调制方式

调制方式

概述

1、ASK--又称幅移键控法

2、PSK--又称相移键控法

3、FSK--又称频移键控法

4、QAM--又称正交幅度调制法

5、MSK--又称最小移频键控法

6、GMSK--又称高斯滤波最小移频键控法

7、OFDM -- 正交频分复用调制

概述

11Mbps DSSS物理层采用补码键控(CCK)调制模式。CCK与现有的IEEE802.11 DSSS具有相同的信道方案，在2.4GHz ISM频段上有三个互不干扰的独立信道，每个信道约占25MHz。因此，CCK具有多信道工作特性。在通信原理中把通信信号按调制方式可分为调频、调相和调幅三种。数字传输的常用调制方式主要分为：正交振幅调制（QAM）：调制效率高，要求传送途径的信噪比高，适合有线电视电缆传输。键控移相调制（QPSK）：调制效率高，要求传送途径的信噪比低，适合卫星广播。残留边带调制（VSB）：抗多径传播效应好（即消除重影效果好），适合地面广播。编码正交频分调制（COFDM）：抗多径传播效应和同频干扰好，适合地面广播和同频网广播。世广数字卫星广播系统的下行载波的调制技术采用TDM QPSK调制体制。它比编码正交频分多路复用（COFDM）调制技术更适合卫星的大面积覆盖。通信的最终目的是在一定的距离内传递信息。虽然基带数字信号可以在传输距离相对较近的情况下直接传送，但如果要远距离传输时，特别是在无线或光纤信道上传输时，则必须经过调制将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输。为了使数字信号在有限带宽的高频信道中传输，必须对数字信号进行载波调制。如同传输模拟信号时一样，传输数字信号时也有三种基本的调制方式：幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)和相移键控(PSK)。它们分别对应于用载波（正弦波）的幅度、频率和相位来传递数字基带信号，可以看成是模拟线性调制和角度调制的特殊情况。理论上，数字调制与模拟调制在本质上没有什么不同，它们都是属正弦波调制。但是，数字调制是调制信号为数字型的正弦波调制，而模拟调制则是调制信号为连续型的正弦波调制。在数字通信的三种调制方式（ASK、FSK、PSK)中，就频带利用率和抗噪声性能（或功率利用率）两个方面来看，一般而言，都是PSK系统最佳。所以PSK在中、高速数据传输中得到了广泛的应用。

1、ASK--又称幅移键控法

载波幅度是随着调制信号而变化的。其最简单的形式是，载波在二进制调制信号控制下通断，这种方式还可称作通-断键控或开关键控(OOK) 。l 调制方法：用相乘器实现调制器。l 调制类型：2ASK,MASK。l 解调方法：相干法，非相干法。MASK，又称多进制数字调制法。在二进制数字调制中每个符号只能表示0和1(+1或-1)。但在许多实际的数字传输系统中却往往采用多进制的数字调制方式。与二进制数字调制系统相比，多进制数字调制系统具有如下两个特点：第一：在相同的信道码源调制中，每个符号可以携带log2M比特信息，因此，当信道频带受限时可以使信息传输率增加，提高了频带利用率。但由此付出的代价是增加信号功率和实现上的复杂性。第二，在相同的信息速率下，由于多进制方式的信道传输速率可以比二进制的低，因而多进制信号码源的持续时间要比二进制的宽。加宽码元宽度，就会增加信号码元的能量，也能减小由于信道特性引起的码间干扰的影响等。二进制2ASK与四进制MASK调制性能的比较：在相同的输出功率和信道噪声条件下，MASK的解调性能随信噪比恶化的速度比OOK要迅速得多。这说明MASK应用对SNR的要求比普通OOK要高。在相同的信道传输速率下M电平调制与二电平调制具有相同的信号带宽。即在符号速率相同的情况下，二者具有相同的功率谱。虽然，多电平MASK调制方式是一种高效率的传输方式，但由于它的抗噪声能力较差，尤其是抗衰落的能力不强，因而它一般只适宜在恒参信道下采用。

2、PSK--又称相移键控法

根据数字基带信号的两个电平使载波相位在两个不同的数值之间切换的一种相位调制方法。产生PSK 信号的两种方法：1)、调相法：将基带数字信号（双极性）与载波信号直接相乘的方法：2)、选择法：用数字基带信号去对相位相差180度的两个载波进行选择。两个载波相位通常相差180度，此时称为反向键控（PSK）。S PSK =AS DIG (T)COS(W 0 T+O 0 ) 式中：S DIG (T)=1或-1 l 解调方法：只能采用相

干解调。l 类型：二进制相移键控（2PSK)，多进制相移键控（MPSK)。

3、FSK--又称频移键控法

FSK是信息传输中使用得较早的一种调制方式,它的主要优点是: 实现起来较容易,抗噪声与抗衰减的性能较好。在中低速数据传输中得到了广泛的应用。所谓FSK就是用数字信号去调制载波的频率。l 调制方法：2FSK可看作是两个不同载波频率的ASK以调信号之和。l 解调方法：相干法和非相干法。l 类型：二进制移频键控(2FSK)，多进制移频键控(MFSK)。在上述三种基本的调制方法之外，随着大容量和远距离数字通信技术的发展，出现了一些新的问题，主要是信道的带宽限制和非线性对传输信号的影响。在这种情况下，传统的数字调制方式已不能满足应用的需求，需要采用新的数字调制方式以减小信道对所传信号的影响，以便在有限的带宽资源条件下获得更高的传输速率。这些技术的研究，主要是围绕充分节省频谱和高效率的利用频带展开的。多进制调制，是提高频谱利用率的有效方法，恒包络技术能适应信道的非线性，并且保持较小的频谱占用率。从传统数字调制技术扩展的技术有最小移频键控（MSK）、高斯滤波最小移频键控（GMSK）、正交幅度调制（QAM）、正交频分复用调制（OFDM）等等。

