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时间:2020-09-07
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1、常见数字调制方式简述调制技术调制是对信号源的编码信息进行处理,使其变为适合传输的形式的过程。即是把基带信号(信源)转变为一个相对基带信号而言频率非常高的带通信号。带通信号叫做已调信号,而基带信号叫做调制信号。调制可以通过改变调制后载波的幅度,相位或者频率来实现。数字调制调制技术的分类按照调制信号的性质分为模拟调制和数字调制两类模拟调制指调制信号和载波都是连续波的调制方式。它有调幅、调频和调相三种基本形式数字调制一般指调制信号是离散的,而载波是连续波的调制方式。各种数字调制方式ASK--又称幅移键控法。这种调制方式是根
2、据信号的不同,调节正弦波的幅度。PSK--在相移键控中,载波相位受数字基带信号的控制,如二进制基带信号为0时,载波相位为0,为1时载波相位为π,载波各种数字调制方式相位和基带信号有一一对应的关系。FSK--称频移键控法,就是用数字信号去调制载波的频率。QAM--又称正交幅度调制法。根据数字信号的不同,不仅载波相位发生变化,而且幅度也变化ASK-数字幅度调制二进制信号的数字幅度调制的数学表达式:其中=数字幅度调制波A/2=未调载波幅度(V)=调制二进制信号(V)=载波角频率(rad/s)ASK-数字幅度调制对于逻辑1输
3、入,=+1,之前表达式简化为:=AASK-数字幅度调制对于逻辑0输入而言,则有=-1,之前表达式简化为=0ASK-数字幅度调制波形图FSK-频移键控频移键控(FSK)是一种相对简单的数字调制,二进制FSK基本表达式为:其中,=二进制FSK波形=载波幅度峰值(V)=频率偏移量峰值(Hz)=二进制输入调制信号(±1)FSK-频移键控调制信号是一个普通二进制波形,其中逻辑1=+1,逻辑0=-1。这样,对于逻辑1输入,=+1,之前基本表达式可以写为:FSK-频移键控对逻辑0输入而言,=-1,基本表达式可以写成:频移键控原理图
4、BPSK-二进制相移键控采用二进制相移键控(BPSK),一个载波频率可以有两个输出相位。一个相位输出代表逻辑1,另一个代表逻辑0。当输入数字信号改变状态,两个角度的输出载波的相位偏移相差180度。BPSK也可称为相位反转键控(PRK)和双相调制。BPSK真值表二进制输入输出相位逻辑0逻辑1180度0度BPSK相位图BPSK星座图BPSK调制器的输出相位和时间关系QPSK-四相相移键控四相相移键控(QPSK),或称为正交PSK,是另一种角度调制、等幅数字调制形式。采用QPSK,一个载波上可能有四个输出相位。因为有四个不
5、同的输出相位,必须有四个不同的输入QPSK-四相相移键控条件,就要采用多于一个输入位。用二位时有四个可能的条件:00、01、10、11。所以采用QPSK,二进制输入数据被合并成两比特一组,称为双比特组,每个双比特组码产生4个可能输出相位中的一个。因此,对于每个两比特的双比特组依序进入调制器,QPSK-四相相移键控会生成一个输出变化。输出端的变化速率(波特率)是1/2的输入比特率。QPSK真值表二进制输入QPSK输出相位QI00011011-135度-45度+135度+45度QPSK相位图QPSK星座图QPSK-四相相
6、移键控由星座图和相位图可见,QPSK的4个输出相位有相等的幅度。等幅的特点是PSK区别QAM的最重要的特点。同样,从星座图中可以看到,通常QPSK两个相邻相位的差值为90度,因此,在传输时QPSK信号也可以相位偏移+45度和-45度,接收端解码仍可得到正确的解码信息。QPSK调制器输出相位和时间关系图8PSK-8相相移键控8PSK有8个可能的输出相位。对8个不同的相位进行编码,输入比特以每组3比特划分,又称3比特组(2的三次方是8)8PSK真值表二进制输入8PSK输出相位QIC00000101001110010111
7、0111-112.5度-157.5度-67.5度-22.5度+112.5度+157.5度+67.5度+22.5度8PSK相位图8PSK星座图8PSK-8相相移键控由相位图和星座图可以看出,任意两个相邻相量的夹角是45度,是QPSK的1/2。因此,8PSK信号在传输时几乎偏移±22.5度,但仍可保持其完整性。同样,每个相量的大小是相同的,其3比特组条件仅仅包含在信号的相位中。1.307和8PSK-8相相移键控0.541只是相对值。只要它们的比是0.541/1.307以及反正切等于22.5度,任何电平都可以使用。例如,如
8、果它们的电平加倍为2.614和1.082尽管相量的大小会成比例增加,但得到的相位角也不会改变8PSK调制器输出相位与时间关系16PSK-16相相移键控16PSK有16种不同的相位输出。一个16PSK调制器可以将输入数据以4比特为1组划分(2的4次方是16),称为4比特组。采用16PSK,相邻输出相位的夹角是22.5度。16PSK真值表比特编码相
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