回覆列表
  • 1 # 使用者4044295222555

    通訊的最終目的是在一定的距離內傳遞資訊。雖然基帶數字訊號可以在傳輸距離相對較近的情況下直接傳送,但如果要遠距離傳輸時,特別是在無線或光纖通道上傳輸時,則必須經過調製將訊號頻譜搬移到高頻處才能在通道中傳輸。為了使數字訊號在有限頻寬的高頻通道中傳輸,必須對數字訊號進行載波調製。如同傳輸模擬訊號時一樣,傳輸數字訊號時也有三種基本的調製方式:幅移鍵控(ASK)、頻移鍵控(FSK)和相移鍵控(PSK)。它們分別對應於用載波(正弦波)的幅度、頻率和相位來傳遞數字基帶訊號,可以看成是模擬線性調製和角度調製的特殊情況。

    理論上,數字調製與模擬調製在本質上沒有什麼不同,它們都是屬正弦波調製。但是,數字調製是調製訊號為數字型的正弦波調製,而模擬調製則是調製訊號為連續型的正弦波調製。

    在數字通訊的三種調製方式(ASK、FSK、PSK)中,就頻帶利用率和抗噪聲效能(或功率利用率)兩個方面來看,一般而言,都是PSK系統最佳。所以PSK在中、高速資料傳輸中得到了廣泛的應用。

    1、ASK--又稱幅移鍵控法。載波幅度是隨著調製訊號而變化的。其最簡單的形式是,載波在二進位制調製訊號控制下通斷, 這種方式還可稱作通-斷鍵控或開關鍵控(OOK) 。

    l 調製方法:用相乘器實現調製器。

    l 調製型別:2ASK,MASK。

    l 解調方法:相干法,非相干法。

    MASK,又稱多進位制數字調製法。在二進位制數字調製中每個符號只能表示0和1(+1或-1)。但在許多實際的數字傳輸系統中卻往往採用多進位制的數字調製方式。與二進位制數字調製系統相比,多進位制數字調製系統具有如下兩個特點: 第一:在相同的通道碼源調製中,每個符號可以攜帶log2M位元資訊,因此,當通道頻帶受限時可以使資訊傳輸率增加,提高了頻帶利用率。但由此付出的代價是增加訊號功率和實現上的複雜性。 第二,在相同的資訊速率下,由於多進位制方式的通道傳輸速率可以比二進位制的低,因而多進位制訊號碼源的持續時間要比二進位制的寬。加寬碼元寬度,就會增加訊號碼元的能量,也能減小由於通道特性引起的碼間干擾的影響等。

    二進位制2ASK與四進位制MASK調製效能的比較:

    在相同的輸出功率和通道噪聲條件下,MASK的解調效能隨信噪比惡化的速度比OOK要迅速得多。這說明MASK應用對SNR的要求比普通OOK要高。在相同的通道傳輸速率下M電平調製與二電平調製具有相同的訊號頻寬。即在符號速率相同的情況下,二者具有相同的功率譜。

    雖然,多電平MASK調製方式是一種高效率的傳輸方式,但由於它的抗噪聲能力較差,尤其是抗衰落的能力不強,因而它一般只適宜在恆參通道下采用。

    2、PSK--又稱相移鍵控法, 根據數字基帶訊號的兩個電平使載波相位在兩個不同的數值之間切換的一種相位調製方法。

    產生PSK訊號的兩種方法:

    1)、調相法:將基帶數字訊號(雙極性)與載波訊號直接相乘的方法:

    2)、選擇法:用數字基帶訊號去對相位相差180度的兩個載波進行選擇。

    兩個載波相位通常相差180度,此時稱為反向鍵控(PSK)。

    S PSK =AS DIG (T)COS(W 0 T+O 0 ) 式中:S DIG (T)=1或-1

    l 解調方法:只能採用相干解調。

    l 型別:二進位制相移鍵控(2PSK),多進位制相移鍵控(MPSK)。

    3、FSK--又稱頻移鍵控法。FSK是資訊傳輸中使用得較早的一種調製方式,它的主要優點是: 實現起來較容易,抗噪聲與抗衰減的效能較好。在中低速資料傳輸中得到了廣泛的應用。所謂FSK就是用數字訊號去調製載波的頻率。