4、QAM--又称正交幅度调制法

在二进制ASK系统中，其频带利用率是1bit／s·Hz，若利用正交载波调制技术传输ASK信号，可使频带利用率提高一倍。如果再把多进制与其它技术结合起来，还可进一步提高频带利用率。能够完成这种任务的技术称为正交幅度调制（QAM）。它是利用正交载波对两路信号分别进行双边带抑制载波调幅形成的。通常有二进制QAM，四进制QAM（16QAM），八进制QAM（64QAM），……等。

5、MSK--又称最小移频键控法

当信道中存在非线性的问题和带宽限制时，幅度变化的数字信号通过信道会使己滤除的带外频率分量恢复，发生频谱扩展现象，同时还要满足频率资源限制的要求。因此，对己调信号有两点要求，一是要求包络恒定；二是具有最小功率谱占用率。因此，现代数字调制技术的发展方向是最小功率谱占有率的恒包络数字调制技术。现代数字调制技术的关键在于相位变化的连续性，从而减少频率占用。近年来新发展起来的技术主要分两大类：一是连续相位调制技术（CPFSK），在码元转换期间无相位突变，如MSK，GMSK等；二是相关相移键控技术（COR-PSK），利用部分响应技术，对传输数据先进行相位编码，再进行调相（或调频）。MSK（最小频移键控）是移频键控FSK的一种改进形式。在FSK方式中，每一码元的频率不变或者跳变一个固定值，而两个相邻的频率跳变码元信号，其相位通常是不连续的。所谓MSK方式，就是FSK信号的相位始终保持连续变化的一种特殊方式。可以看成是调制指数为0.5的一种CPFSK信号。实现MSK调制的过程为：先将输入的基带信号进行差分编码，然后将其分成I、Q两路，并互相交错一个码元宽度，再用加权函数cos（πt/2Tb）和sin（πt/2Tb）分别对I、Q两路数据加权，最后将两路数据分别用正交载波调制。MSK使用相干载波最佳接收机解调。

6、GMSK--又称高斯滤波最小移频键控法

是使用高斯滤波器的连续相位移频键控，它具有比等效的未经滤波的连续相位移频键控信号更窄的频谱。在GSM系统中,为了满足移动通信对邻信道干扰的严格要求，采用高斯滤波最小移频键调制方式（GMSK），该调制方式的调制速率为270833Kbit/sec，每个时分多址TDMA帧占用一个时隙来发送脉冲簇，其脉冲簇的速率为33．86Kbs。它使调制后的频谱主瓣窄、旁瓣衰落快，从而满足GSM系统要求，节省频率资源。

7、OFDM -- 正交频分复用调制

正交频分复用调制（OFDM - Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 即正交频分复用技术，实际上OFDM是MCM Multi-CarrierModulation，多载波调制的一种。其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰ICI 。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。在向B3G/4G演进的过程中，OFDM是关键的技术之一，可以结合分集，时空编码，干扰和信道间干扰抑制以及智能天线技术，最大限度的提高了系统性能。包括以下类型：V-OFDM,W-OFDM,F-OFDM,MIMO-OFDM,多带-OFDM。

不同方式解调下FSK、PSK、DPSK的误码率比较

不同方式解调下FSK、PSK、DPSK 的误码率比较 摘要一般来说，数字解调与模拟调制的基本原理相同，但是数字信号有离散取值的特点。因此数字调制技术有两种方法：1 利用模拟调制的方法去实现数字式调制，即数字调制看成是模拟调制的一个特例，把数字基带信号当做模拟信号的特殊情况处理；2 利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波，从而实现数字调制。这种方法通常称为键控法，比如对载波的振幅，频率和相位进行键控，便可获得振幅键控、频移键控、和相移键控三种基本的数字调制方式。这次为期一周的通信传输课程设计的实习,就是通过MATLAB编程仿真,来更好的理解FSK、PSK、DPSK的调制和解调过程。在这次的实习中，主要是应用MATLAB 进行编程仿真并显示结果。仿真的是

FSK的相干、非相干和过零解调，PSK 的相干解调及DPSK的相干和差分解调。并比较相同调制后的信号不同的解调方式和不同调制后的信号相同的解调方式。关键字：频移键控，相移键控，误码率，信噪比ABSTRACT Generally speaking, digital demodulation and analog modulation of the basic principles of the same, but the digital signal has the characteristics of discrete values. Therefore, digital modulation techniques, there are two methods: one using analog modulation methods to achieve digital modulation, digital modulation that is seen as a special case of analog modulation to digital baseband signal as an analog signal a special case; 2 using digital signal characteristics of discrete values by keying switch carrier in order to achieve digital modulation. This method is usually referred to as keying method, such as the

