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        數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)是使傳輸數(shù)字信號(hào)特性與信道特性相匹配的一種數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)。數(shù)字調(diào)制一般指調(diào)制信號(hào)是數(shù)字的，而載波是連續(xù)波的調(diào)制方式。調(diào)制的過(guò)程就是按調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律去改變載波某些參數(shù)的過(guò)程。若正弦振蕩的載波用Asin(2πft+φ)來(lái)表示，使其幅度A、頻率f或相位φ隨調(diào)制信號(hào)而變化，從而就可在載波上進(jìn)行調(diào)制。

       按照基帶數(shù)字信號(hào)對(duì)載波的振幅、頻率和相位等不同參數(shù)所進(jìn)行的調(diào)制，可把數(shù)字調(diào)制方式分為3種基本類(lèi)型：幅度調(diào)制、頻率調(diào)制和相位調(diào)制。

       (1)數(shù)字幅度調(diào)制又稱(chēng)為幅移鍵控(amplitude shift keying,ASK),即載波的振幅隨著調(diào)制信號(hào)而變化，如數(shù)字信號(hào)“1”用有載波輸出表示，數(shù)字信號(hào)“0”用無(wú)載波表示，如圖4.2中的(a)所示。

       (2)數(shù)字頻率調(diào)制又稱(chēng)為頻移鍵控(frequency shift keying,FSK),即載波的頻率隨著調(diào)制信號(hào)而變化，如數(shù)字信號(hào)“1”用頻率/表示，數(shù)字信號(hào)“0”用頻率無(wú)表示，如圖4.2(b)所示。FSK是利用兩個(gè)頻率相差△/的正弦信號(hào)，進(jìn)行二進(jìn)制信號(hào)傳輸?！鱢稱(chēng)為頻差，與載波頻率fe相比，它是很小的。實(shí)際應(yīng)用中，常常用頻差比來(lái)說(shuō)明頻差的大小，一般把頻差比定義為調(diào)制指數(shù)。

       (3)數(shù)字相位調(diào)制又稱(chēng)為相移鍵控(phaseshiftkeying,PSK),即載波的初始相位隨著調(diào)制信號(hào)而變化，如數(shù)字信號(hào)“1”對(duì)應(yīng)于相位180°,數(shù)字信號(hào)“0”對(duì)應(yīng)于相位0。，如圖4.2中的(c)所示。PSK是利用載波的不同相位來(lái)傳遞數(shù)字信息的，而振幅和頻率保持不變。

       數(shù)字幅度調(diào)制、數(shù)字頻率調(diào)制和數(shù)字相位調(diào)制，這3種數(shù)字調(diào)制方式是數(shù)字調(diào)制的基礎(chǔ)。然而，這3種數(shù)字調(diào)制方式都存在某些不足，如頻譜利用率低、抗 

圖4.2  基帶數(shù)字信號(hào)的調(diào)制方法

多徑衰落能力差、功率譜衰減慢、帶外輻射嚴(yán)重等。為了改善這些不足，近幾十年來(lái)人們陸續(xù)提出一些新的數(shù)字調(diào)制技術(shù)，以適應(yīng)各種新的通信系統(tǒng)的要求?，F(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)主要有正交調(diào)幅(quadrature amplitude modulation,QAM)調(diào)制、四相移相鍵控(quaternary PSK,QPSK)、正交頻分復(fù)用(orthogonal frequency-division multiplexing,OFDM)調(diào)制、高斯最小頻移鍵控(Gaussian minimum frequency-shiftkeying,GMSK)>無(wú)載波振幅/相位(carrieramplitudephaseCAP)調(diào)制、離散多載波(discretemultitone,DMT)調(diào)制等。

一、正交調(diào)幅調(diào)制

       QAM調(diào)制是數(shù)字信號(hào)的一種調(diào)制方式，在調(diào)制過(guò)程中，同時(shí)以載波信號(hào)的幅度和相位來(lái)代表不同的數(shù)字比特編碼，把多進(jìn)制與正交載波技術(shù)結(jié)合起來(lái)，進(jìn)一步提高頻帶利用率。

       QAM是一種將兩種調(diào)幅信號(hào)匯合到一個(gè)信道的方法，因此會(huì)雙倍擴(kuò)展有效帶寬。QAM被用于脈沖調(diào)幅，特別是應(yīng)用在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。

       QAM信號(hào)有兩個(gè)相同頻率的載波，但是相位相差90。。一個(gè)信號(hào)稱(chēng)為I信號(hào)，另一個(gè)信號(hào)稱(chēng)為Q信號(hào)。從數(shù)學(xué)角度講，一個(gè)信號(hào)可以表示成正弦，另一個(gè)信號(hào)可以表示成余弦。兩種被調(diào)制的載波在發(fā)射時(shí)已被混合。到達(dá)目的地后，載波被分離，數(shù)據(jù)被分別提取然后和原始調(diào)制信息相混合。

       QAM是用兩路獨(dú)立的基帶信號(hào)對(duì)兩個(gè)相互正交的同頻載波進(jìn)行抑制載波雙邊帶調(diào)幅，利用這種已調(diào)信號(hào)的頻譜在同一帶寬內(nèi)的正交性，實(shí)現(xiàn)兩路并行的數(shù)字信息的傳輸。該調(diào)制方式通常有二進(jìn)制QAM(4QAM)、四進(jìn)制QAMO6QAM)、八進(jìn)制QAM(64QAM)、…對(duì)應(yīng)的空間信號(hào)矢量端點(diǎn)分布圖稱(chēng)為星座圖(圖4.3),分別有4、16、64、…個(gè)矢量端點(diǎn)。

二、四相移相鍵控

       QPSK調(diào)制是利用載波的4種不同相位來(lái)表征輸入的數(shù)字信息，由于4種相位可代表4種數(shù)字信息，為此，在四相調(diào)制輸入端，通常要對(duì)輸入的二進(jìn)制碼序列進(jìn)行分組，將每2個(gè)信息數(shù)字（碼元）編為一組，這樣就可能有00、01、10、114種組合，每種組合代表一個(gè)四進(jìn)制符號(hào)，然后用4種不同的載波相位去表征它們。也就是每一種載波相位代表2個(gè)比特信息，稱(chēng)為雙比特碼元。

圖4.34   QAM、16QAM、64QAM星座圖