信号调制与解调的种类

信号调制与解调的种类,第1张

在通信中,我们常常采用的调制方式有以下几种:

(一)模拟调制:用连续变化的信号去调制一个高频正弦波

主要有:1幅度调制(调幅AM,双边带调制DSBSC,单边带调幅SSBSC,残留边带调制VSB以及独立边带ISB);

2角度调制(调频FM,调相PM)两种。因为相位的变化率就是频率,所以调相波和调频波是密切相关的;

(二)数字调制:用数字信号对正弦或余弦高频振荡进行调制

主要有:1振幅键控ASK;

2频率键控FSK;

3相位键控PSK;

(三)脉冲调制:用脉冲序列作为载波

主要有:1脉冲幅度调制(PAM:Pulse Amplitude Modulation);

2脉宽调制(PDM:Pulse Duration Modulation);

3脉位调制(PPM:Pulse Position Modulation);

4脉冲编码调制(PCM:Pulse Code Modulation) ;

随着通信业务量的增加,频谱资源日趋紧张,为了提高系统的容量,信道间隔已由最初的100kHz减少到25kHz,并将进一步减少到125kHz,甚至更小,由于数字通信具有建网灵活,容易采用数字差错控制技术和数字加密,便于集成化,并能够进入ISDN网,所以通信系统都在由模拟制式向数字制式过渡。

因此系统中必须采用数字调制技术,然而一般的数字调制技术,如ASK、PSK和FSK因传输效率低而无法满足移动通信的要求,为此,需要专门研究一些抗干扰性强、误码性能好、频谱利用率高的数字调制技术,尽可能地提高单位频谱内传输数据的比特率,以适用于移动通信窄带数据传输的要求。如

最小频移键控(MSK-Minimum Shift Keying);

高斯滤波最小频移键控(GMSK-Gaussian Filtered Minimum Shift Keying);

四相相移键控(QPSK-Quadrature Reference Phase Shift Keying);

交错正交四相相移键控(OQPSK-Offset Quadrature Reference Phase Shift Keying);

四相相对相移键控(DQPSK-Differential Quadrature Reference Phase Shift Keying);

π/4正交相移键控(π/4-DQPSK-Differential Quadrature Reference Phase Shift Keying);

已在数字蜂房移动通信系统中得到广泛应用。

最小频移键控MSK (Minimum Shift Keying)是一种改变波载频率来传输信息的调制技术,即特殊的连续相位的频移键控(CPFSK)。其最大频移为比特速率的1/4,即MSK是调制系数为05的连续相位的FSK。

在数字调制中,最小频移键控是一种连续相位的频移键控方式,在1950年代末和1960年代产生。

与偏移四相相移键控(OQPSK)类似,MSK同样将正交路基带信号相对于同相路基带信号延时符号间隔的一半,从而消除了已调信号中180°相位突变的现象。

扩展资料:

MSK是一种在无线移动通信中很有吸引力的数字调制方式,它具有以下两种主要的特点:

1、信号能量的995%被限制在数据传输速率的15倍的带宽内。谱密度随频率(远离信号带宽中心)倒数的四次幂而下降,而通常的离散相位FSK信号的谱密度却随频率倒数的平方下降。

因此,MSK信号在带外产生的干扰非常小。这正是限带工作情况下所希望有的宝贵特点。

2、信号包络是恒定的,系统可以使用廉价高效的非线性器件。

参考资料:

百度百科---  MSK

GMSK是由MSK演变来的一种简单的二进制调制方法。其基本思想是,在GMSK中将调制的原始数据(NRZ不归零的数据)进行过滤(通过预调滤波器),再对经过预调制的信号进行MSK调制,使MSK频谱上的旁瓣功率进一步下降。 预调滤波器是将全响应信号(即每个基带符号占据一个比特周期T)转换成部分响应信号,每一发送符号占据几个比特周期。

GMSK的预制滤波器的冲激响应为:

式中:是一个常数,选择不同的,滤波器的特性随之变化。

传输函数为:

