模拟通信 - 角度调制

简介

角度调制（Angle Modulation），简称AM，是一种模拟调制方式。与其它模拟调制方式相比，AM具有传输距离远、适应性强、传输质量高等优点。

在AM中，将信息信号调制到载波信号中。由于载波信号的频率较高，使得信息信号的波形能够在载波信号的变化周期内完成多个周期，从而实现信息的传递。

在角度调制中，信息信号的大小和符号通过载波信号的相位来实现。因此，相位是AM中最为关键的因素之一。

实现

在实现角度调制时，需要注意以下几个步骤：

1. 生成载波信号

可以使用正弦函数来生成载波信号。我们可以根据需要设定不同的频率、幅度、相位等参数，来产生不同的载波信号。

import numpy as np

frequency = 100000  # 载波信号频率
amplitude = 1  # 载波信号幅度
phase = 0  # 载波信号相位

# 生成正弦波信号
carrier_signal = amplitude * np.sin(2 * np.pi * frequency * t + phase)

2. 生成信息信号

信息信号可以是任何需要传输的信号，如语音、图像、视频等等。在生成信息信号时，需要根据实际情况选择合适的采样率和编码方式。

sampling_rate = 44100  # 采样率
duration = 5  # 信号时长

# 生成随机的音频信号
audio_signal = np.random.uniform(-1, 1, sampling_rate * duration)

# 编码
# ...

3. 进行角度调制

在进行角度调制时，需要将信息信号与载波信号进行运算，得到调制后的信号。

modulation_index = 0.5  # 调制指数

# 进行调制
modulated_signal = amplitude * np.sin(2 * np.pi * frequency * t + modulation_index * audio_signal)

4. 解调

在解调时，需要从调制信号中提取出信息信号。这可以通过相位差检测等方法来实现。具体实现方式与调制方式有关，需要根据实际情况进行选择。

# 相位差检测解调
demodulated_signal = np.diff(np.unwrap(np.angle(modulated_signal)))

结论

通过以上步骤，我们可以实现基本的角度调制。在实际应用中，还需要考虑信噪比、抗干扰性等问题，进行相应的优化和改进。