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數字調制解調技術是使傳輸數字信號特性與信道特性相匹配的一種數字信號處理技術。數字調制一般指調制信號是數字的，而載波是連續(xù)波的調制方式。調制的過程就是按調制信號的變化規(guī)律去改變載波某些參數的過程。若正弦振蕩的載波用Asin(2πft+φ)來表示，使其幅度A、頻率f或相位φ隨調制信號而變化，從而就可在載波上進行調制。
按照基帶數字信號對載波的振幅、頻率和相位等不同參數所進行的調制，可把數字調制方式分為3種基本類型：幅度調制、頻率調制和相位調制。
(1)數字幅度調制又稱為幅移鍵控(amplitude shift keying,ASK),即載波的振幅隨著調制信號而變化，如數字信號“1”用有載波輸出表示，數字信號“0”用無載波表示，如圖4.2中的(a)所示。
(2)數字頻率調制又稱為頻移鍵控(frequency shift keying,FSK),即載波的頻率隨著調制信號而變化，如數字信號“1”用頻率/表示，數字信號“0”用頻率無表示，如圖4.2(b)所示。FSK是利用兩個頻率相差△/的正弦信號，進行二進制信號傳輸。△f稱為頻差，與載波頻率fe相比，它是很小的。實際應用中，常常用頻差比來說明頻差的大小，一般把頻差比定義為調制指數。
(3)數字相位調制又稱為相移鍵控(phaseshiftkeying,PSK),即載波的初始相位隨著調制信號而變化，如數字信號“1”對應于相位180°,數字信號“0”對應于相位0。，如圖4.2中的(c)所示。PSK是利用載波的不同相位來傳遞數字信息的，而振幅和頻率保持不變。
數字幅度調制、數字頻率調制和數字相位調制，這3種數字調制方式是數字調制的基礎。然而，這3種數字調制方式都存在某些不足，如頻譜利用率低、抗
圖4.2 基帶數字信號的調制方法
多徑衰落能力差、功率譜衰減慢、帶外輻射嚴重等。為了改善這些不足，近幾十年來人們陸續(xù)提出一些新的數字調制技術，以適應各種新的通信系統(tǒng)的要求?，F(xiàn)代數字調制技術主要有正交調幅(quadrature amplitude modulation,QAM)調制、四相移相鍵控(quaternary PSK,QPSK)、正交頻分復用(orthogonal frequency-division multiplexing,OFDM)調制、高斯最小頻移鍵控(Gaussian minimum frequency-shiftkeying,GMSK)>無載波振幅/相位(carrieramplitudephaseCAP)調制、離散多載波(discretemultitone,DMT)調制等。
一、正交調幅調制QAM調制是數字信號的一種調制方式，在調制過程中，同時以載波信號的幅度和相位來代表不同的數字比特編碼，把多進制與正交載波技術結合起來，進一步提高頻帶利用率。
QAM是一種將兩種調幅信號匯合到一個信道的方法，因此會雙倍擴展有效帶寬。QAM被用于脈沖調幅，特別是應用在無線網絡。
QAM信號有兩個相同頻率的載波，但是相位相差90。。一個信號稱為I信號，另一個信號稱為Q信號。從數學角度講，一個信號可以表示成正弦，另一個信號可以表示成余弦。兩種被調制的載波在發(fā)射時已被混合。到達目的地后，載波被分離，數據被分別提取然后和原始調制信息相混合。
QAM是用兩路獨立的基帶信號對兩個相互正交的同頻載波進行抑制載波雙邊帶調幅，利用這種已調信號的頻譜在同一帶寬內的正交性，實現(xiàn)兩路并行的數字信息的傳輸。該調制方式通常有二進制QAM(4QAM)、四進制QAMO6QAM)、八進制QAM(64QAM)、…對應的空間信號矢量端點分布圖稱為星座圖(圖4.3),分別有4、16、64、…個矢量端點。
二、四相移相鍵控QPSK調制是利用載波的4種不同相位來表征輸入的數字信息，由于4種相位可代表4種數字信息，為此，在四相調制輸入端，通常要對輸入的二進制碼序列進行分組，將每2個信息數字（碼元）編為一組，這樣就可能有00、01、10、114種組合，每種組合代表一個四進制符號，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個比特信息，稱為雙比特碼元。
圖4.34 QAM、16QAM、64QAM星座圖
