調(diào)制方式

2024年3月30日發(fā)(作者：身邊的科學(xué)作文)

調(diào)制方式

概述

1、ASK--又稱(chēng)幅移鍵控法

2、PSK--又稱(chēng)相移鍵控法

3、FSK--又稱(chēng)頻移鍵控法

4、QAM--又稱(chēng)正交幅度調(diào)制法

5、MSK--又稱(chēng)最小移頻鍵控法

6、GMSK--又稱(chēng)高斯濾波最小移頻鍵控法

7、OFDM -- 正交頻分復(fù)用調(diào)制

概述

11Mbps DSSS物理層采用補(bǔ)碼鍵控(CCK)調(diào)制模式。CCK與現(xiàn)有的IEEE802.11 DSSS具有相同的信道方案，

在2.4GHz ISM頻段上有三個(gè)互不干擾的獨(dú)立信道，每個(gè)信道約占25MHz。因此，CCK具有多信道工作特性。

在通信原理中把通信信號(hào)按調(diào)制方式可分為調(diào)頻、調(diào)相和調(diào)幅三種。數(shù)字傳輸?shù)某Ｓ谜{(diào)制方式主要分為： 正

交振幅調(diào)制（QAM）：調(diào)制效率高，要求傳送途徑的信噪比高，適合有線電視電纜傳輸。 鍵控移相調(diào)制（QPSK）：

調(diào)制效率高，要求傳送途徑的信噪比低，適合衛(wèi)星廣播。 殘留邊帶調(diào)制（VSB）：抗多徑傳播效應(yīng)好（即消

除重影效果好），適合地面廣播。 編碼正交頻分調(diào)制（COFDM）：抗多徑傳播效應(yīng)和同頻干擾好，適合地面

廣播和同頻網(wǎng)廣播。 世廣數(shù)字衛(wèi)星廣播系統(tǒng)的下行載波的調(diào)制技術(shù)采用TDM QPSK調(diào)制體制。它比編碼正

交頻分多路復(fù)用（COFDM）調(diào)制技術(shù)更適合衛(wèi)星的大面積覆蓋。 通信的最終目的是在一定的距離內(nèi)傳遞信

息。雖然基帶數(shù)字信號(hào)可以在傳輸距離相對(duì)較近的情況下直接傳送，但如果要遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)，特別是在無(wú)線或光

纖信道上傳輸時(shí)，則必須經(jīng)過(guò)調(diào)制將信號(hào)頻譜搬移到高頻處才能在信道中傳輸。為了使數(shù)字信號(hào)在有限帶寬的高

頻信道中傳輸，必須對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行載波調(diào)制。如同傳輸模擬信號(hào)時(shí)一樣，傳輸數(shù)字信號(hào)時(shí)也有三種基本的調(diào)制

方式：幅移鍵控(ASK)、頻移鍵控(FSK)和相移鍵控(PSK)。它們分別對(duì)應(yīng)于用載波（正弦波）的幅度、頻率和相

位來(lái)傳遞數(shù)字基帶信號(hào)，可以看成是模擬線性調(diào)制和角度調(diào)制的特殊情況。 理論上，數(shù)字調(diào)制與模擬調(diào)制在

本質(zhì)上沒(méi)有什么不同，它們都是屬正弦波調(diào)制。但是，數(shù)字調(diào)制是調(diào)制信號(hào)為數(shù)字型的正弦波調(diào)制，而模擬調(diào)制

則是調(diào)制信號(hào)為連續(xù)型的正弦波調(diào)制。 在數(shù)字通信的三種調(diào)制方式（ASK、FSK、PSK)中，就頻帶利用率和

抗噪聲性能（或功率利用率）兩個(gè)方面來(lái)看，一般而言，都是PSK系統(tǒng)最佳。所以PSK在中、高速數(shù)據(jù)傳輸中

得到了廣泛的應(yīng)用。

1、ASK--又稱(chēng)幅移鍵控法

載波幅度是隨著調(diào)制信號(hào)而變化的。其最簡(jiǎn)單的形式是，載波在二進(jìn)制調(diào)制信號(hào)控制下通斷， 這種方式還可

稱(chēng)作通-斷鍵控或開(kāi)關(guān)鍵控(OOK) 。 l 調(diào)制方法：用相乘器實(shí)現(xiàn)調(diào)制器。 l 調(diào)制類(lèi)型：2ASK,MASK。

l 解調(diào)方法：相干法，非相干法。 MASK，又稱(chēng)多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制法。在二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制中每個(gè)符號(hào)只能表示0

和1(+1或-1)。但在許多實(shí)際的數(shù)字傳輸系統(tǒng)中卻往往采用多進(jìn)制的數(shù)字調(diào)制方式。與二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)相比，

多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)具有如下兩個(gè)特點(diǎn)： 第一：在相同的信道碼源調(diào)制中，每個(gè)符號(hào)可以攜帶log2M比特信息，

