Digital modulation
In the last few years, in the mobile communication modulates the demodulation technology superiority in the development speed and the new application number aspect, for human extremely profound impression. Along with the social economy development, the modulating technology modulating technique renews continuously again and is consummating, at the same time, the mobile communication has passed through the first generation of mobile communication, the second generation of mobile communication and soon enters the third generation mobile communication. Between this, the modulating technology modulating technique development is playing the extremely vital role in inside.
In recent years, our mobile communication service swift and violent development, penetrated into social life each aspect, facing the motion user group continually growth and new service emerging one after another incessantly, the mobile communication system must adapt promptly even in advance in the market demand step. But took of a digital modulating technology modulating technique mobile communication core technologies is the realization high speed, the highly effective mobile communication system important guarantee. The digital modulation demodulation technology holds the extremely important status in the digital communication, the commonly used digital modulation includes: Frequency shift keying (FSK) and phase-shift keying (PSK) and so on.
At present has used in the mobile communication system the modulating technology modulating technique being possible to divide into two big kinds: The linear modulation technology and the permanent enveloping modulating technology modulating technique linear modulation technology mainly has: PSK-BPSK、QPSK OQPSK/4-QPSK、QAM、16QAM、64QAM、256QAM .the permanent envelope modulating technology modulating technique mainly has: MSK TFM GMSK.
The article in view of the three kind of basic modulation demodulation technology has carried on the detailed simulation and the analysis, obviously, chooses one kind of modulating technology modulating technique is determined according to the channel characteristic and the application. The power efficiency and the frequency spectrum efficiency cannot be satisfactory to both sides generally uneven America. The high frequency spectrum efficiency needs to sacrifice certain power efficiency to obtain; Similarly, the high power efficiency also needs to sacrifice certain frequency spectrum efficiency. Along with the modulation technique in the unceasing development, the new modulating technology modulating technique might bring the better frequency spectrum efficiency and the higher power efficiency.
FSK and PSK in the numeral mobile communication the find application, in which FSK already obtained the use in the simulation mobile communication digital signaling.QAM applies in the fixed point-to-point digital microwave system widely, it has the very high frequency spectrum use factor. But the mobile communication environment regarding the traditional QAM modulation is the serious challenge, but in teaches in the character mobile communication system also to have uses QAM. Exudes Europes numeral mobile communication to use is the GMSK modulation, but American and Japans numeral mobile communication uses the QPSK modulating technology modulating technique. The digital modulating technology modulating technique discussed which in 1986 ago international conference nearly all concentrated in the above permanent enveloping modulating technology modulating technique, the GMSK modulation received universal welcome in particular. In recent years as a result of the amplifier design technology progress, realized the modulation method possibly to become. In 1987 the intermediate stage, linear modulation technologies and so on QPSK only then started to be popular.
The review mobile communication development course, the modulation demodulation technology and the person-to-person communication mobility as well as the non-slit will cover the multimedia synthesis service demand increasingly to be prominent. The frequency spectrum will extend to the millimeter wave, the sub-millimeter wave electromagnetism-the wireless optical fiber and even the laser and the granule correspondence category wireless correspondence has the increasingly broad active stage and the bright prospects for development. The market is the development driving influence. Although our countrys mobile communication and the Internet development is extremely rapid, but our country at present mobile phone and the network user popular rate very are also low, facing our country 1,300,000,000 populations, our country has the very big development space in the network scale and the capacity aspect. At the same time, the competition aspect formation, urges the operation enterprise to develop the new service, the new application positively, provides the rich choice to the user, satisfies the user variously, the multi-level demands. Therefore, also has the very big development potential on the mobile communication and the Internet application development. We must promote the wireless domain advance in technology, the technological innovation positively, for the realization rely on science and education to rejuvenate the nation strategy, strengthens the Chinese nation the comprehensive national strength, contributes the strength positively for the global information and under the economical globalization environment international society and universes development.
QAM:
QAM(Quadrature Amplitude Modulation) is the English abbreviation for short, which means quadrature amplitude modulation is a digital modulation.
