一种信号调制方法及装置与流程

本发明实施例涉及通信技术领域，特别涉及一种信号调制方法及装置。

背景技术：

在通信系统中，为使信源产生的基带信号能够在有限带宽的高频通道中传输，需要对基带信号进行载波调制。调制的原理即用基带信号对载波的某些参量(幅度、频率或相位)进行控制，使这些参量随着基带信号的变化而变化，最终形成以载波频率为中心的已调信号。其中，用于控制载波参量的基带信号称为调制信号。当调制信号为模拟信号时，该调制过程称为模拟调制，当调制信号为数字信号时，该调制过程称为数字调制。

相关技术中，开关键控(on-offkeying，ook)调制是数字调制的一种，主要通过数字信号控制载波的幅度。如图1a所示，当数字信号发送1时，通过ook调制之后的已调信号幅度不变，即为载波本身；当数字信号发送0时，通过ook调制之后的已调信号幅度为0。频率调制(frequencymodulation，fm)主要是通过调制信号控制载波的频率，如图1b所示，调制信号为正弦波，以fm的方式通过调制信号控制载波的频率，得到如图1b所示的fm波。

ook调制由于只在数字信号发送1时辐射能量，因此，ook调制是最节省能量的调制方式。在ook调制中，由于大部分信号都是以极低的能量进行发送的，接收端进行解调时就需要很高的信噪比，且在传输过程中已调信号的信号质量很容易受到信道非理想因素的影响，因此，ook调制的已调信号抗噪声和抗衰落性能较差。另外，根据已调信号的功率密度谱可知，ook调制得到的已调信号的信号带宽是调制信号的两倍，因此，在传输过程中，需要占用较高的带宽。fm调制的已调信号的频谱中，除了载波分量以外，还存在很多旁频分量，因此在传输过程中，也需要占用较高的带宽。

技术实现要素：

为了解决ook调制和fm调制获得的已调信号在传输过程中占用带宽过高的问题，本发明实施例提供了一种信号调制方法及装置。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种信号调制方法，所述方法包括：

根据第一数据率确定通过预设载波承载基带数字信号时的目标频率差，所述第一数据率为期望获得的已调信号能够达到的数据率，所述目标频率差为所述期望获得的已调信号的频谱中所述预设载波的频率与一阶谐波的频率之间的差值；

从满足第一调制条件的调制指数范围中确定目标调制指数，所述目标调制指数用于控制所述期望获得的已调信号的带宽；

根据所述目标频率差和所述目标调制指数，确定目标子载波，所述目标子载波用于对所述预设载波的频率进行控制；

根据所述预设载波和所述目标子载波，对所述基带数字信号进行调制。

需要说明的是，第一数据率是根据用户需求确定的，也即是，基带数字信号经过调制以后，期望达到的、能够满足用户需求的数据率。另外，本发明实施例还确定了第一调制条件，该第一调制条件是期望获得的已调信号需要满足的条件，假设已调信号满足该第一调制条件，则该已调信号的信号带宽将被限制在较窄的范围之内，因此通过利用该第一数据率和该第一调制条件确定的目标子载波以及基带数字信号对预设载波进行调制，得到的已调信号就是期望获得的已调信号。

在本发明实施例中，由于可以根据第一数据率和第一调制条件来确定调制过程中用于控制预设载波频率的目标子载波，因此，可以通过该目标子载波对预设载波的频率进行调制，从而得到期望获得的、带宽较小的已调信号。

可选地，所述从满足第一调制条件的调制指数范围中确定目标调制指数，包括：

根据所述第一调制条件，从存储的调制条件与调制指数范围之间的对应关系中，获取对应的调制指数范围；

从获取的调制指数范围中随机选择一个调制指数作为所述目标调制指数。

其中，第一调制条件可以是一个指定的数值范围，因此，根据该第一调制条件，可以确定与之对应的调制指数范围，并且可以根据调制需求，从该调制指数范围中选择一个想要达到的调制指数，将其作为目标调制指数。

在本发明实施例中，由于目标调制指数用于控制期望获得的已调信号的信号带宽，因此，根据第一调制条件，确定调制指数范围，并从调制指数范围中选择目标调制指数，可以实现对最终获得的已调信号的信号带宽的控制，也即是，从调制指数范围中选择不同的调制指数作为目标调制指数，将得到不同信号带宽的已调信号。

