现代新型调制技术概述讲解
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无线通信技术中的调制技术把信息通过电磁波传输到接收端是无线通信技术的基础。
其中,调制技术是发射端将信息信号通过一定方式转换成适合传输的电磁波信号的过程。
有多种不同的调制技术,本文将介绍常见的几种调制技术并探讨其优缺点。
1. AM调制AM调制是将调制信号直接加到载波上的调制技术。
例如,工业站长波广播系统中的信号传输通过AM调制。
该技术有点是简单易实现,但缺点是调制信号频率过高会使带宽过宽,增加了频带资源的消耗。
2. FM调制FM调制是通过改变载波频率的方式来传输信息信号的调制技术。
与AM调制不同的是,FM调制是将调制信号直接影响载波频率而达到改变信号的目的。
相比AM调制,FM调制能更有效地消除由噪声带来的干扰,但对于相同的带宽,FM调制传输距离比AM调制短。
3. PM调制与FM调制类似,PM调制是通过改变载波相位的方式来传输信息信号的调制技术。
PM调制的优点是在一定的电平下传输信号,具有抗噪声能力强、传输品质高的特点。
不过,相比FM调制,PM调制的载波频率稳定性和相位稳定性稍差。
4. ASK调制ASK调制即幅度键控技术,将调制信号通过改变载波的幅度来传输信息的技术。
例如,使用ASK调制技术传输二进制数字的信号。
ASK调制技术适用性广,但不适用于高速传输和抗干扰性要求较高的场景。
5. FSK调制FSK调制是通过改变载波频率来传输数字信号的调制技术。
FSK调制通常用于调制数字信号,比如GPS系统定位的信号传输。
相比ASK调制技术,FSK调制技术的抗噪声性能和传输距离更好,但对于抗干扰性的要求较低的场景,ASK调制技术比FSK调制技术更适合。
6. PSK调制PSK调制是相位键控技术,将调制信号通过改变载波的相位来传输信息的技术。
相比于AM、FM调制技术,PSK调制技术对抗噪声的能力更强,但相比于FSK调制技术,PSK调制技术对频偏的抗干扰能力较弱。
综合来看,不同的调制技术都有其自身的优缺点。
在实际应用中,需要根据具体的情况,选择合适的调制技术以达到最优的传输效果。
第七章 现代数字调制技术7.1 恒定包络调制方式7.1.1 最小频移键控(MSK)MSK 是一种特殊的2FSK 信号。
2FSK 信号通常是由两个独立的振荡源产生的,一般说来在频率转换处相位不连续,因此,会造成功率谱产生很大的旁瓣分量,若通过带限系统后会产生信号包络的起伏变化。
为了克服以上缺点,需控制在频率转换处相位变化是连续性的,这种形式的数字频率调制称为相位连续的频移键控(CPFSK),MSK 属于CPFSK ,但因其调制指数最小,在每个码元持续时间T S 内,频移恰好引起π/2相移变化,所以称这种调制方式为最小频移键控MSK 。
(a)+-- +++(b) (c)图7.1-1 MSK 信号的频率间隔与波形7.1.2 高斯最小频移键控(GMSK)为了获得窄带输出信号的频谱,预调滤波器必须满足以下条件:(1)带宽窄,且应具有良好的截止特性。
(2)为防止FM 调制器的瞬时频偏过大,滤波器应具有较低的过冲脉冲响应。
(3)为便于进行相干解调,要求保持滤波器输出脉冲面积不变。
187由图7.1-8可见,g(t)的波形随B b 的减小而越来越宽,同时幅度也越来越小。
可见带宽越窄,输出响应被展得越宽。
这样,一个宽度等于T s 的输入脉冲,其输出将影响前后各一个码元的响应;同样,它也要受到前后两个相邻码元的影响。
也就是说,输入原始数据在通过高斯型滤波器之后,已不可避免地引入码间串扰,如图7.1-9所示。
s s s s图7.1-8 高斯滤波器的输出响应 图7.1-9 高斯滤波器输出响应的码间串扰7.1.3 正弦频移键控 (SFSK)0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 归一化频率:(f -f c )T b 功率密度谱()图7.1-11 GMSK 的功能谱密度 为了减少带外幅射,提高频带利用率,应使这些尖角变平滑。
SFSK 就是针对此问题提出的一种调制方式。
SFSK 的提出是为了改进MSK 频谱特性。
它从平滑MSK 的相位路径出发,将MSK 在一个码元线性变化内的相位特性,改造成在线性特性上迭加一个正弦波的特性。