Quadrature Amplitude Modulation (QAM) is a vector modulation, it will enter the first bit map (typically using Gray code) to a complex plane (constellation) to form a complex modulation symbol, th
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数字调制
近几年来，移动通信中调制解调技术优势在发展速度和新应用数目方面，给人非常深刻的印象。随着社会经济的发展，调制技术一直再更新和完善着，与此同时，移动通信走过了第一代移动通信、第二代移动通信并即将进入第三代移动通信。在此之间，调制技术的发展在里面起着非常重要的作用。
近年来，我们移动通信业务迅猛发展，已深入到社会生活的各个方面，面对移动用户群的持续增长和新业务的层出不穷，移动通信体系要及时适应甚至超前于市场需求的步伐。而作为移动通信核心技术之一的数字调制技术是实现高速、高效的移动通信系统的重要保证。数字调制解调技术在数字通信中占有非常重要的地位，常用的数字调制有：移频键控（FSK）和移相键控（PSK）等。
目前已用于移动通信系统的调制技术可分为两大类:线性调制技术和恒包络调制技术线性调制技术主要有: PSK-BPSK、QPSK、OQPSK/4-QPSK ,QAM、16QAM 64QAM、256QAM，恒包络调制技术主要有:MSK、TFM、GMSK。
文章针对三种基本调制解调技术及其改进调制技术进行了详细的仿真和分析，可见，选择一种调制技术是根据信道特性和应用来确定的。功率效率和频谱效率一般不能两全齐美。高的频谱效率要以牺牲一定的功率效率来获得;同样，高的功率效率也要牺牲一定的频谱效率。随着调制技在不断的发展，新的调制技术将可以带来更好的频谱效率和更高的功率效率。FSK和PSK已在数字移动通信中获得应用，其中FSK早已在模拟移动通信的数字信令中得到采用。QAM在固定的点对点数字微波系统中应用较广泛，它具有很高的频谱利用率。
但是移动通信的环境对于传统的QAM调制是严重的挑战，不过在教字移动通信系统中也有使用QAM的。泛欧的数字移动通信采用的是GMSK调制，而美国和日本的数字移动通信则采用QPSK调制技术。在1986年前的国际会议上讨论的数字调制技术几乎都集中在上述的恒包络调制技术，尤其是GMSK调制受到普遍的欢迎。近年来由于放大器设计技术的进展，实现了调制方法成为可能。1987年中期，QPSK等线性调制技术才开始流行起来。
回顾移动通信的发展历程，调制解调技术和个人通信的移动性以及无缝隙覆盖多媒体综合业务需求将愈来愈突出。频谱延伸至毫米波、亚毫米波的电磁“无线光纤”乃至激光与粒子通信范畴的无线通信将有愈来愈广阔的活动舞台及光明的发展前景。市场是发展的驱动力。尽管我国的移动通信和互联网发展十分迅速，但我国目前的移动电话和网络用户普及率还很低，面对我国13亿人口，我国在网络规模和容量方面有很大的发展空间。同时，竞争局面的形成，促使运营企业积极拓展新业务、新应用，向用户提供丰富的选择，以满足用户多方面、多层次的需求。因此，在移动通信和互联网上的应用开发也有很大的发展潜力。我们要积极促进无线领域的科技进步、技术创新，为实现科教兴国战略，增强中华民族的综合国力，为全球信息化及经济全球化环境下的国际社会与全人类的发展而积极贡献力量。
QAM是英文Quadrature Amplitude Modulation的缩略语简称，意为正交幅度调制，是一种数字调制方式。正交幅度调制（QAM）是一种矢量调制，它将输入比特先映射（一般采用格雷码）到一个复平面（星座）上，形成复数调制符号，然后将符号的I、Q分量（对应复平面的实部和虚部）采用幅度调制，分别对应调制在相互正交（时域正交）的两个载波（cos wt和sin wt）上。这样与幅度调制（AM）相比，其频谱利用率提高1倍。QAM是幅度、相位联合调制的技术，它同时利用了载波的幅度和相位来传递信息比特，因此在最小距离相同的条件下可实现更高的频带利用率，目前QAM最高已达到1024QAM（1024个样点）。样点数目越多，其传输效率越高，例如具有16个样点的16-QAM信号，每个样点表示一种矢量状态，16QAM有16态，每4位二进制数规定了16态中的一态，16QAM中规定了16种载波和相位的组合，16QAM的每个符号和周期传送4比特。
