信号的调制和信号的传播是矛盾的吗？
信号的调制和信号的传播本身并不是矛盾的，而是相辅相成的两个过程，共同构成了信息通信的基础。我们可以从它们的定义、目的以及相互关系来详细阐述这一点。
1. 信号的调制 (Modulation)
定义： 调制是将要传输的“信息信号”（也称为基带信号或调制信号）的某些参数（如幅度、频率、相位）根据一个预先设定的规律（称为调制规律），叠加或改变到另一个频率更高、具有规律变化的“载波信号”上的过程。
目的：
方便传输： 原始信息信号（如语音、视频）的频率通常很低，直接传输效率低下，容易受到噪声干扰，且天线尺寸也需要很大。调制可以将低频信号转换到高频载波上，使得信号可以有效地通过长距离传输介质（如无线电波、光纤）传播。
频谱划分 (多路复用)： 在无线通信中，不同的用户或不同的通信系统需要共享有限的频谱资源。通过为每个通信分配不同的载波频率，可以使用户之间的信号不会相互干扰。这就是频分复用 (FDM)。类似地，时分复用 (TDM) 和码分复用 (CDM) 也依赖于调制来实现。
抗干扰能力： 合适的调制方式能够提高信号的抗噪声和抗干扰能力。例如，频率调制 (FM) 对幅度变化不敏感，因此能更好地抵抗幅度噪声。
匹配传输介质特性： 不同的传输介质（如空气、电缆、光纤）对不同频率的信号有不同的传输特性。调制可以将信息信号适配到传输介质最适合传输的频率范围。
举例：
调幅 (AM)： 改变载波信号的幅度来携带信息。
调频 (FM)： 改变载波信号的频率来携带信息。
调相 (PM)： 改变载波信号的相位来携带信息。
数字调制： 如ASK (幅度键控), FSK (频率键控), PSK (相位键控), QAM (正交幅度调制) 等，将数字比特流映射到载波信号的参数上。
2. 信号的传播 (Propagation)
定义： 信号的传播是指调制后的信号在传输介质（如自由空间、电缆、光纤）中从发射端传输到接收端的过程。
目的： 将信息从一个地方传递到另一个地方。
过程与现象： 信号在传播过程中会受到多种因素的影响，这些因素可能会改变信号的特性，带来衰减、失真和噪声等问题：
衰减 (Attenuation)： 信号强度随距离增加而减小。
反射 (Reflection)： 信号遇到介质边界时被反弹。
折射 (Refraction)： 信号穿过不同介质时传播方向发生改变。
衍射 (Diffraction)： 信号绕过障碍物的边缘传播。
散射 (Scattering)： 信号遇到小尺寸物体时向多个方向传播。
多径效应 (Multipath Effect)： 信号通过多条路径到达接收端，可能导致信号相位和幅度发生变化，产生衰落和失真。
噪声 (Noise)： 外部干扰信号叠加在原始信号上，影响信号的质量。
失真 (Distortion)： 信号的波形在传播过程中发生非线性变化。
调制与传播的相互关系：并非矛盾，而是协同
调制和传播之所以不是矛盾，是因为它们是信息通信链条中不可或缺的两个环节，并且调制的设计很大程度上是为了克服或适应信号传播过程中带来的挑战。
调制是为了更好地传播：
如前所述，高频载波的引入使得信号可以高效地通过无线介质传播，减少天线尺寸，并实现频谱共享。如果不对信号进行调制，直接尝试在低频段传输语音信号，效率会非常低，且覆盖范围有限。
通过精心选择调制方式和载波频率，可以使信号在特定的传播环境中表现得更好，例如，选择较低的载波频率以获得更好的穿透能力（绕射能力），或者选择抗衰落能力强的调制方式。
传播过程影响调制方案的选择：
信号在传播过程中会遇到衰减、噪声、多径效应等问题。这些问题直接影响接收端能否准确地恢复原始信息。因此，在设计通信系统时，需要根据预期的传播环境来选择合适的调制技术。
例如，在存在强多径干扰的移动通信环境中，会采用更先进的调制技术，如OFDM (正交频分复用)，它将高速数据流分成多个低速数据流在不同的子载波上并行传输，从而降低了对单个子载波的符号率，提高了抗多径能力。