因此，當(dāng)信道頻帶受限時(shí)可以使信息傳輸率增加，提高了頻帶利用率。但由此付出的代價(jià)是增加信號(hào)功率和實(shí)現(xiàn)

上的復(fù)雜性。 第二，在相同的信息速率下，由于多進(jìn)制方式的信道傳輸速率可以比二進(jìn)制的低，因而多進(jìn)制信號(hào)

碼源的持續(xù)時(shí)間要比二進(jìn)制的寬。加寬碼元寬度，就會(huì)增加信號(hào)碼元的能量，也能減小由于信道特性引起的碼間

干擾的影響等。 二進(jìn)制2ASK與四進(jìn)制MASK調(diào)制性能的比較： 在相同的輸出功率和信道噪聲條件下，

MASK的解調(diào)性能隨信噪比惡化的速度比OOK要迅速得多。這說(shuō)明MASK應(yīng)用對(duì)SNR的要求比普通OOK要高。

在相同的信道傳輸速率下M電平調(diào)制與二電平調(diào)制具有相同的信號(hào)帶寬。即在符號(hào)速率相同的情況下，二者具有

相同的功率譜。 雖然，多電平MASK調(diào)制方式是一種高效率的傳輸方式，但由于它的抗噪聲能力較差，尤

其是抗衰落的能力不強(qiáng)，因而它一般只適宜在恒參信道下采用。

2、PSK--又稱(chēng)相移鍵控法

根據(jù)數(shù)字基帶信號(hào)的兩個(gè)電平使載波相位在兩個(gè)不同的數(shù)值之間切換的一種相位調(diào)制方法。 產(chǎn)生PSK

信號(hào)的兩種方法： 1)、調(diào)相法：將基帶數(shù)字信號(hào)（雙極性）與載波信號(hào)直接相乘的方法： 2)、選擇法：

用數(shù)字基帶信號(hào)去對(duì)相位相差180度的兩個(gè)載波進(jìn)行選擇。 兩個(gè)載波相位通常相差180度，此時(shí)稱(chēng)為反向鍵

控（PSK）。 S PSK =AS DIG (T)COS(W 0 T+O 0 ) 式中：S DIG (T)=1或-1 l 解調(diào)方法：只能采用相

干解調(diào)。 l 類(lèi)型：二進(jìn)制相移鍵控（2PSK)，多進(jìn)制相移鍵控（MPSK)。

3、FSK--又稱(chēng)頻移鍵控法

FSK是信息傳輸中使用得較早的一種調(diào)制方式,它的主要優(yōu)點(diǎn)是: 實(shí)現(xiàn)起來(lái)較容易,抗噪聲與抗衰減的性能較

好。在中低速數(shù)據(jù)傳輸中得到了廣泛的應(yīng)用。所謂FSK就是用數(shù)字信號(hào)去調(diào)制載波的頻率。 l 調(diào)制方法：

2FSK可看作是兩個(gè)不同載波頻率的ASK以調(diào)信號(hào)之和。 l 解調(diào)方法：相干法和非相干法。 l 類(lèi)型：

二進(jìn)制移頻鍵控(2FSK)，多進(jìn)制移頻鍵控(MFSK)。 在上述三種基本的調(diào)制方法之外，隨著大容量和遠(yuǎn)距離

數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了一些新的問(wèn)題，主要是信道的帶寬限制和非線性對(duì)傳輸信號(hào)的影響。在這種情況下，

傳統(tǒng)的數(shù)字調(diào)制方式已不能滿(mǎn)足應(yīng)用的需求，需要采用新的數(shù)字調(diào)制方式以減小信道對(duì)所傳信號(hào)的影響，以便在

有限的帶寬資源條件下獲得更高的傳輸速率。這些技術(shù)的研究，主要是圍繞充分節(jié)省頻譜和高效率的利用頻帶展

開(kāi)的。多進(jìn)制調(diào)制，是提高頻譜利用率的有效方法，恒包絡(luò)技術(shù)能適應(yīng)信道的非線性，并且保持較小的頻譜占用

率。 從傳統(tǒng)數(shù)字調(diào)制技術(shù)擴(kuò)展的技術(shù)有最小移頻鍵控（MSK）、高斯濾波最小移頻鍵控（GMSK）、正交幅度

調(diào)制（QAM）、正交頻分復(fù)用調(diào)制（OFDM）等等。

4、QAM--又稱(chēng)正交幅度調(diào)制法

在二進(jìn)制ASK系統(tǒng)中，其頻帶利用率是1bit／s·Hz，若利用正交載波調(diào)制技術(shù)傳輸ASK信號(hào)，可使頻帶利用

率提高一倍。如果再把多進(jìn)制與其它技術(shù)結(jié)合起來(lái)，還可進(jìn)一步提高頻帶利用率。能夠完成這種任務(wù)的技術(shù)稱(chēng)為

