各种数字调制方法对比
BPSK QPSK 8PSK 16QAM等调制方式的性能仿真及频率利用率的对比及分析
引言 (2)1 BPSK QPSK 8PSK 16QAM 调制方式的性能仿真和频率利用率的对比分析 (2)1.1 BPSK QPSK 8PSK 的性能仿真 (2)1.2 16QAM 的性能仿真 (6)2 四种调制方式各自的使用场景 (9)3 能量利用率 (10)3.2 QPSK的能量效率 (10)3.3 8PSK的能量效率 (10)3.4 16QAM的能量效率 (11)结论 (11)参考文献 (11)引言随着信息事业的迅猛发展，对数字信号调制性能上的要求越来越高本文对BPSK QPSK 8PSK 16QAM等调制方式的性能进行仿真及频率利用率的对比及分析，主要对QPSK和16QAM的相关性能进行了阐述。
并对上述四种调制方式各自的使用场景进行总结。
同时分析以上四种方式的能量效率，即每比特能量消耗的对比分析。
1 BPSK QPSK 8PSK 16QAM 调制方式的性能仿真和频率利用率的对比分析1.1 BPSK QPSK 8PSK 的性能仿真BPS K调制方式：所谓BPSK就是根据数字基带信号的两个电平，使载波相位在两个不同的数值之间切换的一种相位调制方法。
在恒参信道条件下，相移键控(BPSK) 与幅移键控( AS K) 和频移键控( F S K) 相比，具有较高的抗噪声干扰性能，且能有效地利用所给定的信道频带，即使在有多径衰落的信道中也有较好的结果，所以BPSK是一种较好的调制方式。
四相相移键控( Q P S K ) 是一种性能优良，应用十分广泛的数字调制方式，它的频带利用率高，是二相相移键控( B P S K) 的2倍。
且Q P S K调制技术的抗干扰性能强，采用相干检测时其误码率性能与B P S K相同。
8PSK，即8 Phase Shift Keying，也就是八相相移键控的意思。
QPSK调制方式中，每个相位包含了2位二进制信息，而8PSK调制方式中，每个相位包含了3位二进制信息，因而编码效率提高了50%，但同时，8PSK的抗扰性比QPSK要低很多。
数字信号调制的三种基本方法
数字信号调制的三种基本方法
数字信号调制是数字通信中的重要技术之一，它将数字信息转换为模拟信号或数字信号，以便在信道中传输或存储。
目前，数字信号调制有三种基本方法，分别是脉冲编码调制、正交振幅调制和频移键控调制。
1. 脉冲编码调制
脉冲编码调制（Pulse Coded Modulation，PCM）是一种将模拟
信号数字化的方法，它将连续的模拟信号离散化后通过调制器进行数字信号调制。
在PCM中，原始信号通过采样、量化和编码处理后转换为数字信号。
这种方法具有简单、效率高、误差小等优点，广泛应用于电话、广播、电影、电视等领域。
2. 正交振幅调制
正交振幅调制（Quadrature Amplitude Modulation，QAM）是一种将数字信号调制为模拟信号的方法。
在QAM中，数字信号通过正交振幅调制器进行调制，将信号分为实部和虚部两个部分，再通过合并器合并成一个复杂信号。
这种方法具有高效率、抗干扰性强等优点，被广泛应用于数字电视、无线通信、卫星通信等领域。
3. 频移键控调制
频移键控调制（Frequency Shift Keying，FSK）是一种将数字
信号调制为模拟信号的方法，它通过改变信号的频率来传输数字信息。
在FSK中，数字信号通过频移键控调制器进行调制，将信号分为两个不同频率的正弦波，并通过信道传输。
这种方法具有抗噪声干扰性强、
误码率低等优点，被广泛应用于蓝牙、无线电、遥控等领域。
总之，数字信号调制是数字通信中不可缺少的技术，不同的调制方法适用于不同的应用场景，我们需要选择合适的调制方式来提高通信效率和可靠性。
几种常见的数字调制方法 ASK,FSK,GFSK
几种常见的数字调制方法
ASK FSK GFSK
说说常见的射频调制方式吧。
常见的有ASK，FSK，GFSK。
1、ASK(Amplitude Shift Keying)，即振幅键控方式。
这种调制方式是根据信号的不同，调节载波的幅度，载波的频率是保持不变的。
因此载波幅度是随着调制信号而变化的，最简单的方式就是载波在调制信号的控制下表现为通断，由此也可由引出另外一种调试方式就是多电平MASK，顾名思义M为Multi，是一种较高效的传输方式，但由于抗噪声能力较差，所以一般不常见。
2、FSK(Frequency Shift Keying)，即频移键控方式。
这种调试方式是利用载波的频率变化来传递数字信息。
例如20KHz的频率用来表示1，10KHz的频率用来表示0。
3、GFSK(Gauss Frequency Shift Keying) 高斯频移键控。
与FSK类似，就在FSK前通过一个高斯低通滤波器来限制信号的频谱宽度。
BPSK QPSK 8PSK 16QAM等调制方式的性能仿真及频率利用率的对比及分析