数字调制系统的性能比较

衡量一个数字通信系统性能优劣的最为主要的指标是有效性和可靠性，下面主要针对二进制频移键控(2FSK)、二进制相移键控(BPSK)、二进制差分相移键控(DBPSK)以及四进制差分相移键控（DQPSK）数字调制系统，分别从误码率、频带利用率、对信道的适应能力以及设备的可实现性大小几个方面讨论。 1. 误码率 通信系统的抗噪声性能是指系统克服加性噪声影响的能力。在数字通信系统中，信道噪声有可能使传输码元产生错误，错误程度通常用误码率来衡量。 在信道高斯白噪声的干扰下，各种二进制数字调制系统的误码率取决于解调器输入信噪比，而误码率表达式的形式则取决于解调方式：相干解调时为互补误 差函数erfc形式（k只取决于调制方式），非相干解调时为指数函数形式。 图1和图2是在下列前提条件下得到： ①二进制数字信号“1”和“0”是独立且等概率出现的； ②信道加性噪声n(t)是零均值高斯白噪声，单边功率谱密度为0n，信道参 恒定； ③通过接受滤波器后的噪声为窄带高斯噪声，其均值为零，方差为2nσ； ④由接收滤波器引起的码间串扰很小，忽略不计； ⑤接收端产生的相干载波的相位差为0。

图1 各种数字调制系统误码率 图2 二进制数字调制系统的误码率曲线 DBPSK ()erfc r 12r e - DQPSK (2sin )2erfc r M π —

图3a MDPSK 信号误码率曲线 图3b MPSK 信号的误码率曲线 (1) 通过图1从横向来看并结合图2得到： 对同一调制方式，采用相干解调方式的误码率低于采用非相干解调方式的误码率，相干解调方式的抗噪声性能优于非相干解调方式。但是，随着信噪比r 的增大，相干与非相干误码性能的相对差别越不明显，误码率曲线有所靠拢。 (2) 通过图1从纵向来看： ①若采用相干解调，在误码率相同的情况下，2224ASK FSK BPSK r r r ==，转化成分贝表示为22()3()6()ASK FSK BPSK r dB dB r dB dB r dB =+=+，即所需要的信噪比的要求为：BPSK 比2FSK 小3dB ，2FSK 比2ASK 小3dB ；BPSK 和DBPSK 相比，信噪比r 一定时，若 ()e BPSK P 很小，则()()/2e DBPSK e BPSK P P ≈，若()e BPSK P 很大，则有()()/1e DBPSK e BPSK P P ≈，意味着()e DBPSK P 总是大于()e BPSK P ，误码率增加，增加的系数在1~2之间变化，说明DBPSK 系统抗加性白噪音性能比BPSK 的要差；总之，使用相干解调时，在二进制数字调制系统中，BPSK 的抗噪声性能最优。 ②若采用非相干解调，在误码率相同的情况下，信噪比的要求为：DBPSK

基于决策论的通信信号调制方式的识别

基于决策论的通信信号调制方式的识别 采用基于决策论的方法，对7种通信调制信号进行识别。利用MATLAB对AM、DSB、SSB、2ASK、2FSK、2PSK、4PSK进行特征提取，根据不同信号在瞬时相位，瞬时幅度，瞬时频率上的不同特征识别出各种信号。 标签：调制识别；决策论；特征参数 1 引言 通信信号调制方式识别在信号的确认、干扰识别、无线电侦听和信号检测等领域得到了广泛的应用。而近几年，在通信技术快速发展的带动下，通信信号的体制与调制方式的样式将朝着多样化的方向发展，调制识别近年来逐渐成为信号处理领域的热点问题。其主要任务就是在未知调制信息内容的情况下，能够对通信信号的调制方式作出判断。 近年来，国内外有很多论文对通信信号调制方式识别的研究，提到了很多方法，如文献[1]提到了小波变换法，星座图分析法，周期普分期法等。可是这些方法的一个共同缺点就是计算量大，在低信噪比的环境下识别准确率不高。 文章针对几种常用通信调制信号在瞬时频率、瞬时幅度、瞬时相位的不同，提取特征参数，并对特征参数判决，进而准确识别出调制方式，并利用并且利用MATLAB软件进行了计算机仿真，直观的反映出通信信号的调制识别过程。利用基于决策理论的识别方法对多种通信信号进行调制方式的识别，该方法具有运算量相对较小，且在低信噪比条件下识别准确率高的特点。 2 决策论基本理论 决策论的原理就是以信息和评价准则为依据，通过数量方法的运用或选取最优决策方案的科学，属于运筹学的一个分支和决策分析的理论基础。在实际的生产生活当中，当一个问题面临不同的状况，出现多个可选方案时，就会构成一个决策，而决策者为对付这些情况所取的对策方案就组成决策方案或策略。 文章判决理论方法采用概率和假设检验理论来系统地表述调制识别问题。选取特征参数，对应每个特征参数都有一个判决门限值t（x）。 3 特征参数的选取与识别流程 3.1 特征参数的选取 决策理论算法需要从信号的离散瞬时幅度a（n）、瞬时相位？椎（n）和瞬时频率f（n）提取信号统计特征。离散瞬时幅度a（n）、瞬时相位？椎（n）和瞬时频率f（n）可以从数字化（A/D转换后）的I分量和Q分量信号中得到，