可选地，所述根据所述目标频率差和所述目标调制指数，确定目标子载波，包括：

根据所述目标频率差确定所述目标子载波的频率；

根据所述目标频率差和所述目标调制指数，确定所述目标子载波的振幅值；

根据所述目标子载波的频率和振幅值确定所述目标子载波。

需要说明的是，由于目标频率差为期望获得的已调信号的频谱中预设载波的频率与一阶谐波的频率之间的差值，因此，根据该目标频率差确定目标子载波的频率，相当于确定期望获得的已调信号的频谱中谐波分量的频率。之后，根据该目标频率差和目标调制指数确定目标子载波的振幅值，也即是，确定能够满足第一调制条件和第一数据率的目标子载波的振幅值。当目标子载波的频率和振幅值均确定，目标子载波即确定。

在本发明实施例中，由于目标子载波是通过目标频率差和目标调制指数确定的，因此，当利用该目标子载波对预设载波的频率进行调制，得到的已调信号将是期望获得的已调信号。

可选地，所述根据所述目标频率差和所述目标调制指数，确定所述目标子载波的振幅值，包括：

根据所述目标频率差和所述目标调制指数，从存储的频率差、调制指数和振幅值之间的对应关系中，获取对应的振幅值；

将获取到的振幅值确定为所述目标子载波的振幅值。

需要说明的是，在信号调制过程中，为了更方便更快捷的确定目标子载波的振幅值，可以预先确定多个频率差、调制指数和振幅值的对应关系，并将其进行存储。当确定目标子载波的振幅值时，则可以根据目标频率差和目标调制指数，直接从存储的频率差、调制指数和振幅值之间的对应关系中获取对应的振幅值。

可选地，所述根据所述目标频率差和所述目标调制指数，从存储的频率差、调制指数和振幅值之间的对应关系中，获取对应的振幅值之前，还包括：

通过贝塞尔函数与调制指数之间的关系，确定满足所述第一调制条件的调制指数范围；

根据所述目标频率差，确定所述目标子载波的频率；

根据所述目标子载波的频率，确定多个调制指数，所述多个调制指数为所述目标子载波的振幅取多个不同的振幅值时得到的调制指数；

从所述多个调制指数中选择位于所述调制指数范围内的调制指数；

将所述目标频率差、选择的调制指数和选择的调制指数对应的振幅值存储在所述频率差、调制指数和振幅值之间的对应关系中。

需要说明的是，由于确定目标子载波的振幅值需要从存储的频率差、调制指数和振幅值之间的对应关系中进行获取，因此，在获取之前，需要先得到该对应关系。

在本发明实施例中，根据第一调制条件，通过贝塞尔函数确定调制指数范围；之后，由于目标子载波的频率已经确定，因此，为目标子载波取不同的振幅值，确定多个不同子载波，并由此确定多个调制指数。根据前述确定的调制指数范围，从多个调制指数中选择位于调制指数范围内的调制指数，从而得到频率差、调制指数和振幅值之间的对应关系，当进行信号调制时，只需根据目标频率差和目标调制指数就可直接确定目标子载波，为信号调制带来了便利。

可选地，所述第一调制条件包括以下条件中的至少一个：

第一信号频谱中所述预设载波的信号幅度值与第二信号频谱中的信号幅度值之间的差值大于第一数值，所述第一信号频谱为基带数字信号发送1时所述期望获得的已调信号的频谱，所述第二信号频谱为基带数字信号发送0时所述期望获得的已调信号的频谱；

所述第一信号频谱中一阶谐波的信号幅度值与所述第二信号频谱中的信号幅度值之间的差值小于第二数值；

所述第一信号频谱中二阶谐波及其更高阶谐波的信号幅度值相较于所述第二信号频谱中的信号幅度值被压制第三数值。

需要说明的是，当已调信号满足该第一调制条件时，二阶谐波及其更高阶谐波将可以被忽略，也即是，该已调信号的信号带宽将被限制在两个一阶谐波的频率范围之内。

在本发明实施例中，由于该第一调制条件是根据需求确定的，而不同的第一调制条件将对应不同的调制指数，也即是，不同的第一调制条件将得到不同的已调信号的信号带宽，因此，可以根据设置不同的第一调制条件来控制最终得到的已调信号的信号带宽。

