几种数字调制技术

数字信号调制的三种基本方法
数字信号调制是数字通信中的重要技术之一，它将数字信息转换为模拟信号或数字信号，以便在信道中传输或存储。

目前，数字信号调制有三种基本方法，分别是脉冲编码调制、正交振幅调制和频移键控调制。

1. 脉冲编码调制
脉冲编码调制（Pulse Coded Modulation，PCM）是一种将模拟
信号数字化的方法，它将连续的模拟信号离散化后通过调制器进行数字信号调制。

在PCM中，原始信号通过采样、量化和编码处理后转换为数字信号。

这种方法具有简单、效率高、误差小等优点，广泛应用于电话、广播、电影、电视等领域。

2. 正交振幅调制
正交振幅调制（Quadrature Amplitude Modulation，QAM）是一种将数字信号调制为模拟信号的方法。

在QAM中，数字信号通过正交振幅调制器进行调制，将信号分为实部和虚部两个部分，再通过合并器合并成一个复杂信号。

这种方法具有高效率、抗干扰性强等优点，被广泛应用于数字电视、无线通信、卫星通信等领域。

3. 频移键控调制
频移键控调制（Frequency Shift Keying，FSK）是一种将数字
信号调制为模拟信号的方法，它通过改变信号的频率来传输数字信息。

在FSK中，数字信号通过频移键控调制器进行调制，将信号分为两个不同频率的正弦波，并通过信道传输。

这种方法具有抗噪声干扰性强、
误码率低等优点，被广泛应用于蓝牙、无线电、遥控等领域。

总之，数字信号调制是数字通信中不可缺少的技术，不同的调制方法适用于不同的应用场景，我们需要选择合适的调制方式来提高通信效率和可靠性。

数字信号处理中的调制与解调技术数字信号处理技术在现代通信中扮演着至关重要的角色。

它可以对信号进行调制与解调，使得信号可以在不同的载体(比如无线电波、光纤等)传输和传递。

本文将介绍数字信号处理中的调制与解调技术。

一、调制技术调制技术是将基带信号(即未调制的信号)转换为能够在载体中传输的信号的过程。

它可以用来改变信号的频率、幅度和相位等属性。

常见的调制技术包括幅度调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)等。

1. 幅度调制(AM)幅度调制是最简单的调制技术之一，它通过将基带信号和一个高频载波信号进行乘法运算，来改变信号的幅度。

结果可以用下式表示:s(t) = Ac[1 + m(t)]cos(2πfct)其中，Ac是载波的幅度，f是载波频率，m(t)是基带信号，s(t)为调制后的信号。

可以看出，载波信号的幅度随着基带信号而变化，从而实现了对信号幅度的调制。

2. 频率调制(FM)频率调制是一种常见的调制方式，在广播电台、卫星通信等领域得到广泛应用。

它是通过改变载波频率的大小，来反映出基带信号的变化。

这个过程可以用下式表示:s(t) = Ac cos[2πfc t + kf∫m(τ)dτ]其中，kf是调制指数，m(t)是基带信号，∫m(τ)dτ是对基带信号的积分。