数字调制方案（如QAM）的阶数（例如，16QAM、64QAM）的选择也是一个权衡。高阶QAM可以传输更多比特，提高频谱效率，但在传播环境较差、信噪比低的情况下，更容易出现误码，导致解调困难。在这种情况下，可能需要选择低阶QAM或者更具鲁棒性的调制方式。
接收端的解调是传播后信号恢复的关键：
信号在传播后会携带传播过程中的影响（衰减、噪声等）。接收端的解调器需要能够从接收到的、可能已经失真的信号中，根据预设的调制规律，准确地恢复出原始信息。
调制方案的设计需要考虑到接收端解调的复杂性以及对信号质量的要求。例如，一些调制方式在增加抗干扰能力的同时，可能需要更复杂的解调电路或更大的带宽。
总结一下，信号的调制和信号的传播不是矛盾的，而是协同工作的关系。
调制是“准备”信号，使其适合于通过特定的传输介质进行高效、可靠的传输。
传播是“实际发生”的物理过程，信号在其中会受到环境影响而变化。
调制的设计必须考虑到传播环境的特性和限制，以确保接收端能够成功地解调并恢复信息。
可以说，调制技术的发展很大程度上是为了应对信号在传播过程中遇到的挑战，例如提高频谱效率、增强抗干扰能力、克服多径效应等等。反过来，信号传播的物理规律和限制也会反过来指导和约束调制技术的选择和优化。它们是信息通信不可分割的两个环节，共同服务于信息的传输目标。
1. 信号的调制 (Modulation)
定义： 调制是将要传输的“信息信号”（也称为基带信号或调制信号）的某些参数（如幅度、频率、相位）根据一个预先设定的规律（称为调制规律），叠加或改变到另一个频率更高、具有规律变化的“载波信号”上的过程。
目的：
方便传输： 原始信息信号（如语音、视频）的频率通常很低，直接传输效率低下，容易受到噪声干扰，且天线尺寸也需要很大。调制可以将低频信号转换到高频载波上，使得信号可以有效地通过长距离传输介质（如无线电波、光纤）传播。
频谱划分 (多路复用)： 在无线通信中，不同的用户或不同的通信系统需要共享有限的频谱资源。通过为每个通信分配不同的载波频率，可以使用户之间的信号不会相互干扰。这就是频分复用 (FDM)。类似地，时分复用 (TDM) 和码分复用 (CDM) 也依赖于调制来实现。
抗干扰能力： 合适的调制方式能够提高信号的抗噪声和抗干扰能力。例如，频率调制 (FM) 对幅度变化不敏感，因此能更好地抵抗幅度噪声。
匹配传输介质特性： 不同的传输介质（如空气、电缆、光纤）对不同频率的信号有不同的传输特性。调制可以将信息信号适配到传输介质最适合传输的频率范围。
举例：
调幅 (AM)： 改变载波信号的幅度来携带信息。
调频 (FM)： 改变载波信号的频率来携带信息。
调相 (PM)： 改变载波信号的相位来携带信息。
数字调制： 如ASK (幅度键控), FSK (频率键控), PSK (相位键控), QAM (正交幅度调制) 等，将数字比特流映射到载波信号的参数上。
2. 信号的传播 (Propagation)
定义： 信号的传播是指调制后的信号在传输介质（如自由空间、电缆、光纤）中从发射端传输到接收端的过程。
目的： 将信息从一个地方传递到另一个地方。
过程与现象： 信号在传播过程中会受到多种因素的影响，这些因素可能会改变信号的特性，带来衰减、失真和噪声等问题：
衰减 (Attenuation)： 信号强度随距离增加而减小。
反射 (Reflection)： 信号遇到介质边界时被反弹。
折射 (Refraction)： 信号穿过不同介质时传播方向发生改变。
衍射 (Diffraction)： 信号绕过障碍物的边缘传播。
散射 (Scattering)： 信号遇到小尺寸物体时向多个方向传播。
多径效应 (Multipath Effect)： 信号通过多条路径到达接收端，可能导致信号相位和幅度发生变化，产生衰落和失真。
噪声 (Noise)： 外部干扰信号叠加在原始信号上，影响信号的质量。
失真 (Distortion)： 信号的波形在传播过程中发生非线性变化。
调制与传播的相互关系：并非矛盾，而是协同
调制和传播之所以不是矛盾，是因为它们是信息通信链条中不可或缺的两个环节，并且调制的设计很大程度上是为了克服或适应信号传播过程中带来的挑战。