第二方面，提供了一种信号调制的装置，所述信号调制装置具有实现上述第一方面中信号调制方法的功能。该信号调制装置包括至少一个模块，该至少一个模块用于实现上述第一方面所提供的信号调制方法。

第三方面，本发明实施例提供了一种计算机存储介质，用于储存上述信号调制装置所用的计算机软件指令，或存储用于执行上述第二方面的信号调制装置所涉及的程序。

上述本发明实施例第二方面和第三方面所获得的技术效果与第一方面中对应的技术手段获得的技术效果近似，在这里不再赘述。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：在本发明实施例中，第一数据率是根据用户需求确定的，也即是，基带数字信号经过调制以后，期望达到的、能够满足用户需求的数据率。另外，第一调制条件是期望获得的已调信号需要满足的条件，假设已调信号满足该第一调制条件，则该已调信号的信号带宽将被限制在较窄的范围之内，因此，根据第一数据率和第一调制条件来确定调制过程中用于控制预设载波频率的目标子载波，从而对预设载波的频率进行调制，可以得到期望获得的、带宽较小的已调信号，也即是，根据本发明实施例的信号调制方法对信号进行调制，可以根据需求将已调信号的信号带宽控制在较窄的范围之内，从而有效的提高频谱效率。

附图说明

图1a是本发明实施例提供的ook调制原理示意图；

图1b是本发明实施例提供的fm调制原理示意图；

图2是本发明实施例提供的一种信号调制方法的应用场景图；

图3是本发明实施例提供的一种发射机的结构示意图；

图4a是根据一示例性实施例示出的一种信号调制方法的流程图；

图4b是本发明实施例提供的一种贝塞尔函数曲线图；

图4c是根据一示例性实施例示出的一种三角波数字化示意图；

图5是根据一示例性实施例示出的一种信号调制装置的框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图2是根据一示例性实施例示出的一种信号调制方法的应用场景图。如图2所示，在该应用场景中包括心电图传感器201、脉搏传感器202、运动传感器203、个人移动设备204、基站205、终端206、智能冰箱207、固定电话208。

随着科学技术的发展，人体健康监测系统已逐渐进入人们的生活。通过人体随身佩戴的心电图传感器201、脉搏传感器202、运动传感器203等监测设备，可以测得人体性征参数。之后，监测设备可以通过紫蜂(zigbee)协议与个人移动设备204连接，进行信息交互。同时，该个人移动设备204还可以通过蓝牙(bluetooth)协议或者无线局域网(wirelesslocalareanetworks，wlan)协议与终端206连接，或者通用分组无线服务技术(generalpacketradioservice，gprs)与基站205进行通信，从而实现对家庭中诸如智能冰箱207、固定电话208等智能家居设备的控制。其中，当监测设备与个人移动设备204通过zigbee协议进行通信，或者当个人移动设备204与终端206通过bluetooth或wlan或通信，或者个人移动设备通过gprs与基站205进行通信时，均可以采用本发明实施例提供的信号调制方法对要发送的基带数字信号进行调制，且发送信号的设备中均可以包含有本发明实施例提供的信号调制装置。当然，实际应用中，本发明实施例提供的信号调制方法还可以应用于其他应用场景，比如，在办公场所中，通过超宽带进行连接的多台计算机、打印机和无绳电话等等。

图3是根据一示例性实施例示出的一种采用本发明实施例的信号调制方法将信号进行发射的发射机，如图3所示，该发射机包括参考信号端01、基带数字信号端02、控制字端03、混合型锁相环04、增益控制模块05、功率放大器06和差分积分调制器07。其中，混合型锁相环04包括电荷泵/鉴频鉴相器11、低通滤波器12、数控/压控振荡器13、二进制鉴相器14、数字滤波器15、差分积分调制器16、温度码控制模块17、电流模式逻辑电路18和分频器19，其中，电荷泵/鉴频鉴相器11、低通滤波器12、数控/压控振荡器13组成混合型锁相环04的模拟支路，二进制鉴相器14、数字滤波器15、差分积分调制器16、温度码控制模块17和数控/压控振荡器13组成混合型锁相环04的数字支路。

