【正文】 統(tǒng)中，頻帶利用率是 1(b/s)/Hz。若利 用正交載波調(diào)制技術(shù)傳輸 ASK信號，可使頻帶利用率提高一 倍。如果再把多進制和其他技術(shù)結(jié)合起來，還可進一步提高 頻帶利用率。正交振幅調(diào)制（ QAM）是利用正交載波對兩路 正交振幅調(diào)制（ QAM） 信號分別進行雙邊帶抑制載波調(diào)幅形成的。通常有二進制 QAM（ 4QAM），四進制 QAM（ 16QAM），八進制 QAM（ 64QAM） , ?? ，對應(yīng)的空間信號矢量端點圖如 圖 ，分別有 4, 16， 64， ? 個矢量端點。 圖 (a)為 4QAM， 17QAM， 64QAM 的信號矢量端點圖； 圖 (b)為 16QAM信號電平數(shù)和信號狀態(tài)關(guān) 系。電子數(shù)和信號狀態(tài)之間的關(guān)系是 M=m2。其中 m為電平數(shù)， M為信號狀態(tài)。 QAM信號的同相和正交分量可以獨立地分別以 ASK方 式傳輸數(shù)字信號。如果兩通道的基帶信號分別為 x(t)和 y(t)， 則 QAM信號可表示為 圖 QAM信號空間矢量圖 ttyttxtu Q A M 00 s i n)(c o s)()( ?? ?? 其中 x(t)和 y(t)分別為 ???????kSk kTtgxtx )()(???????kSk kTtgyty )()( 式中 TS為多進制碼元間隔。為了傳輸與檢測方便，式中 x(t)與 y(t)一般為雙極性 m進制碼元，間隔相等。例如取為 177。 1， 177。 3， … ， 177。 (m1)等。這時形成的 QAM信號是多進制 的。 通常，原始數(shù)字信號都是二進制的。為了得到多進制的 QAM信號，首先應(yīng)將二進制信號轉(zhuǎn)換成 m進制信號，然后進行 正交調(diào)制，最后再相加。圖 QAM信號 的原理。圖中 x/(t)由序列 a a2， ? ， ak組成； y/(t)由序列 b1， b2， ? ， bk組成，它們是兩組相互獨立的二進制信號， 經(jīng) 2/m變換器變?yōu)?m進制信號 x(t)和 y(t)。 圖 QAM信號產(chǎn)生 QAM信號采取正交相平解調(diào)的方法解調(diào)，原理如圖 所示。 圖 QAM信號解調(diào) 解調(diào)后輸出兩路相互獨立的多電平基帶信號。 ?????????????kSkkSkkTtgy( t )ykTtgxtx)(?)()(? 因為 xk和 yk取值為 177。 1， 177。 3， … ， 177。 (m1)，所以判決電 平應(yīng)設(shè)在信號點平間隔的中點，即 VT=0， 177。 2， 177。 4， ? ， 177。 (m2)。判決準則為 ?)(? / TVx0 xkVT 1 xkVT ?)(? / TVy0 ykVT 1 ykVT 根據(jù)多進制碼元與二進制碼元之間的關(guān)系，可恢復(fù)出原 二進制信號。 對于 4QAM，當兩路信號幅度相等時，產(chǎn)生、解調(diào)、性 能及相位矢量均與 4PSK相同。 8QAM 8QAM的 M=8， 8QAM調(diào)制實現(xiàn)的方框原理如圖 ， A、 B兩支路的 2/4電平變換器的真值表相同。 2/4電平變換的 真值表及合成后信號的幅度，相位真值表如 表 。 8QAM的相位矢量及星座圖如 圖 。 圖 8QAM調(diào)制方框圖 表 2/4電平變換及合成信號真值表 圖 8QAM的相位矢量及星座圖 A(B)C 輸出 0 0 0 1 1 1 + 1 0 + A B C 8QAM 幅度 相位 0 1 0 +135176。 