正交幅度調(diào)制（QAM）。它是利用正交載波對(duì)兩路信號(hào)分別進(jìn)行雙邊帶抑制載波調(diào)幅形成的。通常有二進(jìn)制 QAM，

四進(jìn)制QAM（16QAM），八進(jìn)制QAM（64QAM），……等。

5、MSK--又稱(chēng)最小移頻鍵控法

當(dāng)信道中存在非線性的問(wèn)題和帶寬限制時(shí)，幅度變化的數(shù)字信號(hào)通過(guò)信道會(huì)使己濾除的帶外頻率分量恢復(fù)，

發(fā)生頻譜擴(kuò)展現(xiàn)象，同時(shí)還要滿(mǎn)足頻率資源限制的要求。因此，對(duì)己調(diào)信號(hào)有兩點(diǎn)要求，一是要求包絡(luò)恒定；二

是具有最小功率譜占用率。因此，現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)的發(fā)展方向是最小功率譜占有率的恒包絡(luò)數(shù)字調(diào)制技術(shù)。現(xiàn)

代數(shù)字調(diào)制技術(shù)的關(guān)鍵在于相位變化的連續(xù)性，從而減少頻率占用。近年來(lái)新發(fā)展起來(lái)的技術(shù)主要分兩大類(lèi)：一

是連續(xù)相位調(diào)制技術(shù)（CPFSK），在碼元轉(zhuǎn)換期間無(wú)相位突變，如MSK，GMSK等；二是相關(guān)相移鍵控技術(shù)

（COR-PSK），利用部分響應(yīng)技術(shù)，對(duì)傳輸數(shù)據(jù)先進(jìn)行相位編碼，再進(jìn)行調(diào)相（或調(diào)頻）。 MSK（最小頻移鍵控）

是移頻鍵控FSK的一種改進(jìn)形式。在FSK方式中，每一碼元的頻率不變或者跳變一個(gè)固定值，而兩個(gè)相鄰的頻

率跳變碼元信號(hào)，其相位通常是不連續(xù)的。所謂MSK方式，就是FSK信號(hào)的相位始終保持連續(xù)變化的一種特殊

方式。可以看成是調(diào)制指數(shù)為0.5的一種CPFSK信號(hào)。 實(shí)現(xiàn)MSK調(diào)制的過(guò)程為：先將輸入的基帶信號(hào)進(jìn)行

差分編碼，然后將其分成I、Q兩路，并互相交錯(cuò)一個(gè)碼元寬度，再用加權(quán)函數(shù)cos（πt/2Tb）和sin（πt/2Tb）分

別對(duì)I、Q兩路數(shù)據(jù)加權(quán)，最后將兩路數(shù)據(jù)分別用正交載波調(diào)制。MSK使用相干載波最佳接收機(jī)解調(diào)。

6、GMSK--又稱(chēng)高斯濾波最小移頻鍵控法

是使用高斯濾波器的連續(xù)相位移頻鍵控，它具有比等效的未經(jīng)濾波的連續(xù)相位移頻鍵控信號(hào)更窄的頻譜。 在

GSM系統(tǒng)中,為了滿(mǎn)足移動(dòng)通信對(duì)鄰信道干擾的嚴(yán)格要求，采用高斯濾波最小移頻鍵調(diào)制方式（GMSK），該調(diào)制

方式的調(diào)制速率為270833Kbit/c，每個(gè)時(shí)分多址TDMA幀占用一個(gè)時(shí)隙來(lái)發(fā)送脈沖簇，其脈沖簇的速率為

33．86Kbs。它使調(diào)制后的頻譜主瓣窄、旁瓣衰落快，從而滿(mǎn)足GSM系統(tǒng)要求，節(jié)省頻率資源。

7、OFDM -- 正交頻分復(fù)用調(diào)制

正交頻分復(fù)用調(diào)制 （OFDM - Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 即 正交頻分復(fù)用技術(shù)，實(shí)際上

OFDM是MCM Multi-CarrierModulation，多載波調(diào)制的一種。其主要思想是：將信道分成若干正交子信道，將高

速數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)制到在每個(gè)子信道上進(jìn)行傳輸。正交信號(hào)可以通過(guò)在接收端采用相關(guān)

技術(shù)來(lái)分開(kāi)，這樣可以減少子信道之間的相互干擾 ICI 。每個(gè)子信道上的信號(hào)帶寬小于信道的相關(guān)帶寬，因此每

個(gè)子信道上的可以看成平坦性衰落，從而可以消除符號(hào)間干擾。而且由于每個(gè)子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的

一小部分，信道均衡變得相對(duì)容易。在向B3G/4G演進(jìn)的過(guò)程中，OFDM是關(guān)鍵的技術(shù)之一，可以結(jié)合分集，時(shí)

空編碼，干擾和信道間干擾抑制以及智能天線技術(shù)，最大限度的提高了系統(tǒng)性能。包括以下類(lèi)型：

V-OFDM,W-OFDM,F-OFDM,MIMO-OFDM,多帶-OFDM。