数字调制技术

《计算机网络与应用》

第3单元数据通信基础3.2 数字调制技术

主讲人：杜煜

duyu@ 数字数据的调制

对数字数据调制的基本方法有三种：幅移键控、频移键控和相移键控。

公用电话网

调制解调器计算机计算机

调制解调器数字编码(NRZ、曼彻斯特等)数字数据数字信号(数字信道)调制(ASK、FSK、PSK等)数字数据模拟信号(模拟信道)脉冲编码调制PCM 模拟数据数字信号

(数字信号)

调制（AM、FM、PM等）模拟数据模拟信号

(模拟信道)

《计算机网络与应用》杜煜No.2

幅移键控、频移键控和相移键控

⏹幅移键控ASK （Amplitude Shift Keying ）

ASK 是通过改变载波信号的幅度值表示数字信号“1”、“0”，以幅度A1表示数字信

号的“1”，用载波幅度A2表示数字信号的“0”（通常A1取1，A2取0），而载波信号

的参数f 和φ恒定。⏹频移键控FSK （Frequency Shift Keying ）

FSK 是通过改变载波信号频率的方法表示数字信号“1”、“0”，用f 1表示数字信号

“1”，用f 2表示数字信号“0”，而载波信号的A 和φ不变。⏹相移键控PSK （Phase Shift Keying ）

PSK 是通过改变载波信号的相位值表示数字信号“1”、“0”，而载波信号的A 和f 不变。

PSK 包括两种类型： 绝对调相

◆绝对调相使用相位的绝对值，φ为0表示数字信号“1”，、φ为π表示数字信号“0”。

相对调相

◆相对调相使用相位的相对偏移值，当数字数据为0时，相位不变化，而数字数据为1时，相位要偏移π。

《计算机网络与应用》杜煜No.3数字数据的调制示例

频移键控FSK

绝对相移键控PSK

相位φ=πφ=0φ=πφ=0φ=0φ=π

相位φ=0相对相移键控PSK

偏移πφ=πφ不变φ=π偏移πφ=0偏移πφ=πφ不变

φ=π

幅移键控ASK

01011数字数据

《计算机网络与应用》杜煜No.4

多相调制

⏹ASK 、FSK 和PSK 都是最基本的调制技术，实现容易，技术简单，抗干扰能力差，调制速率不高，为了提高数据传输速率，也可以采用多相调制的方法。 例如，将待发送的数字信号按2个比特一组

的方式组织，因为2个比特可以有4种组合

方式，即“00、01、10、11”四个码元，所以用4个不同的相位值就可以表示出这4

组组合。在调相信号传输过程中，相位每改变一次，传送两个二进制比特，这种调制方法就称为四相相移键控。《计算机网络与应用》杜煜No.5

3π2

0π相位值

二进制比特00011110π2数字数据00101101

四相

相移键控

0ππ

2

π2300

01

1011

混合调相

⏹为了达到更高的信息传输速率，采用多元制的振幅相位混合调制技术，比如正交振幅调制QAM （Quadrature Amplitude

Modulation ），它不但使用相位，而且还使用幅度： 8-QAM 使用了幅度与相位的

8种组合，

由于使用3个比特可以表示8种组合，因此，每一种组合代表一个码元，每个码元3个比特。

16-QAM 的幅度和相位有16种组合，每个组合代表一个码元，每个码元4个比特。

《计算机网络与应用》杜煜No.6

000100100011

0000

01000111011001011101110011111110101010011000

1011

000001

010

011

100101110

1118-QAM 16-QAM