0 1 1 +135 176。 0 0 0 135 176。 0 0 1 135 176。 1 1 0 +45 176。 1 1 1 +45 176。 1 0 0 45 176。 1 0 1 45 176。 從真值表和星座圖都可以看出， 8QAM已調(diào)信號是幅度與 相位均在變化的高頻載波，輸入的二進制碼流每 3比特分為 一組。 A、 B兩比特決定其相位。 A、 B有四種組合，對應(yīng)四種 相位： 01 135176。 ,00 ?135176。 ,11 +45 176。 ,10 ?45176。 。 C 比特決定幅度 ,C有兩個狀態(tài)，對應(yīng)兩種 幅度： 1 ， 0 。 8QAM的解調(diào)方框圖如圖 。 圖 8QAM的解調(diào)方框圖 16QAM 16QAM是 M=16的系統(tǒng)，調(diào)制的方框圖如 圖 。 輸入二進制數(shù)據(jù)經(jīng)串 /并變換和 2/4變換后速率為 fB/4。 2/4變 換后的電平為 177。 1和 177。 3四種，它們再分別進行正交調(diào)制合成 后的信號為 Acos2πfcjBsin2πfc，由于 A、 B各有四種幅度， 所以合成后信號有 16個狀態(tài)。這 16個狀態(tài)的星座圖如 圖 所示。解調(diào)是上述調(diào)制的逆過程，也采用正交解調(diào)，其原理 不再贅述。 圖 16QAM信號產(chǎn)生方框圖 圖 16QAM相移圖和星座圖 從 圖 16QAM的星座圖呈方形，因此也稱為 方形星座圖。 16QAM的星座圖也可如 圖 ，由于它呈 放射形狀，故也稱星形星座圖。 16QAM星形星座圖與方形比 較有如下特點：星形有 8種相位、 2種幅度，而方形有 3種幅 度、 12種相位。因此星形的幅度及相位種類少，星形比方形 在抗衰減性能上要更勝一籌，故應(yīng)用更為廣泛。 16QAM星形 實現(xiàn)亦很方便，我們可將輸入的二進制信息每 4比特分為一 組，前 3比特用來實現(xiàn) 8PSK調(diào)制，第 4比特控制幅度。 目前為了提高頻帶利用率，在通信系統(tǒng)中已采用了 32QAM， 64QAM， 128QAM， 256QAM等等。無論是哪一種 QAM， 它們都是幅度和相位雙重受控的數(shù)字調(diào)制。 圖 星型星座圖 隨著通信技術(shù)的發(fā)展，要求人們不斷地尋找頻帶利用率 高，同時抗干擾能力強的調(diào)制方式。 時頻調(diào)制 （ TFSK） 時頻調(diào)制記為 TFSK，它實際上是以多個頻率先后出現(xiàn)的 次序進行編碼來代表數(shù)字信息。如二時二頻調(diào)制，有兩個頻 率 fA和 fB，它將一個碼元周期一分為二，成為 2個時隙，編碼 規(guī)律 如圖 (a)所示．前一個時隙傳送 fＡ ，后一個時隙傳 送 fＢ ，則表示信息“０”。又如四時四頻調(diào)制，有四個頻率 fA、 fB、 fC、 fD，它將一個碼元周期分成四等份，成為四個時 其他形式的數(shù)字調(diào)制 隙 T T T T4，編碼規(guī)律如圖 (b)所示，它們分別代表四種信息（即四種雙比特信息 11， 10， 01和 00）。由于在一個碼元時間內(nèi)傳送多個頻率，能起到抗頻率選擇性衰落的作用，其效果相當于頻率分集，因此有較好的抗干擾作用。 圖 時頻調(diào)制編碼規(guī)律 時頻相調(diào)制 （ TFPSK） 時頻相調(diào)制記為 TFPSK，它是以不同頻率及相位信號出現(xiàn) 的先后順序進行編碼來代表數(shù)字信息，例如，二頻二相調(diào)制 的編碼規(guī)律如圖 。 