怎么通过调制,使系统变得更加有效?

要有效,就要看怎么提高它的频谱利用率了,2PSK信号占据的频带是调制信号的两倍。

如何在这个带宽上传送更多的比特呢?

多用一些调制信号,像2PSK,只用了0相位和pi相位这两个信号,

多进制调制

那么每个信号也只能表示0或1这两个数字中的一个。

多进制调制

下面讲讲正弦信号的矢量表示:

矢量也就是有方向的量,一般用带箭头的线条来表示,正弦信号的波形变化,相当于矢量的端点以角速度多进制调制逆时针旋转的投影的变化,所以矢量的模,也就是箭头的长度,是正弦波的振幅,多进制调制是正弦波的角频率,而模和横轴的夹角是正弦波的瞬时相位。


多进制调制                     多进制调制

所以说,如果多用两个相位来调制,如增加两个相位pi/2,-pi/2,那就有4个相位:

多进制调制

可用来表示0,1,2,3这四个数字,换算成二进制,即每个相位的信号可携带2bit的信息,

多进制调制

显然,这比2PSK的传信率提高了1倍。

多进制调制

这种调制也称为四进制移相键控,简称4PSK或QPSK,Q是正交的意思,正交的意思在这里是表示相位之间相差90°。

将这四个矢量一起旋转45°,它们之间仍然是正交的。

多进制调制

这时候,各个相位代表的信息为:

多进制调制

这样做的好处是相邻两个相位代表的比特只有一位不同。

如何实现QPSK?

QPSK可以看成是两路2PSK的合成,因此可以用这样的电路来产生,先通过串并变换器将二进制信息序列分成两路,然后分别与两个正交的载波相乘,相乘2路正交的2PSK信号,最后将两路信号在加法器中合成发送。

多进制调制

解调时,同样用两个正交的相干载波分别与两路信号相乘,然后通过低通滤波器,抽样判决后,再由并串变换器将两路信号恢复成串行的二进制序列。

多进制调制

 4PSK的调制点比2PSK多一倍,传输效率相应提高了一倍,这要是将调制点在增加一倍,增加到8,那传信率应该还要高一些吧?

多进制调制

没错,调制点增加到8,那就是8PSK了,每个调制相位点可以携带3bit的信息,

多进制调制

但此规律不能无限制的使用,如果想在提高传信率,能使用16PSK,32PSK吗?

多进制调制

显然不能,调制点越多,就会挨得太紧,解调时候怎么分辨呢?

挨得太紧是很容易产生干扰的。

如何解决这个问题呢?

可以采用振幅相位联合键控法,

多进制调制

其中比较典型的是:

多进制调制

正交体现在哪里呢?好像不是任何两个相位的夹角都是90°?

多进制调制

这个正交指的并不是所有向量的正交,而是指每一个QAM信号都是由两个正交的载波组合而成的,这两个正交的载波通常一个是多进制调制,另一个是多进制调制.

多进制调制

这个图有16个调制点,因此叫16QAM矢量图或星座图。

多进制调制

16QAM每个已调信号能够携带4bit信息,64QAM同理能携带6bit的信息,是2PSK的6倍。

但效率的提高往往是以牺牲可靠性为代价的,调制点越多,间距就越密,那解调就越不容易,因此不能不分场合的应用高进制调制。

思考如下问题:

多进制调制




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