1、簡介: 在通訊原理中把通訊訊號按調製方式可分為調頻、調相和調幅三種。數字傳輸的常用調製方式主要分為: 正交振幅調製(QAM):調製效率高,要求傳送途徑的信噪比高,適合有線電視電纜傳輸。 鍵控移相調製(QPSK):調製效率高,要求傳送途徑的信噪比低,適合衛星廣播。 殘留邊帶調製(VSB):抗多徑傳播效應好(即消除重影效果好),適合地面廣播。 編碼正交頻分調製(COFDM):抗多徑傳播效應和同頻干擾好,適合地面廣播和同頻網廣播。 世廣數字衛星廣播系統的下行載波的調製技術採用TDM QPSK調製體制。它比編碼正交頻分多路複用(COFDM)調製技術更適合衛星的大面積覆蓋。 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在高速資料傳輸中得到了廣泛的應用。2、ASK調製 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。 編輯本段PSK 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調製 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已調訊號之和。 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。
1、簡介: 在通訊原理中把通訊訊號按調製方式可分為調頻、調相和調幅三種。數字傳輸的常用調製方式主要分為: 正交振幅調製(QAM):調製效率高,要求傳送途徑的信噪比高,適合有線電視電纜傳輸。 鍵控移相調製(QPSK):調製效率高,要求傳送途徑的信噪比低,適合衛星廣播。 殘留邊帶調製(VSB):抗多徑傳播效應好(即消除重影效果好),適合地面廣播。 編碼正交頻分調製(COFDM):抗多徑傳播效應和同頻干擾好,適合地面廣播和同頻網廣播。 世廣數字衛星廣播系統的下行載波的調製技術採用TDM QPSK調製體制。它比編碼正交頻分多路複用(COFDM)調製技術更適合衛星的大面積覆蓋。 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在高速資料傳輸中得到了廣泛的應用。2、ASK調製 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。 編輯本段PSK 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調製 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已調訊號之和。 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。