这里，频率调制实质是将基带信号的斜率值转化为频率的变化，从而体现了基带信号的变化。

3. 相位调制(PM)相位调制是另一种常见的调制方式，它通过改变相位来反映出基带信号的变化。

相位调制可以用下式表示:s(t) = Ac cos[2πfct + βm(t)]其中，β是调制指数，m(t)是基带信号。

可以看出，相位调制实质上是将基带信号的变化转化为相位的变化。

二、解调技术解调技术是将调制后的信号还原为原始基带信号的过程。

它在通信中起着至关重要的作用，可以保证信息的正确传递。

1. 相干解调相干解调是最常见的解调方式，它是通过连续时间信号的乘法运算来分离出基带信号的。

数字调制技术
数字调制是指用数字数据调制模拟信号，主要有三种形式：移幅键控法ASK、移频键控法FSK、移相键控法PSK。

幅度键控（ASK）：即按载波的幅度受到数字数据的调制而取不同的值，例如对应二进制0，载波振幅为0；对应二进制1，载波振幅为1。

调幅技术实现起来简单，但容易受增益变化的影响，是一种低效的调制技术。

在电话线路上，通常只能达到1200bps的速率。

频移键控（FSK）：即按数字数据的值（0或1）调制载波的频率。

例如对应二进制0的载波频率为F1，而对应二进制1的载波频率为F2。

该技术抗干扰性能好，但占用带宽较大。

在电话线路上，使用FSK可以实现全双工操作，通常可达到1200bps的速率。

相移键控（PSK）：即按数字数据的值调制载波相位。

例如用180相移表示1，用0相移表示0。

这种调制技术抗干扰性能最好，且相位的变化也可以作为定时信息来同步发送机和接收机的时钟，并对传输速率起到加倍的作用
FSK是频移键控调制的简写，即用不同的频率来表示不同的符号。

例如2KHz 表示符号0，3KHz表示符号1。

GFSK是高斯频移键控的简写，在调制之前通过一个高斯低通滤波器来限制信号的频谱宽度。

调频：
调幅：。

几种常见的数字调制方法
ASK FSK GFSK
说说常见的射频调制方式吧。

常见的有ASK，FSK，GFSK。

1、ASK(Amplitude Shift Keying)，即振幅键控方式。

这种调制方式是根据信号的不同，调节载波的幅度，载波的频率是保持不变的。

因此载波幅度是随着调制信号而变化的，最简单的方式就是载波在调制信号的控制下表现为通断，由此也可由引出另外一种调试方式就是多电平MASK，顾名思义M为Multi，是一种较高效的传输方式，但由于抗噪声能力较差，所以一般不常见。

2、FSK(Frequency Shift Keying)，即频移键控方式。

这种调试方式是利用载波的频率变化来传递数字信息。

例如20KHz的频率用来表示1，10KHz的频率用来表示0。

3、GFSK(Gauss Frequency Shift Keying) 高斯频移键控。

与FSK类似，就在FSK前通过一个高斯低通滤波器来限制信号的频谱宽度。

ASK、FSK、PSK、QAM数字调制技术1934年美国学者李佛西提出脉冲编码调制(PCM)的概念，从此之后通信数字化的时代应该说已经开始了，但是数字通信的高速发展却是20世纪70年代以来的事情。

随着时代的发展，用户不再满足于听到声音，而且还要看到图像；通信终端也不局限于单一的电话机，而且还有传真机和计算机等数据终端。

现有的传输媒介电缆、微波中继和卫星通信等将更多地采用数字传输。

而这些系统都使用到了数字调制技术，本文就数字信号的调制方法作一些详细的介绍。

一数字调制数字信号的载波调制是信道编码的一部分，我们之所以在信源编码和传输通道之间插入信道编码是因为通道及相应的设备对所要传输的数字信号有一定的限制，未经处理的数字信号源不能适应这些限制。