单载波调制和多载波调制优缺点比较

单载波调制和多载波调制优缺点比较 大家都知道，上海交大的ADTB-T方案和清华的DMB-T方案，双方争论的焦点就是，单载波调制性能优越还是多载波调制性能优越。因此，在这里还是有必要简单介绍一下，什么是单载波调制和多载波调制。 所谓单载波调制，就是将需要传输的数据流调制到单个载波上进行传送，如：4-QAM（QPSK）、8-QAM、16-QAM、32-QAM、64-QAM、128-QAM、256-QAM或8-VSB、16-VSB等都是单载波调制。 上海交大的ADTB-T方案选用的是单载波调制，在1999年50周年大庆试播的时候，上海交大的ADTB-T方案采用的是8-VSB数字调制，到后来才改为16-QAM数字调制。 QAM调制也叫正交幅度调制，简称正交调幅；因为正交调幅有很多种调制模式，如上面列出的就有7种，一般记为n-QAM，n表示各种调制映射到星座图上的模数。模数越低，调制和解调电路就越简单，但传输的码率也相应降低，例如：4-QAM的码率为2bit/S，而16-QAM的码率为4bit/S。一般，信号传输条件越差，选择的模式就越低，例如：卫星通信只能选择QPSK，而有线电视可选64-QAM和128-QAM，甚至256-QAM；对于地面电视广播，信号发送一般选8-QAM、16-QAM、32-QAM，最高只能选到64-QAM。 正交调幅就是把一序列需要传送的数字信号（2进制码）分成两组，并分别对两组数字信号进行幅度编码，使之变成幅度不同的调制信号，即I信号和Q信号，然后用I信号和Q信号分别对两个频率相同，但相位正好相差的两个载波进行调幅，最后再把两路调制过的信号合成在一起进行传送。由于在调制之前已经对输入信号进行过幅度编码，因此，这种调制也称为正交数字幅度调制。 我国的HDTV如选用MPGE-2编码，最高传送码率大约为20M bit/S，如果选用16-QAM调制模式，其频谱利用率是每赫芝传送4位数据，即码率为4bit/S。由此可知其载波最高频率约为6MHz，经高频调制后采用残留边带发送，其载频带宽大约为7点多MHz。 所谓多载波调制，就是将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，然后调制到在每个子信道上进行传输。如：n-COFDM，其中n为子载波数目。清华的DMB-T方案选用的是多载波调制，在DMB-T方案中采用3780-COFDM调制方式。多载波调制也叫编码正交频分复用调制。 就多载波调制中的各个载波而言，其调制的工作原理与n-QAM单载波调制的工作原理基本相同，只是把需要传送的数据分成很多组（这里为3780组），然后每组再分成两组，通过幅度编码以后便可生成两组I信号和Q信号，而后用3780组I信号和Q信号分别对3780个频率各不相同的载波进行正交调制，最后把所有的调制信号合在一起进行传送。 上面我们简单介绍了单载波调制和多载波调制的工作原理，下面我们进一步来分析单载波调制和多载波调制的优、缺点。 根据上面分析，采用16-QAM单载波调制，其最高码率为24Mbit/S，载波频率为6MHz；如果选用多载波调制，在码率同样为24Mbit/S 的情况下，采用3780-OFDM多载波调制，对于3780个载波平均下来，每个载波平均传送的码率大约只有6.3Kbit/S，这样，哪怕每个载波都选用QPSK调制，其载波的最高频率还是可以选得很低；如果选用16-QAM或64-QAM调制，其载波的最高频率还可以进一步降低。但这是在没有考虑解码以及图像信号处理需要时间的理想情况，实际并不是这样。 一方面，在数字电视机中，选用的载波频率也不能太低，因为，数字信号传送的速度一定要大于图像信号处理的速度，这样，最后输出信号才不会产生间断。例如，我国HDTV的行扫描频率大约为32KHz，如果不考虑MPEG解码电路以及图像信号处理电路对输入信号处理所需要的时间，那么，多载波的最低频率就不能低于32KHz，否则，行扫描电路就会出现没有信号可扫描的情况，图像显示就会出现间断。因此，MPEG解码电路以及图像信号处理电路对数字信号传送速度也有同样的要求。 另一方面，多载波解调制对数字信号进行分批处理时候，每次都需要等3780个载波传送的数据全部到齐以后，才能一次性地对数据

SPWM调制方法对比分析

SPWM调制方法对比分析 浙江大学作者：李建林，李玉玲，张仲 摘要：对比分析了三种正弦波脉宽调制（SPWM）控制方法，指出各自的优缺点及应用，给 出了一些数学模型，并对基于载波相移的SPWM（CPS－SPWM）技术进行了较为详尽的分析。 关键词：正弦波脉宽调制；载波相移；载波相移正弦脉宽调制 1 引言 近年来，正弦脉宽调制技术（简称为SPWM技术）以其优良的传输特性成为电力电子装 置中调制技术的基本方式[5]。SPWM法就是以正弦波作为基准波（调制波），用一列等幅的 三角波（载波）与基准正弦波相交，由交点来确定逆变器的开关模式。这样产生的脉冲系列 可以使负载电流中的高次谐波成分大为减小。同时，根据调制波波形的不同，还可以派生出 许多方法，但着眼点都在于如何使变频器的输出电压更好地获得三相对称的正弦波。本文对 比分析了SPWM的三种控制方法，建立了各自的数学模型，并给出了一些仿真结果。 2 正弦波脉宽调制(SPWM)[1][2][3] 2.1 采样法SPWM SPWM法的实现方式有多种，可以由模拟或数字电路等硬件电路来实现，也可以由微处理器运用软硬件结合的办法来实现。用软件来实现SPWM法，实现起来简便，精度高，现在已经被广泛采用，此时所采用的采样型SPWM法，分为自然采样法和规则采样法。其中规则采样法又有对称规则采样法与不对称规则采样法两种。 2.1.1 自然采样法 图1所示的就是自然采样法。它是将基准正弦波与一个三角载波相比较，由两者的交点决定出逆变器开关模式的方法。图1中，T t为三角波的周期，U r为三角波的幅值，正弦波为U c sinωt，T s称为采样周期，T s=T t/2，t1及t2为正弦波与三角波两个相邻交点的时刻。由图1可以得出 （1） 式中：M=U c/U r为正弦波幅值对三角波幅值之比，0