需要说明的是，参考信号端01与电荷泵鉴频鉴相器11的输入端11a以及二进制鉴相器14的输入端14a连接，电荷泵鉴频鉴相器11的输出端11b与低通滤波器12的输入端12a，低通滤波器12的输出端12b与数控/压控振荡器13的输入端13a连接。二进制鉴相器14的输出端14b与数字滤波器15的输入端15a连接，数字滤波器15的输出端15b与差分积分调制器16的输入端16a连接，差分积分调制器16的输出端16b与温度码控制模块17的输入端17a连接，温度码控制模块17的输出端17b与数控/压控振荡器13的输入端13a连接。基带数字信号端02与增益控制模块05的输入端05a连接，增益控制模块05的输出端05b与数控/压控振荡器13的输入端13a连接，控制字端03与数控/压控振荡器13的输入端13a连接。数控/压控振荡器13的输出端13b与功率放大器06的输入端06a连接，同时，数控/压控振荡器13的输出端13b还与电流模式逻辑电路18的输入端18a连接，电流模式逻辑电路18的输出端18b与分频器19的输入端19a连接，分频器19的输出端19b与电荷泵鉴频鉴相器11的输入端11a以及二进制鉴相器14的输入端14a连接。另外，控制字端03还可以与差分积分调制器07的输入端07a连接，差分积分调制器07的输出端07b与分频器19的输入端19a连接。

在实际应用中，参考信号端01输出的参考信号与分频器19输出的反馈信号分别输入模拟支路和数字支路，在模拟支路中，电荷泵鉴频鉴相器11将参考信号和反馈信号的相位或者频率进行比较，得到相位差或频率差，并将该相位差或频率差转化成电流信号后输出，低通滤波器12将该电流信号转化为控制电压输出，该控制电压用于控制数控/压控振荡器13的振荡频率。在数字支路中，二进制鉴相器14将反馈信号和参考信号进行比较，得到相位差或频率差，并将该相位差或频率差转化为电压信号，以驱动数字滤波器15，经数字滤波器15滤波后得到的信号，通过差分积分调制器16后，由温度码控制模块17来控制数控/压控振荡器13的振荡频率。

基带数字信号端输出基带数字信号，该基带数字信号通过增益控制模块05后输入数控/压控振荡器13，以控制信号产生不同的频偏。经数控/压控振荡器13输出的已调信号经功率放大器06输出恒包络的信号，同时，经数控/压控振荡器13输出的已调信号通过电流模式逻辑电路18和分频器19分频，作为反馈信号输入混合型锁相环04的输入端。

在本发明实施例提供的发射机中，采用混合型锁相环来稳定信号频率，相较于全数字锁相环，降低了设计的复杂性，相较于模拟锁相环而言，则减小了漏电和芯片面积，另外，在本发明实施例提供的发射机中，基带数字信号仅通过增益控制模块直接加在数控/压控振荡器上，而在两点调制中，基带数字信号在输入压控振荡器进行高点调制的同时，还需要通过晶体振荡器进行低点调制，以保证良好的低频响应，并且由于既要通过压控振荡器，又要经过晶体振荡器，因此需要进行增益匹配。本发明实施例中提供的发射机，相较于两点调制，省去了采用晶体振荡器进行调制的低频响应过程，也即是，本发明实施例中仅采用了两点调制中的高点调制，因此，也就无需再进行两点调制的增益匹配，减少了设计的复杂性。另外，本发明实施例提供的发射机由于系统复杂度降低，因此采用低电源电压的设计，保证低功耗。

图4a是根据一示例性实施例示出的一种信号调制方法的流程图，参见图4a，该方法包括：

步骤401：根据第一数据率确定通过预设载波承载基带数字信号时的目标频率差，该第一数据率为期望获得的已调信号能够达到的数据率，该目标频率差为期望获得的已调信号的频谱中预设载波的频率与一阶谐波的频率之间的差值。