参数与H(f)的3dB带宽有关,即

GMSK滤波器可以由B和基带符号持续时间T完全决定,通常用BT乘积来定义GMSK。图12显示了GMSK信号不同的BT值的射频功率谱。

从图中可以看到:当BT增大时,滤波器的传输函数随之变窄,并且拖尾衰减极快,但是BT减小会增加误码率,这是由于低通滤波器引发的码间干扰引起的。只要GMSK产生的误码率小于移动无线信道的要求,GMSK仍然是适合的。 GMSK信号的产生方法有多种。

① 用MSK调制相同的正交调制方式来产生,只要在调制前先对原始数据用高斯型低通滤波器进行过滤即可,如图13所示。

② 在原始数据经高斯滤波后,直接对压控振荡器进行调频也能生成GMSK信号,虽然这种方法比较简单,但是它要求压控振荡器具有很高的频率稳定性和频偏准确性。

GMSK的解调方法可以采用正交相干检测器和简单的非相干检测器(如标准的FM检测器)。图14是二比特延迟差分检测器的原理图。

除了采用二比特差分延迟检测的方法外,还可以采用一比特延迟差分检测。但是,二比特延迟差分的误码性能要优于一比特差分延迟检测的误码性能。

Matlab的Communication Toolbox中, 有一系列用于数字调制解调的方法和函数,诸如可产生DPSK、FSK、General QAM、MSK、OQPSK、PSK、PAM、QAM。

以4-QAM 调制为例,调制解调的基本过程为:

h = modemqammod(4); % 建立调制对象

y = modulate(h,x); %调制输入数据x

hDemod = modemqamdemod(h); % 建立解调对象

z=demodulate(hDemod,y); %解调

其他调制方式类似处理。

数字调制解调技术主要有ASK、FSK、PSK和QAM几大类。

衡量这些调制技术的指标主要是频率效率和功率效率。由于FSK相关技术具有“恒包络”之特性,故其具有高的功率效率,这对于依赖电池供电的对讲机产品来说尤为重要。

目前,专业无线通信中采用的FSK调制技术主要是MSK、GMSK、2FSK和4FSK几种,其中MSK和GMSK是两种特殊的2FSK技术。MSK是最小频移键控调制技术,其信号相较普通的FSK信号具有相位连续性。GMSK则是在MSK的基础上通过引入Gaussian滤波器而进一步降低信号带宽的调制方式。

在实际应用中,MSK信号一般用于传输低速数字信号,而GMSK则已在GSM公众无线系统和TETRAPOL、AIS等专业无线通信系统中获得广泛应用。4FSK调制技术则在最近的ETSI之DMR/dPMR标准中获得应用。

1,模拟调制就是直接用模拟信号来改变载波的某个或者某几个参数,比如幅度、相位、频率等等。常见的AM就是模拟调幅,FM就是模拟调频,PM模拟调相。不过FM,PM统称为调相。

数字调制就是先对模拟信号进行抽样、量化、编码之后(即数字化)再对载波进行调制。过程同模拟差不多,因为此时调制信号变成了01串,所以此时的调制又叫键控。比如OOK、FSK PSK MSK

以及多进制调制,还有同事改变载波数个参数的联合调制,为了解决倒pi现象的差分调制等等。

2调频、调幅、调相是对应模拟调制信号来说。他们对应的数字调制就是ook即开关键控(就是你所说的幅移键控)FSK(移频键控)psk(相移键控),此外就如果1中所说。此外调制为了解决实际的传输问题根据不同用途又有不同方法,但是以上三点都是基础。

比如:1)数字化后根据数字信号的不同进度又有QPSK 8PSK 等多进制键控

2)为了解决频率模糊问题先对调制信号进行差分化就出现了差分调制,比如DPSK,QDPSK等等

4)调制信号同时改变载波多个参数的有联合键控如:QAM

5)将调制信号进行正交化之后再进行调制的有OFDM等等。这些都是为了解决通信中的有效性和可靠性发展起来的。

3 数字通信就是将模拟信号转化成数字信号之后再进行一系列处理。用的调制方法看你需要解决什么问题。

为了提高有效性,就用多进制调制。如QAM、OFDM、8psk等等

不过现在的调制已经有根编码联合进行的趋势,这样可以提高系统的性能。如TEM,主要用于无线通信中。

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