调制是为了更好地传播：
如前所述，高频载波的引入使得信号可以高效地通过无线介质传播，减少天线尺寸，并实现频谱共享。如果不对信号进行调制，直接尝试在低频段传输语音信号，效率会非常低，且覆盖范围有限。
通过精心选择调制方式和载波频率，可以使信号在特定的传播环境中表现得更好，例如，选择较低的载波频率以获得更好的穿透能力（绕射能力），或者选择抗衰落能力强的调制方式。
传播过程影响调制方案的选择：
信号在传播过程中会遇到衰减、噪声、多径效应等问题。这些问题直接影响接收端能否准确地恢复原始信息。因此，在设计通信系统时，需要根据预期的传播环境来选择合适的调制技术。
例如，在存在强多径干扰的移动通信环境中，会采用更先进的调制技术，如OFDM (正交频分复用)，它将高速数据流分成多个低速数据流在不同的子载波上并行传输，从而降低了对单个子载波的符号率，提高了抗多径能力。
数字调制方案（如QAM）的阶数（例如，16QAM、64QAM）的选择也是一个权衡。高阶QAM可以传输更多比特，提高频谱效率，但在传播环境较差、信噪比低的情况下，更容易出现误码，导致解调困难。在这种情况下，可能需要选择低阶QAM或者更具鲁棒性的调制方式。
接收端的解调是传播后信号恢复的关键：
信号在传播后会携带传播过程中的影响（衰减、噪声等）。接收端的解调器需要能够从接收到的、可能已经失真的信号中，根据预设的调制规律，准确地恢复出原始信息。
调制方案的设计需要考虑到接收端解调的复杂性以及对信号质量的要求。例如，一些调制方式在增加抗干扰能力的同时，可能需要更复杂的解调电路或更大的带宽。
总结一下，信号的调制和信号的传播不是矛盾的，而是协同工作的关系。
调制是“准备”信号，使其适合于通过特定的传输介质进行高效、可靠的传输。
传播是“实际发生”的物理过程，信号在其中会受到环境影响而变化。
调制的设计必须考虑到传播环境的特性和限制，以确保接收端能够成功地解调并恢复信息。
可以说，调制技术的发展很大程度上是为了应对信号在传播过程中遇到的挑战，例如提高频谱效率、增强抗干扰能力、克服多径效应等等。反过来，信号传播的物理规律和限制也会反过来指导和约束调制技术的选择和优化。它们是信息通信不可分割的两个环节，共同服务于信息的传输目标。
网友意见
基本赞同冷大的说法
不过我认为，矛盾的关键点在于信号传输过程中传输距离与传输质量两者不可得兼，具体就是频率的选择问题。信号调制是为解决这个问题服务的，例如手机用高频信号保证质量和速率，距离就用基站弥补，收音机对质量要求低，广播就用低频信号。
是矛盾的。
工程本来就是充满了各种妥协。几乎没有什么设计和选择是十全十美的。工程师追求的无非三点：满足目标需求，工程造价可以接受，保证可靠度。
最最关键的，是满足目标需求。如果不能满足目标需求，无论造价和可靠度是什么样的，都不可能被采纳。但是目标需求里面有些东西可以妥协，有些东西不能或没办法妥协。
传播距离有限、衍射能力差，是可以通过工程方案来弥补的。比方说，手机通讯网络就依靠到处建基站来解决。但反过来说，载波频率高所带来的更高信息承载密度以及尺寸更小的天线，在很多场合是无法替代的。你总不能让一个手机用户成天背着一个两米长的天线在街上走吧？也不能说个“喂”，就让手机用户等三分钟，让长波慢慢传输吧？
反过来说，不得不用到地波的领域，比如远程的、不依赖卫星的战略通讯系统，也不能够由短波来解决。
所以，不同波长有不同波长的好处。他们的应用领域是不同的。工程上首先要抓住不能够妥协的需求然后再在其他的领域做妥协，大量的需求都是相互矛盾的。问题只在于如何妥协、做多大的妥协。
_______________________________________
补充一下。
有其他的答案说题主老师是在胡扯。调幅并不改变频率。
这个属于误解了题主老师的意思。
调幅，是信号调制的一种。它就是把一个低频信号调制在一个高频信号的振幅上面。调幅调制后，发射信号的频率一定是大大高于原始信号的。
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