通常情况下，通信信道允许通过的信号的频带宽度被称为信道带宽。当该通过的信号为数字信号时，信道带宽通过数据率进行表征。在无线通信系统中，由于频带资源紧张，因此，通过基带数字信号对预设载波进行调制后得到的模拟已调信号就不能有过高的信号带宽，由于目前的无线通信系统包含大量的数字设备，因此，一般情况下，信道带宽采用数据率表征，这样，得到的模拟已调信号就需要通过采样转化为数字已调信号。当模拟已调信号的信号带宽较小时，相应地，通过对该模拟的已调信号进行采样得到的数字已调信号，在传输时也就不会有过高的数据率。

基于上述关系，当对基带数字信号进行载波调制时，可以根据带宽需求，确定第一数据率，该第一数据率也即是期望获得的已调信号能够达到的数据率，根据该第一数据率，就可以确定期望获得的模拟已调信号的信号带宽。将该信号带宽的二分之一确定为目标频率差，由于该目标频率差为期望获得的已调信号的频谱中预设载波的频率与一阶谐波的频率之间的差值，因此，相当于将该期望获得的已调信号的信号带宽限制在了两个一阶谐波的频率范围之内。

例如，当根据第一数据率确定的信号带宽为2fm，预设载波的频率为fc时，那么，就将目标频率差确定为fm，也即是，期望获得的已调信号的频谱中预设载波fc与一阶谐波的频率之间的差值即为fm，由于期望获得的已调信号的信号带宽为2fm，因此，相当于将信号带宽限制在了fc-fm和fc+fm之间。

当确定了目标频率差之后，可以通过步骤402来确定目标调制指数，并由此通过步骤403确定目标子载波，以使基带数字信号通过调制后得到的已调信号即为期望获得的已调信号。

步骤402：从满足第一调制条件的调制指数范围中确定目标调制指数，该目标调制指数用于控制期望获得的已调信号的带宽。

基于步骤401中的描述，当确定目标频率差之后，还需要通过第一调制条件确定目标调制指数，以方便后续进一步地确定目标子载波，从而得到期望获得的已调信号。

需要说明的是，该第一调制条件可以包括以下条件中的至少一个：

(1)第一信号频谱中预设载波的信号幅度值与第二信号频谱中的信号幅度值之间的差值大于第一数值；

(2)第一信号频谱中一阶谐波的信号幅度值与第二信号频谱中的信号幅度值之间的差值小于第二数值；

(3)第一信号频谱中二阶谐波及其更高阶谐波的信号幅度值相较于第二信号频谱中的信号幅度值被压制第三数值。

其中，第一信号频谱为基带数字信号发送1时期望获得的已调信号的频谱，第二信号频谱为基带数字信号发送0时期望获得的已调信号的频谱。第一数值、第二数值和第三数值是可以根据不同的标准和需求进行确定。例如，在本发明实施例中，可以将第一数值确定为10db(分贝)，第二数值确定为7dbm(分贝毫伏)，第三数值确定为19db。

当然，为了确定的调制指数范围更准确，从而更好的通过目标调制指数来控制已调信号的信号带宽，该第一调制条件也可以包括上述三个条件中的任意两个或者包括上述全部三个条件，当该第一调制条件包括的条件越多，利用该第一调制条件确定的目标子载波对预设载波调制后，得到的已调信号的信号带宽将越符合期望获得的已调信号的信号带宽。

需要说明的是，该第一调制条件是本发明实施例提供的期望获得的已调信号满足的调制条件。也即是，当基带数字信号发送1时，获得已调信号的第一信号频谱，当基带数字信号发送0时，获得已调信号的第二信号频谱，该第一信号频谱中各频率对应的信号幅度值与第二信号频谱中的信号幅度值只有在满足该第一调制条件时，才能实现步骤401通过第一数据率控制带宽的目的。

进一步地，假设基带数字信号通过调制后获得的已调信号满足该第一调制条件时，由于二阶及其更高阶谐波得到了大幅度的压制，因此，在传输该已调信号时，就可以将该二阶及其更高阶谐波忽略，也即是，相当于传输时，该已调信号的信号带宽就是两个一阶谐波对应的频率之间的频率差。也即是，如果已调信号的频谱中各频率分量对应的信号幅度值能够满足该第一调制条件，就相当于保证了能够使该已调信号的信号带宽满足第一数据率。

例如，该第一调制条件可以包括上述条件中的(2)和(3)，也即是，确定的调制指数范围必须同时满足(2)和(3)，只有这样，从该调制指数范围内确定的目标调制指数，才能控制最终获得的已调信号的信号带宽满足第一数据率。