实用文档之64-QAM和256-QAM两种调制方式

实用文档之"" 目前应用的比较广泛的是基于有线电视网络的Cable Modem系统，其基本架构如图2所示。有线电视网络通过Cable Modem终端系统（CMTS）与互联网络连接。用户通过二路分离器将从CMTS得到的信号分为两路，一路直接接到用户的电视机中用于用户观看有线电视节目，另一路连接到用户的Cable Modem上，通过Cable Modem调制解调与用户的计算机连接，用户可以使用计算机通过Cable Modem浏览互联网络。 在这种工作模式下，Cable Modem通过正交调幅（QAM）的方式调制解调信号，通过有线电视同轴电缆上和下载数据。这种技术实际上是从有线电视同轴电缆的模拟信号带宽中分离出6MHz作为载频建立下行通道。根据采用的调制方式的不同以不同的速度传输数据。Cable Modem一般采用的是64-QAM和256-QAM两种调制方式，其特性如表1。

同样，为了抑制上行的噪声积累，一般采用16-QAM 或者QPSK 调制方式。其特性如表2所示：

由此可以看出这种工作模式其本质就是利用现有的有线网 络带宽来传递互联网络数据。在这种模式下工作时，Cable Modem终端系统（CMTS）在整个系统中起到非常重要的作用，它不但是Cable Modem的控制中心，而且它还是有线电视网络与互联网络的接口部分。用户通过CMTS与互连网络交换数据。

CMTS结构如图3所示。它其实与一般的互联网接入方案没有太大的区别，系统包括路由器、以太网交换机、用户账号管理服务器、数据缓存服务器。但与一般的互联网接入方案不同的是，它增加了Cable modem控制服务器和将与互联网络交互的数据转为RF信号并嵌入有线电视信号的部分。 这种工作方式所带来的好处是显而易见的，有线电视用户不用铺设新的数据通道，利用现有的有线电视线路，即可以与互连网络交互数据。并且根据表1所示，用户使用时的数据下载速率和现有的DSL、LAN等宽带接入方案不相上下。用户甚至可以无需缴纳网络使用费用，当然这要取决于有线电视网络服务商是否愿意提供这项服务。 但这种工作方式的缺点正如表2所示，由于信噪比的原因，数据上行的速度就远远慢于数据下行的速度。这从以浏览为主的用户而言并不是什么问题，但对一些需要大量上传数据的用户而言这种接入方式就不是很理想了。

DC-DC的基本调制方式与控制模式的介绍与比较

DC-DC三种基本调制方式的比较 通常来说，DC-DC有三种最常见的调制方式，分别为脉冲宽度调制(PWM)、脉冲频率调制(PFM)和跨周期调制PSM)[17]。他们调制行为的示意图可以用如图2-8所表示，下面将分别介绍三种调制方式，以及他们各大自的优缺点。 时钟 PWM PFM PSM 图2-8 三种调制方式示意图 1)PWM方式 PWM方式，可称之为定频调宽，即开关频率保持恒定，而通过改变在每一个周期内的驱动信号的占空比来达到调制的目的，这是最常用的一种调制方式[18]。当输出电压发生变化时，通过环路的控制，便会使驱动信号的占空比发生改变，从而维持输出电压的恒定。 作为最常用的调制方式，PWM方式有以下优点：控制电路简单，易于设计与实现，输出纹波电压小，频率特性好，线性度高，并且在重负载的情况下有及高的效率。其缺点是随着负载的变轻，其效率也下降，尤其是轻负载的情况下，其效率很低。 2)PFM方式 PFM模式在正常工作时，驱动信号的脉冲宽度保持恒定，但脉冲出现的频率发生改变，即所谓的定宽调频。当输出电压发生变化时，通过环路的调整，而使脉冲出现的频率发生改变，从而实现对电路的控制与调整。PFM又可以分为恒定驱动信号的高电位时间以及恒定驱动信号的低电平时间两种方式。 在具有模式切换的DC-DC电路中，PFM也是很常见到的一种调制试。这种调制方式的优点是：在轻负载的情况下，效率很高，并且频率特性也十分好。但是在重负载的情况下，其效率会明显低于PWM方式，并且由于其纹波的频谱比较分散，没有多少规律，这使得滤波电路的设计变得十分复杂与困难。 3)PSM方式