由于传输信道的频带资源总是有限的，因此提高传输效率是通信系统所追求的最重要的指标之一。

模拟通信很难控制传输效率，我们最常见到的单边带调幅（SSB）或残留边带调幅（VSB）可以节省近一半的传输频带。

由于数字信号只有"0"和"1"两种状态，所以数字调制完全可以理解为像报务员用开关电键控制载波的过程，因此数字信号的调制方式就显得较为单纯。

在对传输信道的各个元素进行最充分的利用时可以组合成各种不同的调制方式，并且可以清晰的描述与表达其数学模型。

所以常用的数字调制技术有2ASK、4ASK、8ASK、BPSK、QPSK、8PSK、2FSK、4FSK等，频带利用率从1bit/s/Hz～3bit/s/Hz。

更有将幅度与相位联合调制的QAM技术，目前数字微波中广泛使用的256QAM的频带利用率可达8bit/s/Hz，八倍于2ASK或BPSK。

此外，还有可减小相位跳变的MSK等特殊的调制技术，为某些专门应用环境提供了强大的工具。

近年来，四维调制等高维调制技术的研究也得到了迅速发展，并已应用于高速MODEM中，为进一步提高传输效率奠定了基础。

总之，数字通信所能够达到的传输效率远远高于模拟通信，调制技术的种类也远远多于模拟通信，大大提高了用户根据实际应用需要选择系统配置的灵活性。

移动通信中各类数字调制方式的分析比较1.1 GMSK调制方式GSM系统GSM系统采用的是称为GMSK的调制方式。

GMSK 在二进制调制中具有最优综合性能。

其基本原理是让基带信号先经过高斯滤波器滤波，使基带信号形成高斯脉冲，之后进行MSK调制，属于恒包络调制方案。

它的优点是能在保持谱效率的同时维持相应的同波道和邻波道干扰，且包络恒定，实现起来较为容易。

目前，常选用锁相环(PLL)型GMSK调制器。

从其调制原理可看出，这种相位调制方法选用90°相移，每次相移只传送一个比特，这样的好处是虽然在信号的传输过程中会发生相当大的相位和幅度误差，但不会扰乱接收机，即不会生成误码，对抗相位误差的能力非常强。

如果发生相位解码误差，那么也只会丢失一个数据比特。

这就为数字化语音创建了一个非常稳定的传输系统，这也是此调制方式在第二代移动通信系统中得以广泛使用的重要原因。

但其唯一的缺点是数据传输速率相对较低，其频谱效率不如QPSK，并不太适合数据会话和高速传输。

因此，为提高传输效率，在GPRS系统中的增强蜂窝技术（EDGE）则运用了3π/8-8PSK的调制方式，以弥补GMSK的不足，为GSM向3G的过渡做好了准备。

1.2 PSK 类调制方式以基带数据信号控制载波的相位，使它作不连续的、有限取值的变化以实现传输信息的方法称为数字调相，又称为相移键控，即PSK。

理论上，相移键控调制方式中不同相位差的载波越多，传输速率越高，并能够减小由于信道特性引起的码间串扰的影响，从而提高数字通信的有效性和频谱利用率。

如四相调制（QPSK）在发端一个码元周期内（双比特）传送了２位码，信息传输速率是二相调制（BPSK）的2倍，依此类推，8PSK的信息传输速率是BPSK的3倍。

但相邻载波间的相位差越小，对接收端的要求就越高，将使误码率增加，传输的可靠性将随之降低。

为了实现两者的统一，各通信系统纷纷采用改进的PSK调制方式，而实际上各类改进型都是在最基本的BPSK和QPSK基础上发展起来的。

通信电子中的数字信号调制技术数字信号调制技术（Digital Modulation Techniques）是一种将数字信号转换为模拟信号的技术。

随着通信技术的快速发展，数字信号调制技术已成为现代通信系统中不可或缺的部分。

数字信号调制技术主要用于数字传输、数据通信、移动通信、卫星通信、广播等领域。

数字信号调制技术可以分为两类：基带数字信号调制技术和带通数字信号调制技术。

基带数字信号调制技术将数字信号直接调制成低频模拟信号，如脉冲代码调制（PCM）、脉冲调制（PM）、脉冲振幅调制（PAM）、脉冲位置调制（PPM）等。

带通数字信号调制技术，则是将数字信息进行调制后，频带化使其能够在电磁环境中传输，例如频移键控（FSK）、相移键控（PSK）、振幅移键控（ASK）、正交振幅调制（QAM）等。

其中，最常见的调制技术包括：二进制振幅移键控（Binary Amplitude Shift Keying，BASK）、二进制频移键控（Binary Frequency Shift Keying，BFSK）、二进制相移键控（Binary Phase Shift Keying，BPSK）、四进制正交振幅移键控（Quadrature Amplitude Shift Keying，QASK）等。

二进制振幅移键控（BASK）是指将数字信号分为两个不同幅度的电压电平，即“0”和“1”，然后使用载波来对信号进行调制。

BASK简单易行，但是传输距离较短，抗干扰能力较弱。

二进制频移键控（BFSK）是指将数字信号分为“0”和“1”两种频率，然后使用载波来对信号进行调制。

BFSK相比BASK在抗干扰方面更加优秀，适用于中短距离信号传输。

二进制相移键控（BPSK）是指使用载波来传输两种二进制数字的信号。

在BPSK中，一项可以表示为1和-1，如111---1，101-----（-1），其中1表示正（单位振幅），-1表示负（单位振幅）。

BPSK在抗干扰方面表现也很不错。

数字通信的调制方式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) 。

●调制方法：用相乘器实现调制器。

●调制类型：2ASK,MASK。

●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。