16QAM是指包含16种符号的QAM调制方式。16QAM 是用两路独立的正交 4ASK 信号叠加而成，4ASK 是用多电平信号去键控载波而得到的信号。它是 2ASK 体制的推广，和 2ASK 相比，这种体制的优点在于信息传输速率高。
正交幅度调制是利用多进制振幅键控（MASK）和正交载波调制相结合产生的。
16 进制的正交振幅调制是一种振幅相位联合键控信号。16QAM 的产生有 2 种方法：
（1）正交调幅法，它是有 2 路正交的四电平振幅键控信号叠加而成；
- 复合相移法：它是用 2 路独立的四相位移相键控信号叠加而成。
16QAM 信号采取正交相干解调的方法解调，解调器首先对收到的 16QAM 信号进行正交相干解调，一路与相乘，一路与 相乘。然后经过低通滤波器，低通滤波器 LPF 滤除乘法器产生的高频分量，获得有用信号，低通滤波器LPF 输出经抽样判决可恢复出电平信号。
正交振幅调制，这是近年来被国际上移动通信技术专家十分重视的一种信号调制方式。QAM是数字信号的一种调制方式，在调制过程中，同时以载波信号的幅度和相位来代表不同的数字比特编码，把多进制与正交载波技术结合起来，进一步提高频带利用率。QAM是用两路独立的基带信号对两个相互正交的同频载波进行抑制载波双边带调幅，利用这种已调信号的频谱在同一带宽内的正交性，实现两路并行的数字信息的传输。该调制方式通常有二进制QAM（4QAM）、四进制QAM（l6QAM）、八进制QAM（64QAM）、hellip; ，对应的空间信号矢量端点分布图称为星座图，对于4QAM，当两路信号幅度相等时，其产生、解调、性能及相位矢量均与4PSK相同。
正交调幅是一种将两种调幅信号汇合到一个信道的方法，因此会双倍扩展有效带宽。正交调幅被用于脉冲调幅，特别是在无线网络应用。正交调幅信号有两个相同频率的载波，但是相位相差90度（四分之一周期，来自积分术语）。一个信号叫I信号，另一个信号叫Q信号。从数学角度将一个信号可以表示成正弦，另一个表示成余弦。两种被调制的载波在发射时已被混和。到达目的地后，载波被分离，数据被分别提取然后和原始调制信息相混和。
在2FSK系统中，判决器是根据上下两个支路解调输出样值的大小来作出判决，不需要人为地设置判决门限，因而对信道的变化不敏感。
在2PSK系统中，判决器的最佳判决门限为零，与接收机输入信号的幅度无关。因此，接收机总能保持工作在最佳判决门限状态。
对于2ASK 系统，判决器的最佳判决门限与接收机输入信号的幅度有关，对信道特性变化敏感，性能最差。
通过从几个方面对各种二进制数字调制系统进行比较可以看出，对调制和解调方式的选择需要考虑的因素较多。通常，只有对系统的要求作全面的考虑，并且抓住其中最主要的要求，才能作出比较恰当的选择。
2PSK是PSK系列中最简单的一种。它是使用两个相位差180°且正交的信号表示0及1的资料。它在坐标图放置的点并无特别设计，两点皆放在实数轴，分别在0°的点及180°的点。这种系统是在PSK系列中抗噪声能力（SNR）是最佳的，在传送过程中即使严重失真，在解调时仍可尽量避免错误的判断。然而，由于只能调制1 bit至symbol上，所以不适合用在高带宽资料传送需求的系统上。
“8PSK”中的“PSK”表示使用移相键控方式，移相键控是调相的一种形式，用于表达一系列离散的状态，8PSK对应8种状态的PSK。如果是其一半的状态，即4种，则为QPSK，如果是其2倍的状态，则为16PSK。因为8PSK拥有8种状态，所以8PSK每个符号(symbol)可以编码3个比特(bits)。8PSK抗链路恶化的能力（抗噪能力）不如QPSK，但提供了更高的数据吞吐容量。
8PSK信号的调制主要包括对每输入的三个比特信号映射到同相支路和正交支路上的相应电平，并对两路的电平分别进行滤波，最后再将滤波所得的同相支路和正交支路的信号调制到频带上去。