由于该第一调制条件是关于信号幅度值的数值范围，因此，根据该第一调制条件可以确定调制指数范围。当第一调制条件不同时，也就对应不同的调制指数范围。因此，从满足第一调制条件的调制指数范围中确定目标调制指数的实现方式可以为：根据第一调制条件，从存储的调制条件与调制指数范围之间的对应关系中，获取对应的调制指数范围；之后，从获取的调制指数范围中随机选择一个调制指数作为目标调制指数。

需要说明的是，由于调制指数范围是从存储的调制条件和调制指数范围之间的对应关系中获取的，因此，在获取该调制指数范围之前，需要先根据不同的第一调制条件，确定多个调制条件和调制指数范围之间的对应关系。其中，根据第一调制条件，可以通过贝塞尔函数曲线中调制指数和各频率分量的信号幅度值之间的关系，来确定调制条件和调制指数范围之间的对应关系。

其中，由于第一调制条件中可以包括多个用于限定预设载波和谐波的信号幅度值的条件，因此，可以根据贝塞尔函数曲线中调制指数和各频率分量的信号幅度值的关系，确定满足每个条件时所对应的调制指数范围，从而得到多个调制指数范围；之后，将确定的多个调制指数范围的交集确定为该第一调制条件对应的调制指数范围，并将该第一调制条件和确定的调制指数范围存储在调制条件和调制指数范围之间的对应关系中。

可选地，为了节省信号调制装置的系统资源，也可以根据第一调制条件，直接通过贝塞尔函数曲线来确定调制指数范围，而不必对调制条件与调制指数范围之间的对应关系进行存储。

图4b是本发明实施例提供的贝塞尔函数曲线，假设当前的第一调制条件为二阶及其更高阶谐波被压制7db以上，则由图4b可以看出，当调制指数在1到1.5之间取值时，预设载波对应的信号幅度值与二阶谐波对应的信号幅度值之间的差值均在7db以上，此时，该第一调制条件对应的调制指数范围即为1～1.5。

可选地，由于该调制指数范围是根据第一调制条件确定的，因此，在该调制指数范围之内的调制指数均能够满足调制要求。而调制指数的大小又决定了频偏的大小，调制指数越大，频偏则越大，也即是，当基带数字信号经过调制后获得的已调信号在未根据第一调制条件对二阶谐波及更高阶谐波进行忽略之前，该已调信号的真实信号带宽将越宽。因此，为了获得的理想的已调信号的真实带宽，也可以从获取的调制指数中根据需求选择对应的调制指数作为目标调制指数。

步骤403：根据目标频率差和目标调制指数，确定目标子载波，该目标子载波用于对预设载波的频率进行控制。

在信号调制过程中，由于预设载波的频率是要靠目标子载波进行控制的，而且，在获得的已调信号的频谱中，各频率分量对应的即是预设载波和目标子载波的频率，因此，当确定目标频率差和目标调制指数后，可以根据该目标频率差和目标调制指数来确定目标子载波；根据目标子载波的频率和振幅值确定目标子载波。

其中，根据目标频率差和目标调制指数，确定目标子载波的实现方式可以为：根据目标频率差确定目标子载波的频率；根据目标频率差和目标调制指数，从存储的频率差、调制指数和振幅值之间的对应关系中，获取对应的振幅值，并将获取的振幅值确定为目标子载波的振幅值。

另外，通过对单一正弦波、单一锯齿波和由多个整数倍频率正弦波叠加而成的正弦信号的频谱和时域波形进行对比发现，由多个整数倍频率正弦波叠加而成的正弦信号的频谱带宽最窄，因此，选取由多个整数倍频率正弦波叠加而成的正弦信号作为目标子载波，假设该目标子载波的时域表达式为a1sin(ωmt)+a2sin(2ωmt)+a3sin(3ωmt)，其中，a1、a2和a3为该目标子载波的振幅。根据目标频率差，确定该目标子载波的频率，也即是使ωm＝2πfm。之后，则根据该确定的目标子载波的频率和目标调制指数，从存储的频率差、调制指数和振幅值之间的对应关系中，确定a1、a2和a3。

