【正文】 QAM調(diào)制作為一種頻帶利用率很高的數(shù)字調(diào)制方式。 多進制數(shù)字相位調(diào)制也稱多元調(diào)相或多相制。 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。 對于 2CPSK，常用相位 π代表“ 0”碼，相位 0代表“ 1”碼。 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。 頻率鍵控法也叫頻率選擇法。 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。 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。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）。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。 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。這 16個狀態(tài)的星座圖如 圖 所示。 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。 。 A、 B有四種組合，對應(yīng)四種 相位： 01 135176。 1 0 0 45 176。 0 0 0 135 176。 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 。 (m2)。 3， … ， 177。 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。 通常，原始數(shù)字信號都是二進制的。 1， 177。 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。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。在二進制 ASK系統(tǒng)中，頻帶利用率是 1(b/s)/Hz。 符號相位 cosθn的極性 sinθn的極性 判決器輸出 A B π/4 + + 1 1 3π/4 + 0 1 5π/4 0 0 7π/4 + 1 0 圖 4PSK和 4DPSK的信號波形 QAM信號的產(chǎn)生與解調(diào) 在通信技術(shù)中，頻帶利用率一直是人們關(guān)注的焦點。判決 器按極性判決，正抽樣值判為 1，負(fù)抽樣值判為 0。 圖 π/2系統(tǒng) DPSK信號產(chǎn)生原理框圖 4DPSK信號的解調(diào)，可依照 2DPSK信號差分相干解調(diào)法， 通過比較前后碼元載波相位，分別檢測出 A和 B兩個分量，然 后還原成串行二進制數(shù)字調(diào)制信號，原理如圖 。若解調(diào) π /2移相系統(tǒng)的 PSK信號，需改變移相網(wǎng) 絡(luò)及判決準(zhǔn)則。這樣，加到接收 機上的信號在符號持續(xù)時間內(nèi)可表示為 u(t)=Acos(ω0t+θ n) 假定討論的 π/4移相系統(tǒng)，那么 θn只能取 π/4， 3π/4， 5π/4， 7π/4。如果產(chǎn)生 π /2系統(tǒng)的 PSK信號，只需把載波移相 π /4后再加到乘法器 上即可。因 此，可由 圖 。 然后根據(jù)組合情況，用載波的四種相位表征它們。但在圖 (a)中所表示的制式中有 0相位，因此 圖 MPSK系統(tǒng)相位圖 相鄰碼元的相位有可能連續(xù)，而圖 (b)中所表示的制式中沒 有 0相位，因此相鄰碼元相位不可能連續(xù)。 在 MPSK信號中，載波相位可取 M個可能值 θ n=n2π /M （ n=0， 1， ? ， M1） 因此， MPSK信號可表示為 )2c o s ()c o s ()( 00 MntAtAtu nM P S K ???? ???? 假定載波頻率 ω0是基帶數(shù)字信號速率的整數(shù)倍 ωs=2π/TS，則上式可改寫為 )()( s i ns i n)()( c o sc o s )c o s ()()(000SnnSnnnnSM P S KnTtgtAnTtgtAtnTtgAtu???????????????????????????? 上式表明， MPSK信號可等效為兩個正交載波進行多電 平雙邊帶調(diào)幅所得已調(diào)波之和。 多進制數(shù)字相位調(diào)制（ MPSK）系統(tǒng) 多進制數(shù)字相位調(diào)制也稱多元調(diào)相或多相制 。但各路乘法器需分別送入不同頻率 的相干本地載波。抽樣判決器的任務(wù)就是在某一時刻比較所 有包絡(luò)檢波器的輸出電壓，判斷哪一路的輸出最大，以達到 判決頻率的目的。每 一組二元制碼（ log2M位）對應(yīng)一個門打開，因此信道上只有 M種頻率中的一種被送出。 