[科普中国]-调制指数

调制指数根据调频信号（FM）与调相信号（PM）的不同又分为调频指数与调相指数（在非线性调制即角度调制的框架原理之内）。调相与调频又是关联紧密的两种调制方式，我们假设调相信号中，相位偏移量为φ(t)，那么频率偏移量为Km(t)=dφ(t)/t，即相位变化率就是角频率，其中K为调频灵敏度（rad/(s*V)）。

有了上述关系，那么我们以日常通信技术中更为常用的调频信号为例来说明调频指数与最大频偏这一对相辅相成的概念。我们以单音调制FM为例，设调制信号为单一频率的正弦波，即：m(t)=Amcosωt=Amcos2πft，而角度调制载波信号的一般表达式为：S(t)=Acos[ωt+φ(t)]，其中A为振幅，[ωt+φ(t)]为信号的瞬时相位。由我们给出的相频关系Km(t)=dφ(t)/t，我们可以得出调制信号对载波进行调制时的FM信号：S(FM)=Acos[ωt+KAm∫cosωtdt]我们对∫cosωtdt计算结果为1/ωsinωt，于是上式变为S(FM)=Acos[ωt+msinωt]，式中m即为调制指数，而m=KAm/ω=Δω/ω=Δf/f，其中Δf为最大频率偏移量。

用更加通俗的句子来解释该概念就是，在调频信号中，频偏就是调频波频谱偏移中心频率的量，相对而言频偏越大，调频波的频谱带宽越大（不是绝对的，因为调频波的频谱带宽还与调制指数有关）。而调频指数的含义就是频率在传播过程中，围绕中心频率震荡的周期变化速率，那么调相指数我们可以认为是相位围绕零相位周期变化的速率。

一个更加浅显的理解方式（但不一定恰当）就是，最大频偏为距离，而ω或f为速度，而调制指数为时间函数。

媒介带宽的描述众所周知，数字信号是通过物理信道即媒介进行传输的，一旦某一物理信道确定。其所有的物理特性也就随之而定。描述媒介物理特性的一个重要参数就是带宽，也就是说，带宽是描述媒介物理特性的一个参数。单位用HZ表示。而带宽受媒介的物理材料，加工性能以及长度等因素影响。一旦某传输媒介的制作材料、加工特性传和输距离等因素确定以后，信道带宽也就随之确定。一般认为，信道带宽是一个常数。1

传输带宽与速率的描述在数字通信中，总是有信源和信宿，信源就是产生数据流的相应数据终端设备，信宿是接收信息的数字设备。信源产生的数据流通过媒介传到信宿，从而完成整个数据传输。在整个数据的传输过程中，数据流的传输不管是在数据终端还是在媒介，都可以用速率来加以描述。所以速率是描述数据流的一个重要参数，单位用BPS表示。具有一定传输速率的数字信号，它有一定的传输带宽，也就是一个确定速率的数据流对媒介带宽的基本要求。数字信号的有效传输要求传输带宽必须小于媒介所提供的物理信道带宽。在数字通信中，传输速率越高，其传输带宽也就越大，从而对媒介的要求也就越高。1

带宽通信系统的带宽表示了其传输这些 不同频率组件的能力。在结构化布线系统中带宽的单位通常以 MHz表示。2

超五类布线的带宽名义上有 100MHz。假设应用一个简单的二进制传输 。码 ，那么在理论上，可以由NyquiSt等式来计算最大的信息传输率 :

C= 2 W Log 2 M
其中，W为带宽 (单位 :HZ)。M为信令单元的数量。

这就得出理论信息容量为每秒2x108比特，即200Mb。实际上，由于串扰和衰减的影响这个值会有所减少。 2