由于在真实的信号调制过程中，不便于通过多次验证来确定目标子载波的振幅值，因此，在确定该目标子载波的振幅值之前，可以预先确定并存储多个频率差、调制指数和振幅值之间的对应关系，当进行信号调制时，则可以直接根据上述实现方式从中选择对应的振幅值。

其中，确定并存储多个频率差、调制指数和振幅值之间的对应关系的操作方式可以为：通过贝塞尔函数与调制指数之间的关系，确定满足第一调制条件的调制指数范围；根据目标子载波的频率，确定多个调制指数，多个调制指数为目标子载波的振幅取多个不同的振幅值时得到的调制指数；从多个调制指数中选择位于调制指数范围内的调制指数；将目标频率差、选择的调制指数和选择的调制指数对应的振幅值存储在频率差、调制指数和振幅值之间的对应关系中。

根据该贝塞尔函数曲线中调制指数和各频率分量的信号幅度值的关系，可以通过第一调制条件确定调制指数范围；由于目标子载波的频率已经确定，因此，只需要确定目标子载波的振幅值，就可以确定该目标子载波。当调制指数确定后，为目标子载波的振幅取多个不同的振幅值，确定多个目标子载波；利用该多个目标子载波，通过模拟的方法，对同一个基带数字信号进行调制，测得该利用该多个目标子载波进行调制对应的多个调制指数，从该多个调制指数中选择位于调制指数范围的调制指数，然后将目标频率差、选择的调制指数和选择的调制指数对应的振幅值存储在频率差、调制指数和振幅值之间的对应关系中。

进一步地，在实际的信号调制过程中，子载波往往采用数字编码，对于上述由多个整数倍频率的正弦波叠加而成的正弦信号，在将其数字化时就需要很高的过采样时钟，不容易实现。而相较于正弦信号和其他形状，三角波则具有更好的频谱特性，考虑到将子载波数字化的可操作性，在选择目标子载波的形状时，也可以选择三角波。

图4c是本实施例提供的一种三角波数字化过程图，如图4c所示，当目标子载波的形状为三角波时，首先，通过基带数字信号对目标子载波进行控制。当基带数字信号发送1时，输出目标子载波本身，当基带数字信号发送0时，则输出振幅值为0的直线。之后，将该控制后得到的目标子载波通过数字锁相环进行采样数字化，并通过快速傅里叶变换得到最后一行所示的数字化结果。最后，通过该数字化的三角波控制预设载波的频率，即可以得到基带数字信号对应的已调信号。

在实际应用中，当采用图3所示的发射机对信号进行发送时，基带数字信号端02产生基带数字信号，并输入增益控制模块05，该基带数字信号控制增益控制模块05中的门电路，并最终由增益控制模块05的输出端05b输出数字化的目标子载波。

步骤404：根据预设载波和目标子载波，对基带数字信号进行调制。

当确定目标子载波后，通过该目标子载波对预设载波的频率进行控制，其中，参见图4c，当基带数字信号发送1时，则通过确定的目标子载波对预设载波的频率进行控制，相当于输出一个fm波，当基带数字信号发送0时，则保持预设载波的频率不变，即输出预设载波本身。

基于步骤401-403的描述，由于目标子载波是由期望获得的已调信号的数据率以及第一调制条件反推确定的，因此，通过该目标子载波对预设载波的频率进行控制，输出的已调信号即为期望获得的已调信号。

在实际信号调制过程中，当采用本发明实施例提供的信号调制方法，通过图3所示的发射机发送信号时，基带数字信号直接加在增益控制模块05上，当基带数字信号发送1时，目标子载波保持不变，当基带数字信号发送0时，则振幅频率均为0。之后，由增益控制模块05输出上述调制过的数字化的目标子载波。该数字化的目标子载波进入数控/压控振荡器13，对数控/压控振荡器13产生的预设载波的频率进行调制，调制后得到的已调信号通过恒包络的功率放大器06输出，从而得到恒包络的已调信号。

