【2-6】数字调制

前言

前面谈到了脉冲传输来调制信号，本文主要介绍用模拟信号传输零或一的数据。

1. ASK

Amplitude Shift Keying 振幅键控：
载波信号的振幅会根据数字信号的不同状态（通常是二进制的0和1）而发生变化。具体来说，当数字信号为1时，载波信号的振幅会上升到某个预定值；当数字信号为0时，载波信号的振幅会下降到另一个预定值，或者完全关闭。

ASK调制的优点在于其实现相对简单，因为它只需要改变载波的振幅即可。然而，它的缺点是抗干扰能力较弱，因为振幅的变化很容易受到信道噪声的影响。

2. FSK

Frequency Shift Keying 频移键控：
不同的数字信号状态（通常是二进制的0和1）对应于不同的载波频率。例如，数字信号为1时，载波频率为f1；数字信号为0时，载波频率为f2，这两个频率通常被称为“标记频率”和“空闲频率”。

• 二进制FSK（BFSK）‌：最简单的形式，使用两个不同的频率来表示二进制的0和1。在每个比特时间内，发送方根据当前比特的值选择相应的频率进行传输。
• 多进制FSK（MFSK）‌：可以使用多个频率来表示多于两位的信息。例如，四进制FSK（4-FSK）使用四个不同的频率来表示两个比特的信息。

3. PSK

Phase Shift Keying 相移键控：
载波的振幅和频率保持不变，而相位则根据数字基带信号的变化而变化。

PSK 的优点之一是抗噪声能力较强，因为它只改变相位而保持幅度不变。这使得 PSK 在高噪声环境下的传输效果更好。此外，PSK 在高频率应用中表现出色，比如卫星通信。然而，PSK 的缺点是对相位变化非常敏感，因此在高速传输时容易受到相位失真的影响。

有两种常见的相移键控，分别是“BPSK”、“DPSK”：

• BPSK （Binary phase-shift keying）它使用两相，相距 180°（通常是0度和180度）来表示二进制数据中的“0”和“1”，因此也可以称为 2-PSK。这也是最传统的PSK。
• DPSK （Differential phase-shift keying）它通过改变信号的相位差来表示数据，与前面有差别表示0，无差别表示1
• QPSK（Quadrature phase-shift keying）使用四个不同的相位（通常是45度、135度、225度和315度）来表示两个二进制位的信息。

注：DPSK是2相调制，码元种类为2；QPSK是4相调制，码元种类为4.

4. QAM

Quadrature Amplitude Modulation 正交幅度调制：

把两个幅度相同但相位相差90°的模拟信号合成一个载波信号。

QAM能够在一个符号周期内传输多个比特的信息。例如，16-QAM可以传输4比特的信息，而64-QAM可以传输6比特的信息。

后记

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修改记录

更新日期	修改内容
2025年4月3日	完成初稿