M頻制有 M 個不同的載波頻率與 M種數(shù)字信息對應(yīng)，即用多個頻率不同 的正弦波分別代表不同的數(shù)字信號，在某一個碼元時間內(nèi)只 發(fā)送其中一個頻率。當(dāng)功率受限時， M越大，誤碼增加越嚴(yán)重。多電平解調(diào)與二 進制解調(diào)相似，可采用包絡(luò)解調(diào)或同步解調(diào)。 實現(xiàn)多電平調(diào)制的方框原理如 圖 ，它與二進制 振幅調(diào)制的原理非常相似。那么， MASK信號的功率譜便是 M個二進 制 ASK信號功率譜之和。 圖 MASK系統(tǒng)波形 已調(diào)波一般可表示為 tnTtgAtunSnM A S K 0c o s])([)( ????????式中 An= 0 概率為 P0 1 概率為 P1 2 概率為 P2 … … M1 概率為 PM1 g(t)是高度為 寬度為 TS的矩形脈沖，且有 110????MiiP。 多進制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) 用 M進制數(shù)字基帶信號調(diào)制載波的幅度、頻率和相位， 可分別產(chǎn)生出 MASK、 MFSK和 MPSK三種多進制載波數(shù)字調(diào)制信 號。 在相同的傳碼率條件下，多進制數(shù)字系統(tǒng)的信息速率高于二 進制系統(tǒng)。對 CPSK信號解調(diào)，該電路輸出 端應(yīng)增加相對碼變?yōu)榻^對碼的變換電路。 圖 DPSK相位比較法解調(diào)器 原理框圖 輸入的 uDPSK信號一路直接加到乘法器，另一路經(jīng)延遲線 延遲一個碼元的時間 TB后，加到乘法器作為相干載波。 當(dāng)輸入為 “ 1” 碼時 ， uCPSK(t)=uASK(t)=Acos(2π fct)， 因此 CPSK解調(diào)的情況完全與 ASK解調(diào)相同，此時低通輸出 x(t)=a + nc(t) 當(dāng)輸入為“ 0” 碼時， uCPSK(t)=Acos(2π fct+π )= Acos(2π fct)，此時與 ASK情況不同。 圖 DPSK信號比較法解調(diào)電路 由 圖 ，極性比較原理是將 DPSK信號與參考 載波進行相位比較，恢復(fù)出相對碼，然后進行差分譯碼，由 相對碼還原成絕對碼，得到原絕對碼基帶信號。極性比較電路符合絕對移相定義（因絕對移相信號 的相位是相對于載波而言的），經(jīng)低通和取樣判決電路后還 原基帶信號。 DPSK信號的產(chǎn)生，先需將絕對碼變換為相對碼，然后用 相對碼對載波進行絕對調(diào)相，即可得到相對碼調(diào)相 (DPSK) 信號。 一種與相對碼變?yōu)榻^對碼相對應(yīng)的變換電路如 圖 示。輸 入不歸零的絕對碼序列 ak（圖中 ①）與位定時脈沖 CP（圖中 ②） ,兩者相“與”后變?yōu)闅w零的絕對碼序列 ak ′ （圖中③）， 然后加到觸發(fā)器。 圖 按相對碼進行 CPSK調(diào)制與按絕對碼進行 DPSK調(diào)制的波形 根據(jù)上述關(guān)系，絕對碼與相對碼（差分碼）可以相互轉(zhuǎn) 換。按此規(guī)定，絕對碼記為 ak，相對碼記為 bk， 絕對碼 — 相對碼變換電路如圖 ?；鶐盘枮?1碼時，與門 1選 通，輸出為 Acos(2π fct)；基帶信號為“ 0” 碼時，與門 2選 通，輸出為 Acos(2π fct+π )，即可得到 CPSK信號。 ⑴直接調(diào)相法 直接調(diào)相法的電路如 圖 ，它是一個典型的環(huán)形 調(diào)制器。由于 接收端恢復(fù)載波常常要采用二分頻電路，它存在相位模糊， 即用二分頻電路恢復(fù)的載波有時與發(fā)送載波同相，有時反相 , 而且還會出現(xiàn)隨機跳變，這樣就給絕對移相信號的解調(diào)帶來 困難。如 圖 。例如 , 在相位差法中，在絕對碼出現(xiàn)“ 1”碼時， DPSK的載波初相位 圖 兩種定義的 DPSK波形 即前后兩碼元的初相位相對改變 π 。所謂相位變化 又有向量差和相位差兩種定義方法。 從 圖 ， 2CPSK信號可以看成是雙極性基帶信號 乘以載波而產(chǎn)生的，即 u2CPSK(t)=u(t)Acos(2π fct+θ 0) 式中 u(t)為雙極性基帶信號，其波形如圖 (d)所示。對二進制 CPSK，若用相位 π 代表 “ 0” 碼，相位 0代表“ 1” 碼，即規(guī)定數(shù)字基帶信號為“ 0” 碼時，已調(diào)信號相對于載波的相位為 π ；數(shù)字基帶信號為 “ 1” 碼時，已調(diào)信號相對于載波相位為同相。 相對調(diào)相，記為 DPSK。 數(shù)字相位調(diào)制（相位鍵控）是用數(shù)字基帶信號控制載波 的相位，使載波的相位發(fā)生跳變的一種調(diào)制方式 。 過零檢測法方框圖如 圖 ，它是利用信號波形在 單位時間內(nèi)與零電平軸交叉的次數(shù)來測定信號頻率。 當(dāng) FSK信號為 f1時，上支路相當(dāng)于 ASK系統(tǒng)接收“ 1” 碼的 情況，其輸出 x1為正弦波加窄帶高斯噪聲的包絡(luò)，它服從萊 斯分