PSM方式，可称之为定频定宽。其驱动信号的频率与宽度都保持恒定，只是，当负载为最重的情况时，驱动信号满频工作，当负载变轻时，驱动信号就会跳过一些开关周期，在被跨过的周期内，开关功率管一直保持为关断的状态。当负载发生变化时，通过改变跨过周期的数目以及跨周期出现的次数，来实现对系统的调整与控制。 相对于前面的两种控制方式，PSM方式在工业上的应用要晚一些。相比于PWM方式，在轻负载的情况下，PSM要有更高的效率，并且其开关损耗与系统的输出功率成正比，与负载的变化情况关系不大。但是这种调控方式，会使输出电压有着比较大的纹波电压，不适合用于为对电源电压精度要求很高的一些系统供电。 通过以上的分析，我们可以知道，三种调控方式各有优缺点，在使用时，我们应该根据电路的应用情况而进行合理的选择。很多电路中通常都选择PWM与PFM或者PSM相结合的方式，以保证系统在整个负载范围内都有比较高的效率。本论文由于负载情况相对变化不会太大，所以只采用的了PWM方式对电路进行调制。 DC-DC基本的控制模式式介绍 DC-DC有多种反馈控制方式，如电压模式、峰值电流模式（电流模式）、平均电流模式、相加模式和滞回电流模式等[19]。其中最常用的便是电压模式与电流模式，下面将对这两种控制方式进行介绍。 1)电压模式 电压模式是一种比较老，也是比较成熟的一种控制方式。其电路整体结构如图2-9所示。电路正常工作时，误差放大器直接采样输出信号，然后把输出信号与基准电压的误差信号经过误差放大器放大后，输入到PWM比较器，与振荡器输出的三角波信号进行比较，生成控制信号，来控制开关功率管的开启与关断。

SPWM调制方法对比分析

SPWM调制方法对比分析 大学作者：建林，玉玲，仲 摘要：对比分析了三种正弦波脉宽调制（SPWM）控制方法，指出各自的优缺点及应用，给出了一些数学模型，并对基于载波相移的SPWM（CPS－SPWM）技术进行了较为详尽的分析。 关键词：正弦波脉宽调制；载波相移；载波相移正弦脉宽调制 1 引言 近年来，正弦脉宽调制技术（简称为SPWM技术）以其优良的传输特性成为电力电子装置中调制技术的基本方式[5]。SPWM法就是以正弦波作为基准波（调制波），用一列等幅的三角波（载波）与基准正弦波相交，由交点来确定逆变器的开关模式。这样产生的脉冲系列可以使负载电流中的高次谐波成分大为减小。同时，根据调制波波形的不同，还可以派生出许多方法，但着眼点都在于如何使变频器的输出电压更好地获得三相对称的正弦波。本文对比分析了SPWM的三种控制方法，建立了各自的数学模型，并给出了一些仿真结果。 2 正弦波脉宽调制(SPWM)[1][2][3] 2.1 采样法SPWM SPWM法的实现方式有多种，可以由模拟或数字电路等硬件电路来实现，也可以由微处理器运用软硬件结合的办法来实现。用软件来实现SPWM法，实现起来简便，精度高，现在已经被广泛采用，此时所采用的采样型SPWM法，分为自然采样法和规则采样法。其中规则采样法又有对称规则采样法与不对称规则采样法两种。 2.1.1 自然采样法 图1所示的就是自然采样法。它是将基准正弦波与一个三角载波相比较，由两者的交点决定出逆变器开关模式的方法。图1中，T t为三角波的周期，U r为三角波的幅值，正弦波为U c sinωt，T s称为采样周期，T s=T t/2，t1及t2为正弦波与三角波两个相邻交点的时刻。由图1可以得出 （1） 式中：M=U c/U r为正弦波幅值对三角波幅值之比，0

各种模拟调制系统的比较

各种模拟调制系统的比较 1.各种模拟调制方式总结 假定所有调制系统在接收机输入端具有相等的信号功率，且加性噪声都 是均值为0、双边功率谱密度为/2的高斯白噪声，基带信号带宽为，在所有系统都满足 例如，为正弦型信号。综合前面的分析，可总结各种模拟调制方式的信号带宽、制度增益、输出信噪比、设备（调制与解调）复杂程度、主要应用等如表3-1所示。表中还进一步假设了AM为100%调制。 表3-1 各种模拟调制方式总结

