當前位置:編程學習大全網 - 編程語言 - 數字調制有哪幾種啊?

數字調制有哪幾種啊?

通信的最終目的是在壹定的距離內傳遞信息。雖然基帶數字信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信道上傳輸時,則必須經過調制將信號頻譜搬移到高頻處才能在信道中傳輸。為了使數字信號在有限帶寬的高頻信道中傳輸,必須對數字信號進行載波調制。如同傳輸模擬信號時壹樣,傳輸數字信號時也有三種基本的調制方式: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信號,可以看成是模擬線性調制和角度調制的特殊情況。

理論上,數字調制與模擬調制在本質上沒有什麽不同,它們都是屬正弦波調制。但是,數字調制是調制信號為數字型的正弦波調制,而模擬調制則是調制信號為連續型的正弦波調制。

在數字通信的三種調制方式(ASK、FSK、PSK)中,就頻帶利用率和抗噪聲性能(或功率利用率)兩個方面來看,壹般而言,都是PSK系統最佳。所以PSK在中、高速數據傳輸中得到了廣泛的應用。

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

l 調制方法:用相乘器實現調制器。

l 調制類型:2ASK,MASK。

l 解調方法:相幹法,非相幹法。

MASK,又稱多進制數字調制法。在二進制數字調制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采用多進制的數字調制方式。與二進制數字調制系統相比,多進制數字調制系統具有如下兩個特點: 第壹:在相同的信道碼源調制中,每個符號可以攜帶log2M比特信息,因此,當信道頻帶受限時可以使信息傳輸率增加,提高了頻帶利用率。但由此付出的代價是增加信號功率和實現上的復雜性。 第二,在相同的信息速率下,由於多進制方式的信道傳輸速率可以比二進制的低,因而多進制信號碼源的持續時間要比二進制的寬。加寬碼元寬度,就會增加信號碼元的能量,也能減小由於信道特性引起的碼間幹擾的影響等。

二進制2ASK與四進制MASK調制性能的比較:

在相同的輸出功率和信道噪聲條件下,MASK的解調性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。在相同的信道傳輸速率下M電平調制與二電平調制具有相同的信號帶寬。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調制方式是壹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,因而它壹般只適宜在恒參信道下采用。

2、PSK--又稱相移鍵控法, 根據數字基帶信號的兩個電平使載波相位在兩個不同的數值之間切換的壹種相位調制方法。

產生PSK信號的兩種方法:

1)、調相法:將基帶數字信號(雙極性)與載波信號直接相乘的方法:

2)、選擇法:用數字基帶信號去對相位相差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:只能采用相幹解調。

l 類型:二進制相移鍵控(2PSK),多進制相移鍵控(MPSK)。

3、FSK--又稱頻移鍵控法。FSK是信息傳輸中使用得較早的壹種調制方式,它的主要優點是: 實現起來較容易,抗噪聲與抗衰減的性能較好。在中低速數據傳輸中得到了廣泛的應用。所謂FSK就是用數字信號去調制載波的頻率。

l 調制方法:2FSK可看作是兩個不同載波頻率的ASK以調信號之和。

l 解調方法:相幹法和非相幹法。

l 類型:二進制移頻鍵控(2FSK),多進制移頻鍵控(MFSK)。

在上述三種基本的調制方法之外,隨著大容量和遠距離數字通信技術的發展,出現了壹些新的問題,主要是信道的帶寬限制和非線性對傳輸信號的影響。在這種情況下,傳統的數字調制方式已不能滿足應用的需求,需要采用新的數字調制方式以減小信道對所傳信號的影響,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。多進制調制,是提高頻譜利用率的有效方法,恒包絡技術能適應信道的非線性,並且保持較小的頻譜占用率。

從傳統數字調制技術擴展的技術有最小移頻鍵控(MSK)、高斯濾波最小移頻鍵控(GMSK)、正交幅度調制(QAM)、正交頻分復用調制(OFDM)等等。

4、QAM--又稱正交幅度調制法。在二進制ASK系統中,其頻帶利用率是1bit/s·Hz,若利用正交載波調制技術傳輸ASK信號,可使頻帶利用率提高壹倍。如果再把多進制與其它技術結合起來,還可進壹步提高頻帶利用率。能夠完成這種任務的技術稱為正交幅度調制(QAM)。它是利用正交載波對兩路信號分別進行雙邊帶抑制載波調幅形成的。通常有二進制 QAM,四進制QAM(16QAM),八進制QAM(64QAM),……等。

5、MSK--又稱最小移頻鍵控法。當信道中存在非線性的問題和帶寬限制時,幅度變化的數字信號通過信道會使己濾除的帶外頻率分量恢復,發生頻譜擴展現象,同時還要滿足頻率資源限制的要求。因此,對己調信號有兩點要求,壹是要求包絡恒定;二是具有最小功率譜占用率。因此,現代數字調制技術的發展方向是最小功率譜占有率的恒包絡數字調制技術。現代數字調制技術的關鍵在於相位變化的連續性,從而減少頻率占用。近年來新發展起來的技術主要分兩大類:壹是連續相位調制技術(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,對傳輸數據先進行相位編碼,再進行調相(或調頻)。 MSK(最小頻移鍵控)是移頻鍵控FSK的壹種改進形式。在FSK方式中,每壹碼元的頻率不變或者跳變壹個固定值,而兩個相鄰的頻率跳變碼元信號,其相位通常是不連續的。所謂MSK方式,就是FSK信號的相位始終保持連續變化的壹種特殊方式。可以看成是調制指數為0.5的壹種CPFSK信號。

實現MSK調制的過程為:先將輸入的基帶信號進行差分編碼,然後將其分成I、Q兩路,並互相交錯壹個碼元寬度,再用加權函數cos(πt/2Tb)和sin(πt/2Tb)分別對I、Q兩路數據加權,最後將兩路數據分別用正交載波調制。MSK使用相幹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信號更窄的頻譜。 在GSM系統中,為了滿足移動通信對鄰信道幹擾的嚴格要求,采用高斯濾波最小移頻鍵調制方式(GMSK),該調制方式的調制速率為270833Kbit/sec,每個時分多址TDMA幀占用壹個時隙來發送脈沖簇,其脈沖簇的速率為33.86Kbs。它使調制後的頻譜主瓣窄、旁瓣衰落快,從而滿足GSM系統要求,節省頻率資源。

  • 上一篇:編程創意車
  • 下一篇:富平實驗中學在哪裏?
  • copyright 2024編程學習大全網