    l 調製方法:2FSK可看作是兩個不同載波頻率的ASK以調訊號之和。

    l 解調方法:相干法和非相干法。

    l 型別:二進位制移頻鍵控(2FSK),多進位制移頻鍵控(MFSK)。

    在上述三種基本的調製方法之外,隨著大容量和遠距離數字通訊技術的發展,出現了一些新的問題,主要是通道的頻寬限制和非線性對傳輸訊號的影響。在這種情況下,傳統的數字調製方式已不能滿足應用的需求,需要採用新的數字調製方式以減小通道對所傳訊號的影響,以便在有限的頻寬資源條件下獲得更高的傳輸速率。這些技術的研究,主要是圍繞充分節省頻譜和高效率的利用頻帶展開的。多進位制調製,是提高頻譜利用率的有效方法,恆包絡技術能適應通道的非線性,並且保持較小的頻譜佔用率。

    從傳統數字調製技術擴充套件的技術有最小移頻鍵控(MSK)、高斯濾波最小移頻鍵控(GMSK)、正交幅度調製(QAM)、正交頻分複用調製(OFDM)等等。

    4、QAM--又稱正交幅度調製法。在二進位制ASK系統中,其頻帶利用率是1bit/s·Hz,若利用正交載波調製技術傳輸ASK訊號,可使頻帶利用率提高一倍。如果再把多進位制與其它技術結合起來,還可進一步提高頻帶利用率。能夠完成這種任務的技術稱為正交幅度調製(QAM)。它是利用正交載波對兩路訊號分別進行雙邊帶抑制載波調幅形成的。通常有二進位制 QAM,四進位制QAM(16QAM),八進位制QAM(64QAM),……等。

    5、MSK--又稱最小移頻鍵控法。當通道中存在非線性的問題和頻寬限制時,幅度變化的數字訊號透過通道會使己濾除的帶外頻率分量恢復,發生頻譜擴充套件現象,同時還要滿足頻率資源限制的要求。因此,對己調訊號有兩點要求,一是要求包絡恆定;二是具有最小功率譜佔用率。因此,現代數字調製技術的發展方向是最小功率譜佔有率的恆包絡數字調製技術。現代數字調製技術的關鍵在於相位變化的連續性,從而減少頻率佔用。近年來新發展起來的技術主要分兩大類:一是連續相位調製技術(CPFSK),在碼元轉換期間無相位突變,如MSK,GMSK等;二是相關相移鍵控技術(COR-PSK),利用部分響應技術,對傳輸資料先進行相位編碼,再進行調相(或調頻)。 MSK(最小頻移鍵控)是移頻鍵控FSK的一種改進形式。在FSK方式中,每一碼元的頻率不變或者跳變一個固定值,而兩個相鄰的頻率跳變碼元訊號,其相位通常是不連續的。所謂MSK方式,就是FSK訊號的相位始終保持連續變化的一種特殊方式。可以看成是調製指數為0.5的一種CPFSK訊號。

    實現MSK調製的過程為:先將輸入的基帶訊號進行差分編碼,然後將其分成I、Q兩路,並互相交錯一個碼元寬度,再用加權函式cos(πt/2Tb)和sin(πt/2Tb)分別對I、Q兩路資料加權,最後將兩路資料分別用正交載波調製。MSK使用相干載波最佳接收機解調。

    6、GMSK--又稱高斯濾波最小移頻鍵控法。是使用高斯濾波器的連續相位移頻鍵控,它具有比等效的未經濾波的連續相位移頻鍵控訊號更窄的頻譜。 在GSM系統中,為了滿足行動通訊對鄰通道干擾的嚴格要求,採用高斯濾波最小移頻鍵調製方式(GMSK),該調製方式的調製速率為270833Kbit/sec,每個分時多重進接TDMA幀佔用一個時隙來發送脈衝簇,其脈衝簇的速率為33.86Kbs。它使調製後的頻譜主瓣窄、旁瓣衰落快,從而滿足GSM系統要求,節省頻率資源。

  • 中秋節和大豐收的關聯?
  • 形容“友情假”的句子有哪些?