2.各种模拟调制方式性能比较 就抗噪性能而言，WBFM最好，DSB、SSB、VSB次之，AM最差。NBFM与AM接近。图3-33示出了各种模拟调制系统的性能曲线，图中的圆点表示门限点。门限点以下，曲线迅 速下跌；门限点以上，DSB、SSB的信噪比比AM高4.7dB以上，而FM（＝6）的信噪比比AM 高22dB。 就频带利用率而言，SSB最好，VSB与SSB接近，DSB、AM、NBFM次之，WBFM最差 由表3-1还可看出，FM的调频指数越大，抗噪性能越好，但占据带宽越宽，频带利用率越低 3.各种模拟调制方式的特点与应用 AM调制的优点是接收设备简单；缺点是功率利用率低，抗干扰能力差，信号带宽较宽，频带利用率不高。因此，AM制式用于通信质量要求不高的场合，目前主要用在中波和短波的调幅广播中。 DSB调制的优点是功率利用率高，但带宽与AM相同，频带利用率不高，接收要求同步解调，设备较复杂。只用于点对点的专用通信及低带宽信号多路复用系统。 SSB调制的优点是功率利用率和频带利用率都较高，抗干扰能力和抗选择性衰落能力均优于AM，而带宽只有AM的一半；缺点是发送和接收设备都复杂。SSB制式普遍用在频带比较拥挤的场合，如短波波段的无线电广播和频分多路复用系统中。 VSB调制性能与SSB相当，原则上也需要同步解调，但在某些VSB系统中，附加一个足够大的载波，形成（VSB+C）合成信号，就可以用包络检波法进行解调。这种 （VSB+C）方式综合了AM、SSB和DSB三者的优点。所以VSB在数据传输、商用电视广播等领域得到广泛使用。 FM波的幅度恒定不变，这使得它对非线性器件不甚敏感，给FM带来了抗快衰落能力。利用自动增益控制和带通限幅还可以消除快衰落造成的幅度变化效应。这些特点使得NBFM对微波中继系统颇具吸引力。WBFM的抗干扰能力强，可以实现带宽与信噪比的互换，因而WBFM广泛应用于长距离高质量的通信系统中，如空间和卫星通信、调频立体声广播、短波电台等。WBFM的缺点是频带利用率低，存在门限效应，因此在接收信号弱、干扰大的情况下宜采用NBFM，这就是小型通信机常采用NBFM的原因。

40G主流调制技术比较

40G主流调制技术比较 缩略语： CP-QPSK －基于相干检测的偏振复用四相相移键控调制技术 DQPSK －基于直接检测的四相相移键控调制技术 DPSK －基于直接检测的差分相移键控技术 OOK －开关键控调制技术 摘要： CP-QPSK作为OIF选定的100G的波分调制技术，应用到40G调制的时候，提供了最佳的40G波分传输性能，并在向100G波分在线升级的时候，100%的保留了系统平台的性能，并且，使用相干检测技术后，可以完成剔除波分系统中的色散补偿和偏振模补偿，避开了以前老旧光纤不能传输40G波分的问题，使得该技术无论从理论上还是实际工程上都是40G波分系统的最佳传输技术。 一、主流调制技术之间的比较 OOK、DPSK、DQPSK和CP-QPSK的调制技术如图1所示： 图1 主流的40G波分调制技术

OOK（如NRZ、ODB、CS-RZ等）一直是10G及以下速率光信号传输的标准调制方式，但是因为信噪比和色散容限问题，不适合更高速的传输，如40G，需要其它的替代方案。 DPSK技术就是为了解决OOK的问题，将信号承载的符号一分为二，使得符号间的距离增大了一倍，从而天然的有了3dB的光信噪比（OSNR）的优势。成为了40G波分市场的主流技术。此时，其实际传输速率（波特率）和比特率相同，都是40Gb/s。 为了增大DPSK偏振模容限，出现了DQPSK技术，将符号分为4个，实际传输的波特率是比特率的一半，为20Gb/s。理论上，相比DPSK，OSNR有所改善（波特率为DPSK一半，3dB优势），但是其符号间的距离是DPSK的0.7左右，导致OSNR劣化1.5dB；再加上差拍噪声和相位噪声的影响，使得DQPSK 和DPSK的OSNR差不多。 CP-QPSK是在DQPSK的基础上，增加一个偏振纬度，使得波特率降为实际速率的1/4（实际波特率10Gb/s），并采用了相干检测技术。在相干检测模式下，输入的光信号首先分成任意混合偏振的两部分，每个部分都和一个本地激光光源发出的光信号进行90度混合。该方式把两路偏振光信号进行同相、异相隔离；最后光信号通过光电二极管转化为电信号，输入到电域的后处理过程。如图2所示： 图2 CP-QPSK接收机结构 这里面，本地激光光源起到了光信号载体作用，本质上还是各自信号自身之间的干涉而解析出各自的偏振态、相位等信息。 相干检测，可以直接得到相位和偏振态信息，这是其最大的优势。所有对各类损伤额载波恢复都在电域进行（色散补偿、PMD损伤），因此相干检测对于系统性能优化而言更加的灵活，是一种性价比很高的方案。具备如下优点：?光滤波效应好，实际为10G波特率 ?和50GHz通道间隔兼容 ?传输距离：> 2000 km ?电域偏振解复用(相比光域低成本) ?接收机光学结构简化(无需延时线干涉仪或平衡检测) ?相干检测解调，CD和PMD容限大: 后处理, 无需色散补偿，无需偏振模色散补偿 ?比DPSK和RZ-DQPSK更远的传输距离 表1是对实际工程中所使用的P-DPSK、RZ-DQPSK和CP-QPSK性能的全面比较。可见CP-QPSK可以传输18个25dB的跨段。 表1：P-DPSK、RZ-DQPSK、CP-QPSK性能的全面比较