综上所述，在本发明实施例中，第一数据率是根据用户需求确定的，也即是，基带数字信号经过调制以后，期望达到的、能够满足用户需求的数据率。另外，第一调制条件是期望获得的已调信号需要满足的条件，假设已调信号满足该第一调制条件，则该已调信号的信号带宽将被限制在较窄的范围之内，因此，根据第一数据率和第一调制条件来确定调制过程中用于控制预设载波频率的目标子载波，从而对预设载波的频率进行调制，可以得到期望获得的、带宽较小的已调信号，也即是，根据本发明实施例的信号调制方法对信号进行调制，可以根据需求将已调信号的信号带宽控制在较窄的范围之内，从而有效的提高频谱效率。另外，由于本发明实施例提供的信号调制方法在基带数字信号发送1时，对预设载波的频率进行控制，而发送0时，则输出预设载波本身，因此，本发明实施例获得的已调信号相当于是fm波和ook波的结合，既具有ook实现简单功耗低的优点，同时又具有fm抗噪声性能好的优点。

图5是根据一示例性实施例示出的一种信号调制装置的框图，参见图5，该信号调制装置包括：处理模块501。

其中，处理模块501用于执行上述实施例中的步骤401-步骤404。

可选地，处理模块501还用于：

根据第一调制条件，从存储的调制条件与调制指数范围之间的对应关系中，获取对应的调制指数范围；

从获取的调制指数范围中随机选择一个调制指数作为目标调制指数。

可选地，处理模块501还用于：

根据目标频率差确定目标子载波的频率；

根据目标频率差和目标调制指数，确定目标子载波的振幅值；

根据目标子载波的频率和振幅值确定目标子载波。

可选地，处理模块501还用于：

根据目标频率差和目标调制指数，从存储的频率差、调制指数和振幅值之间的对应关系中，获取对应的振幅值；

将获取到的振幅值确定为目标子载波的振幅值。

可选地，处理模块501还用于：

通过贝塞尔函数与调制指数之间的关系，确定满足第一调制条件的调制指数范围；

根据目标子载波的频率，确定多个调制指数，多个调制指数为目标子载波的振幅取多个不同的振幅值时得到的调制指数；

从多个调制指数中选择位于调制指数范围内的调制指数；

将目标频率差、选择的调制指数和选择的调制指数对应的振幅值存储在频率差、调制指数和振幅值之间的对应关系中。

需要说明的是，第一调制条件包括以下条件中的至少一个：

第一信号频谱中预设载波的信号幅度值与第二信号频谱中的信号幅度值之间的幅度差大于第一数值，第一信号频谱为基带数字信号发送1时期望获得的已调信号的频谱，第二信号频谱为基带数字信号发送0时期望获得的已调信号的频谱；

第一信号频谱中一阶谐波的信号幅度值与第二信号频谱中的信号幅度值之间的差值小于第二数值；

第一信号频谱中二阶谐波及其更高阶谐波的信号幅度值相较于第二信号频谱中的信号幅度值被压制第三数值。

在本发明实施例中，第一数据率是根据用户需求确定的，也即是，基带数字信号经过调制以后，期望达到的、能够满足用户需求的数据率。另外，制定了第一调制条件，该第一调制条件是期望获得的已调信号需要满足的条件，假设已调信号满足该第一调制条件，则该已调信号的信号带宽将被限制在较窄的范围之内，因此，根据第一数据率和第一调制条件来确定调制过程中用于控制预设载波频率的目标子载波，从而对预设载波的频率进行调制，可以得到期望获得的，带宽较小的已调信号，也即是，根据本发明实施例的信号调制方法对信号进行调制，可以根据需求将已调信号的信号带宽控制在较窄的范围之内，从而有效的提高频谱效率。另外，由于本发明实施例提供的信号调制方法在基带数字信号发送1时，对预设载波的频率进行控制，而发送0时，则输出预设载波本身，因此，本发明实施例获得的已调信号相当于是fm波和ook波的结合，既具有ook实现简单功耗低的优点，同时又具有fm抗噪声性能好的优点。

需要说明的是：上述实施例提供的信号调制装置在对基带数字信号进行调制时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的信号调制装置与信号调制方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成。图5中所描述的处理模块501可以通过处理器实现。所述信号调制装置还可以包括存储器，可以用于存储程序代码和数据。所述信号调制装置中的各个组件耦合在一起，用于实现如图4a-4c所描述的实施例中所涉及的信号调制方法。上述实施例的全部或部分步骤也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。