对信号进行滤波的作用是一方面对信号所占的带宽进行压缩，另一方面是提高信号抗噪声干扰的能力。当发送端和接收端所用到的滤波器都为根号升余弦滤波器的时候，能够有效地滤除信号传输过程中所受到的噪声干扰，降低系统的误码率。
QPSK，有时也称作四比特PSK、四相位PSK、4-PSK，在坐标图上看是圆上四个对称的点。通过四个相位，QPSK可以编码2比特符号。图中采用格雷码来达到最小比特错误率（BER）—是2PSK的两倍. 这意味着可以2PSK系统带宽不变的情况下增大一倍数据传送速率或者在BPSK数据传送速率不变的情况下将所需带宽减半。
数学分析表明，QPSK既可以在保证相同信号带宽的前提下倍增2PSK系统的数据速率，也可以在保证数据速率的前提下减半2PSK系统的带宽需求。在后一种情况下，QPSK的BER与BPSK系统的BER完全相同。由于无线电通讯的带宽都是由FCC一类部门所事先分配规定的，QPSK较之于BPSK的优势便开始显现出来：QPSK系统在给定的带宽内可以在BER相同的情况下可以提供2PSK系统两倍的带宽。采取QPSK系统在实际工程上的代价是其接收设备要远比2PSK系统的接收设备复杂。然而，随着现代电子技术的迅猛发展，这种代价已经变得微不足道。
在相移键控(PSK)技术中，通过改变载波信号的相位来表示二进制数0、1，而相位改变的同时，最大振幅和频率则保持不变。例如，可以用两种不同相位的正弦信号分别表示0和1，用0°相位表示0，用180°相位表示1，这种PSK技术称为二相位PSK或2-PSK，信号之间的相位差为180°。同样，可以用4种不同相位的正弦信号分别表示00、01、10和11，例如，用0°相位表示00，用90°相位表示01，用180°相位表示10，用270°相位表示11。这样每种相位的正弦信号可以表示两位二进制信息，信号之间的相位差为90°，这种PSK技术称为四相位PSK或QPSK，由于4个相位与四进制的4个符号相对应，也称四进制PSK调制。因每种相位的正弦信号可以表示两位二进制信息，与2-PSK相比，其编码效率提高了1倍。
以此类推，当不同相位的载波数为8、16hellip;hellip;时,分别称为8-PSK（八进制PSK）、16-PSK（十六进制PSK）hellip;hellip;，理论上，不同相位差的载波越多，可以表征的数字输入信息越多，频带的压缩能力越强，可以减小由于信道特性引起的码间串扰的影响，从而提高数字通信的有效性。但在多相调制时，相位取值数增大，信号之间的相位差也就减小，传输的可靠性将随之降低，因而实际中用得较多的是四相制（4-PSK）和八相制（8-PSK）。
误码率（BER：bit error ratio）是衡量数据在规定时间内数据传输精确性的指标。误码率=传输中的误码/所传输的总码数*100%。如果有误码就有误码率。
另外，也有将误码率定义为用来衡量误码出现的频率。IEEE802.3标准为1000Base-T网络制定的可接受的最高限度误码率为10-10。这个误码率标准是针对脉冲振幅调制(PAM-5)编码而设定的,也就是千兆以太网的编码方式。
误码的产生是由于在信号传输中，衰变改变了信号的电压,致使信号在传输中遭到破坏，产生误码。噪音、交流电或闪电造成的脉冲、传输设备故障及其他因素都会导致误码（比如传送的信号是1，而接收到的是0；反之亦然）。各种不同规格的设备，均有严格的误码率定义，如通常视/音频双向光端机的误码率应该在：（BER）le;10E-9。
由于种种原因,数字信号在传输过程中不可避免地会产生差错。例如在传输过程中受到外界的干扰,或在通信系统内部由于各个组成部分的质量不够理想而使传送的信号发生畸变等。当受到的干扰或信号畸变达到一定程度时,就会产生差错。
什么是差错?在数据通信中,如果发送的信号是“1”,而接收到的信号却是“0”,这就是“误码”,也就是发生了一个差错。在一定时间内收到的数字信号中发生差错的资料编号：[505437]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
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