圖 時頻相調(diào)制編碼規(guī)律 本 章 小 節(jié) 1 數(shù)字信號對載波的調(diào)制與模擬信號對載波的調(diào)制類似，它同樣可以去控制正弦振蕩的振幅、頻率或相位的變化。 數(shù)字信號對載波振幅的調(diào)制稱為振幅鍵控，即 ASK；對載波頻率調(diào)制稱為相移鍵控，即 PSK。 2 二進制 ASK調(diào)制有兩種實現(xiàn)方法： 乘法器實現(xiàn)法和鍵控法。 乘法器常采用環(huán)形調(diào)制器。 鍵控法的電鍵常采用電子開關(guān)來實現(xiàn)。 ASK信號解調(diào)也有兩種方法，即同步解調(diào)法和包絡(luò)解調(diào)法。 3 二進制頻移鍵控（ FSK）是用不同頻率的載波來傳遞數(shù)字信號，用數(shù)字基帶信號控制載波信號的頻率。 FSK信號的產(chǎn)生有兩種方法，即直接調(diào)頻法和頻率鍵控法。 直接調(diào)頻法是利用數(shù)字基帶信號直接控制載頻振蕩器的振蕩頻率。 頻率鍵控法也叫頻率選擇法。 它有兩個獨立的振蕩器，數(shù)字基帶信號控制轉(zhuǎn)換開關(guān)，選擇不同頻率的高頻振蕩信號實現(xiàn) FSK調(diào)制。 FSK信號的解調(diào)的方法有同步（相干）解調(diào)法，過零檢測法和差分檢測法等。 4 相位鍵控 (PSK)是用數(shù)字基帶信號去控制載波的相位，使載波的相位發(fā)生跳變的一種調(diào)制方式。 二進制相位鍵控用同一個載波的兩種相位來代表數(shù)字信號。 數(shù)字調(diào)相常分為絕對調(diào)相（ CPSK）和相對調(diào)相（ DPSK）。 而對于 DPSK又有向量差和相位差兩種。 對于二進制的絕對調(diào)相記為 2CPSK，相對調(diào)相記為 2DPSK。 對于 2CPSK，常用相位 π代表“ 0”碼，相位 0代表“ 1”碼。 CPSK調(diào)制有直接調(diào)相法和相位選擇法兩種方法。 DPSK信號是通過碼變換加 CPSK調(diào)制產(chǎn)生。 其解調(diào)方法有兩種： 極化比較法和相位比較法。 5 隨著數(shù)字通信技術(shù)不斷提高，對頻帶利用率的要求也不斷提高，多進制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)獲得越來越廣泛的應(yīng)用。 MASK ）又稱多電平振蕩調(diào)制，它用高頻載波的多種幅度去代表數(shù)字信息。 多進制數(shù)字頻率調(diào)制也稱多元調(diào)頻或多頻制。 M頻制有M個不同的載波頻率與 M種數(shù)字信息對應(yīng)。 多進制數(shù)字相位調(diào)制也稱多元調(diào)相或多相制。 它利用具有多個相位狀態(tài)的正弦波來代表多組二進制信息碼元，即用載波的一個相位對應(yīng)于一組二進制信息碼元。 6 正交振蕩調(diào)制（ QAM）是一種雙重數(shù)字調(diào)制。 它是用載波的不同幅度及不同相位表示數(shù)字信息。 QAM調(diào)制作為一種頻帶利用率很高的數(shù)字調(diào)制方式。 它有二進制 QAM（ 4QAM），四進制 QAM（ 16QAM），八進制 QMA（ 64QAM）等。 隨著通信技術(shù)的發(fā)展，人們對頻帶利用率要求越來越高，抗干擾越來越強，相繼又出現(xiàn)了時頻調(diào)制（ TFSK）、時頻相調(diào)制（ TFPSK