8PSK和QPSK及GSMK有何不同

2024年3月30日發(作者：客服總監)

8PSK (8 Pha Shift Keying 8移相鍵控) 是一種相位調制算法。

相位調制（調相）是頻率調制（調頻）的一種演變，載波的相位被調整用于把數字信

息的比特編碼到每一詞相位改變（相移）。

"8PSK"中的"PSK表示使用移相鍵控方式，移相鍵控是調相的一種形式，用于表達一

系列離散的狀態，8PSK對應8種狀態的PSK。如果是其一半的狀態，即4種，則為QPSK，

如果是其2倍的狀態，則為16PSK。因為8PSK擁有8種狀態，所以8PSK每個符號(symbol)

可以編碼3個比特(bits)。8PSK抗鏈路惡化的能力（抗噪能力）不如QPSK，但提供了更

高的數據吞吐容量。

數字調制解調技術（digtal modulation and demodulation technology）使傳輸數

字信號特性與信道特性相匹配的一種數字信號處理技術。

要求 ①為了在衰落條件下獲得所要求的誤碼率（BER），需要好的載噪比（C/N）和

載干比（C/I）性能；②所用的技術必須在規定頻帶約束內提供高的傳輸效率［以（bit/s）

/Hz為單位］；③為了確保重量和尺寸能與設備相比，需要使用簡易和小型的電路；④應使

用高效率的功率放大器，而帶外輻射又必須降低到所需的要求；⑤為了能使信號深衰落所

引起的誤差數降至最小，必須滿足快速的比特再同步要求。

分類 按照基帶數字信號對載波的振幅、頻率和相位等不同參數所進行的調制，可把數

字調制方式分為3 種基本類型：幅度鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）和相移鍵控（PSK）。

其他任何調制方式都是在這3種方式上的發展和組合。正交調幅QAM就是可以同時改變

載波振幅和相位的調制方式，根據載波相位變化，調制分為兩大類，即線性與非線性以及

連續與不連續。前者是指在一個碼元內相位路徑的軌跡，后者是指在相鄰碼元轉換點上相

位路徑是否連續。二相移相鍵控（BPSK），四相移相鍵控（QPSK）、交錯正交移相鍵控

（OQPSK）屬“不連續相位路徑數字調制”；最小移頻鍵控（MSK）屬“線性連續相位路

徑數字調制”；正弦移頻鍵控（SFSK）、平滑調頻（TFM）、高斯濾波最小頻移頻鍵控（GMSK）

屬“非線性連續相位路徑數字調制”。其中除了BPSK，QPSK,OQPSK之外，都可以看成

調制指數h =1/2的連續相位移頻鍵控（CPFSK）。

目前數字移動通信系統采用的調制技術主要有兩大類：恒包絡調制技術和線性調制技

術。恒包網絡調制技術是指其射頻已調波信號具有恒定包絡的特性。它避開了線性的要求，

可使用高效率C類功率放大器，降低了放大器的成本。其中有代表性的為最小頻移鍵控

（MSK）高斯濾波最小頻移鍵控（GMSK）、平滑調頻（TFM）等。線性調制技術可用于

線性移動無線通信。從基帶頻率變換到無線載頻以及放大到發射電平，都需要高度的線性，

即低的失真，因此，設計難度和成本較高，但線性調制方法比非線性調制方法有更高的頻

譜利用率。其中有代表性的為二相移相鍵控（BPSK）、四相移相鍵控（QPSK）、四電平正

交調幅即16狀態正交調幅（16QAM）和偏置-四相移相鍵控（）。

除了上述提到的調制的方式，還有一些追求窄帶特性的數字調制方式，其中有代表性

的如四電平調頻（4-level FM）、壓縮頻譜恒包絡移相鍵控（CCPSK）、鎖相環移相鍵控

（PLLPSK）等。

應用 ASK雖然實施簡單，但由于抗衰落性能差、誤碼率大而在移動通信中幾乎不采用。

FSK和PSK已在數字移動通信中獲得應用，其中FSK早已在模擬移動通信的數字信令中得

到采用。QAM在固定的點對點數字微波系統中應用較廣泛，它具有很高的頻譜利用率。

但是移動通信的環境對于傳統的QAM調制是嚴重的挑戰，不過在數字移動通信系統中也

有使用QAM的。泛歐的數字移動通信采用的是GMSK調制，而美國和日本的數字移動通

信則采用調制技術。在1986年前的國際會議上討論的數字調制技術幾乎都集中在上述的

恒包絡調制技術，尤其是GMSK調制受到普遍的歡迎。近年來由于放大器設計技術的進展，

實現了調制方法成為可能。1987年中期，QPSK等線性調制技術才開始流行起來。

基本原理 ASK調制的載波幅度是隨著調制信號而變化的，最簡單的形式是載波在二進

制信號1或0 的控制下通或斷，這種二進制幅度鍵控方式稱為通-斷鍵控（OOK）。FSK是

利用兩個頻率相差Δf的正弦信號，進行二進制傳輸。Δf叫做頻差，與載波頻率fc相比，

它是很小的。實際應用中，常常用頻差比來說明頻差的大小，一般把頻差比定義為調制指

數。QAM調制是用2個獨立的基帶波形對2 個相及正交的載波進行抑制載波的雙邊帶調

制，利用已調信號在相同的帶寬內頻譜正交來實現兩路并行的數據信息傳輸。其信道頻帶

利用率與單邊帶調制相同，主要用于高速傳輸系統中。在QAM系統中，對信道傳輸函數

的對稱性和接收端相干載波的相位誤差提出了嚴格的要求，否則在接收端恢復的基帶波形

中將出現鄰道干擾和正交干擾。二進制絕對調相（BPSK）的已調信號相位變化是相對于一

個固定的參考相位，因此“絕對”載波的相位隨調制信號1或0 而變化，通常用相位0 或

π來分別表示1或0。四相移相鍵控（QPSK）調制是利用載波的4 種不同相位來表征輸入

的數字信息，由于4 種相位可代表4 種數字信息，因此，對輸入的二進制序列應先進行

分組。將每2 個信息數字編為一組，然后根據其組合情況用4 種不同載波相位來表征它

們。也就是每一種載波相位代表2個比特信息，稱為雙比特碼元。是在QPSK的基礎之上

發展起來的，不同的是這里把信號的相位平面分成間隔為的8 種相位，8種相位又相間地

分成2 個相位組，規定信號的相位每隔TS=2Tb必須從一個組跳到另一個組。不同的相位

分別構成了一個QPSK向量圖，只是二者在相位上相差了一個相角。在相鄰碼元之間，信

號相位的跳變量共有4 種，即±和，不會出現±π的相位跳變。

數學解調 是數字調制的逆變換。解調的方法必須與調制方式相適應。凡是涉及相位的

解調，必須采用相干或差分相干解調，而振幅調制與頻率調制可以采用相干解調，也可以

采用非相干解調。無論哪一種調制方式，采用相干解調的性能優于非相干解調的性能。

發展方向 新的多用途可編程數字信號處理器使得數字調制器和解調器完全用軟件實

行成為可能，嵌入式的軟件實現方法可以在不需要重新設計或替換調制解調器的情況下改

變和提高其性能