各种数字调制方法对比

. 调制是所有无线通信的基础，调制是一个将数据传送到无线电载波上用于发射的过程。如今的大多数无线传输都是数字过程，并且可用的频谱有限，因此调制方式变得前所未有地重要。如今的调制的主要目的是将尽可能多的数据压缩到最少的频谱中。此目标被称为频谱效率，量度数据 ）。现在已现出现了多种用来实现b/s/Hz在分配的带宽中传输的速度。此度量的单位是比特每秒每赫兹（和提高频谱效率的技术。）幅移键控（ASK）和频移键控（FSK 调制正弦无线电载波有三种基本方法：更改振幅、频率或相位。比较先进的方法则通过整合两个或者 更多这些方法的变体来提高频谱效率。如今，这些基本的调制方式仍在数字信号领域中使用。信号。有FM显示了二进制零的基本串行数字信号和用于发射的信号以及经过调制后的相应AM和图1载波振幅在两个振幅级之间变化，从而1a中 ,AM信号：开关调制（OOK）和幅移键控（ASK）。在图两种 OOK调制。1b产生ASK调制。在图中，二进制信号关 断和导通载波，从而产生 三种基本的数字调制方式仍在低数据速率短距离无线应用中相当流行：图1:）。在载波零交叉点发生二进制状态变化时，这些波形是相ca）、开关键控（b）和频移键控（幅移键控（干的。在与调制信号的最高频率含量相等的载波频率之上和之下产生边带。所需的带宽是最高频率含量的 AM 两倍，包括二进制脉冲调制信号的谐波。。）1cfm和fs）之间变换（图（称为标记频率和空间频率，（频移键控FSK）使载波在两个不同的频率即会在载波频率之上和之下产生多个边带频率。产生的带宽是最高调制频率（包含谐波和调制指数）的函FM 数，即： f（T） m = Δ f是标记频率与空间频率之间的频率偏移，或者：Δfm Δ f = fs – 1/bit/sT 是数据的时间间隔或者数据速率的倒数（）。资料Word

调制方式

探究现代数字调制技术 调制是所有无线通信的基础，调制是一个将数据传送到无线电载波上用于发射的过程。如今的大多数无线传输都是数字过程，并且可用的频谱有限，因此调制方式变得前所未有地重要。 如今的调制的主要目的是将尽可能多的数据压缩到最少的频谱中。此目标被称为频谱效率，量度数据在分配的带宽中传输的速度。此度量的单位是比特每秒每赫兹（b/s/Hz）。现在已现出现了多种用来实现和提高频谱效率的技术。 幅移键控（ASK）和频移键控（FSK） 调制正弦无线电载波有三种基本方法：更改振幅、频率或相位。比较先进的方法则通过整合两个或者更多这些方法的变体来提高频谱效率。如今，这些基本的调制方式仍在数字信号领域中使用。 图1显示了二进制零的基本串行数字信号和用于发射的信号以及经过调制后的相应AM和FM信号。有两种AM信号：开关调制（OOK）和幅移键控（ASK）。在图1a中,载波振幅在两个振幅级之间变化，从而产生ASK调制。在图1b中，二进制信号关断和导通载波，从而产生OOK调制。

图1:三种基本的数字调制方式仍在低数据速率短距离无线应用中相当流行：幅移键控（a）、开关键控（b）和频移键控（c）。在载波零交叉点发生二进制状态变化时，这些波形是相干的。 AM在与调制信号的最高频率含量相等的载波频率之上和之下产生边带。所需的带宽是最高频率含量的两倍，包括二进制脉冲调制信号的谐波。 频移键控（FSK）使载波在两个不同的频率（称为标记频率和空间频率，即fm和fs）之间变换（图1c）。FM会在载波频率之上和之下产生多个边带频率。产生的带宽是最高调制频率（包含谐波和调制指数）的函数，即：m = Δf（T） Δf是标记频率与空间频率之间的频率偏移，或者： Δf = fs –fm T是数据的时间间隔或者数据速率的倒数（1/bit/s）。

各种数字调制方法对比

调制是所有无线通信的基础，调制是一个将数据传送到无线电载波上用于发射的过程。如今的大多数无线传输都是数字过程，并且可用的频谱有限，因此调制方式变得前所未有地重要。 如今的调制的主要目的是将尽可能多的数据压缩到最少的频谱中。此目标被称为频谱效率，量度数据在分配的带宽中传输的速度。此度量的单位是比特每秒每赫兹（b/s/Hz）。现在已现出现了多种用来实现和提高频谱效率的技术。 幅移键控（ASK）和频移键控（FSK） 调制正弦无线电载波有三种基本方法：更改振幅、频率或相位。比较先进的方法则通过整合两个或者更多这些方法的变体来提高频谱效率。如今，这些基本的调制方式仍在数字信号领域中使用。 图1显示了二进制零的基本串行数字信号和用于发射的信号以及经过调制后的相应AM和FM信号。有两种AM信号：开关调制（OOK）和幅移键控（ASK）。在图1a中,载波振幅在两个振幅级之间变化，从而产生ASK调制。在图1b中，二进制信号关断和导通载波，从而产生OOK调制。 图1:三种基本的数字调制方式仍在低数据速率短距离无线应用中相当流行： 幅移键控（a）、开关键控（b）和频移键控（c）。在载波零交叉点发生二进制状态变化时，这些波形是 相干的。 AM在与调制信号的最高频率含量相等的载波频率之上和之下产生边带。所需的带宽是最高频率含量的两倍，包括二进制脉冲调制信号的谐波。 频移键控（FSK）使载波在两个不同的频率（称为标记频率和空间频率，即fm和fs）之间变换（图1c）。FM会在载波频率之上和之下产生多个边带频率。产生的带宽是最高调制频率（包含谐波和调制指数）的函数，即： m = Δf（T） Δf是标记频率与空间频率之间的频率偏移，或者： Δf = fs –fm T是数据的时间间隔或者数据速率的倒数（1/bit/s）。