesregularwavesfromonesideofthepooltotheother.Thewavegeneratedbythepoolisanalogoustothecarrierwaveinamodulatedsignal.Thewavesgeneratedbytheswimmersareanalogoustoinformationwaves.Aseachswimmermovesforwardwithinhislane,thewaveshecreatescombineswiththewavesgeneratedbythepool,muchasinformationwithoutthechangesaddedbytheinformationsignal.Modulationisusedinbothanaloganddigitalcommunication.Modulatedanalogsignalsareusedinsomemodemtelecommunicationservices,notablytransmissionviathePSTN-butthesedays,digitalmodulationismuchmorecommon.Sometimes,itsnecessaryfordigitalequipmenttosendasignaloverananalogsystem.Inthatcase,thedigitalequipmentmustconvertitsdigitalsignalstoanalog.Onecommonexampleofconvertingadigitalsignaltoananalogsignaloccurswhencomputersmustsenddataoveranalogtelephonewires.Toconvertitssignal,acomputerrequiresmodem,adeviceusedtoconvertdigitalintoanalogsignalsandanalogintodigitalsignals.Thewordmodemderivesfromthewordsmodulatoranddemodulator,whichtogetherdescribeitsfunction.Forexample,whenyouuseyourcomputertodialintoyourISPsnetwork,yourcomputerfirstissuesdigitalsignalstothemodem.Themodemtranslatesthedigitalsignalsintoanalogsignals,andthensendstheanalogsignalsoverthetelephoneline.WhenacomputerattheISPsdatacenterpicksupyourconnection,itsmodemacceptstheanalogsignalsandtranslatesthemintodigitalsignalsthatthecomputercanunderstand.UsingamodemtodialintoanISPsnetworkisjustoneexampleofmodulationanddemodulation.Althougheverymodulatedsignalrequiresamodulatortocreateitandademodulatortoseparatethecarrierfromtheinformation,theactualmethodofmodulationcanvary.Modulationrecognitionisatechniquetoidentifymodulationt