引言 (2)1 BPSK QPSK 8PSK 16QAM 调制方式的性能仿真和频率利用率的对比分析 (2)1.1 BPSK QPSK 8PSK 的性能仿真 (2)1.2 16QAM 的性能仿真 (6)2 四种调制方式各自的使用场景 (9)3 能量利用率 (10)3.2 QPSK的能量效率 (10)3.3 8PSK的能量效率 (10)3.4 16QAM的能量效率 (11)结论 (11)参考文献 (11)引言随着信息事业的迅猛发展，对数字信号调制性能上的要求越来越高本文对BPSK QPSK 8PSK 16QAM等调制方式的性能进行仿真及频率利用率的对比及分析，主要对QPSK和16QAM的相关性能进行了阐述。
并对上述四种调制方式各自的使用场景进行总结。
同时分析以上四种方式的能量效率，即每比特能量消耗的对比分析。
1 BPSK QPSK 8PSK 16QAM 调制方式的性能仿真和频率利用率的对比分析1.1 BPSK QPSK 8PSK 的性能仿真BPS K调制方式：所谓BPSK就是根据数字基带信号的两个电平，使载波相位在两个不同的数值之间切换的一种相位调制方法。
在恒参信道条件下，相移键控(BPSK) 与幅移键控( AS K) 和频移键控( F S K) 相比，具有较高的抗噪声干扰性能，且能有效地利用所给定的信道频带，即使在有多径衰落的信道中也有较好的结果，所以BPSK是一种较好的调制方式。
四相相移键控( Q P S K ) 是一种性能优良，应用十分广泛的数字调制方式，它的频带利用率高，是二相相移键控( B P S K) 的2倍。
且Q P S K调制技术的抗干扰性能强，采用相干检测时其误码率性能与B P S K相同。
8PSK，即8 Phase Shift Keying，也就是八相相移键控的意思。
QPSK调制方式中，每个相位包含了2位二进制信息，而8PSK调制方式中，每个相位包含了3位二进制信息，因而编码效率提高了50%，但同时，8PSK的抗扰性比QPSK要低很多。
各种二进制数字调制系统的比较
各种二进制数字调制系统的比较摘要: 一、传输带宽和频带利用率在码元速率相同的情况下，2ASK、2PSK 和2DPSK 占据的频带比2FSK 窄，均为，而2FSK 的带宽为，因此如果信道带宽紧张就不应考虑使用2FSK 方式。
频带利用率是数字传输系统的有效性指标...一、传输带宽和频带利用率在码元速率相同的情况下，2ASK、2PSK 和2DPSK 占据的频带比2FSK 窄，均为，而2FSK 的带宽为，因此如果信道带宽紧张就不应考虑使用2FSK 方式。
频带利用率是数字传输系统的有效性指标，它被定义为式中。
传码率在数值上与相同；B 表示传输带宽，频带利用率越高，说明系统的有效性越好，三种键控方式的频带利用率为2ASK/2PSK 和2DPSK：当收、发基带滤波器合成响应为升余弦滚降特性时，对于相位离散的2FSK：可见2PSK 和2ASK 的频带利用率高，系统有效性好；相位离散的2FSK 的频带利用率比其他的低。
故系统有效性低。
二、误码率二进制数字调制方式在不同接收情况下的误码率见表1。
从表中可见，在每一对采用相干解调和非相干解调的键控系统中，相干解调方式略优于非相干解调方式。
它们基本上是和之间的关系，而且随着它们将趋于同一极限值。
另外，三种相干（或非相干）方式之间，在相同的误码率条件下，在信噪比要求上2PSK 比2FSK 小3dB、2FSK 比2ASK 小3dB 。
由此看来，在抗加性高斯白噪声方面，相干2PSK 最好，2FSK 次之，2ASK 最差。
图1 是按表1 画出的误码率曲线。
表1 二进制数字调制系统误码率公式相干解调非相干解调相干解调非相干解调相干解调2DPSK相干解调差分相干解调图1 各种二进制数字调制系统的误码率曲线三、对信道特性变化的敏感性在选择数字调制方式时，还应考虑判决门限对信道特性的敏感性，我们希望判决门限不随信道变化而变。
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，不需要人为的设置判决门限。
调制的方法
调制的方法调制是指在传输过程中在信号上叠加一定的高频信号，并将原始信号与高频信号混合在一起，以便在传输过程中减小信号的失真和传输损耗，从而更好地保持信号的完整性。
常见的调制方法有模拟调制和数字调制两种。
一、模拟调制：1.调幅（AM）调制：调幅是通过改变原始信号的振幅来调制的。
将原始信号与高频载波信号相乘，通过调制后的信号的振幅的变化来表示原始信号的信息。
2.调频（FM）调制：调频是通过改变原始信号的频率来调制的。
将原始信号与高频载波信号的频率相加，通过调制后的信号的频率的变化来表示原始信号的信息。
3.调相（PM）调制：调相是通过改变原始信号相位的变化来调制的。
将原始信号与高频载波信号相乘，通过调制后的信号的相位的变化来表示原始信号的信息。
二、数字调制：1.脉冲调制（PCM）：将连续的模拟信号转换成离散的数字信号。
将连续的模拟信号按照一定的采样频率进行采样，将采样值转化为离散的数字码，再将数字码用脉冲串表示。
2.频移键控（FSK）调制：将数字信号的0和1分别对应于两个不同频率的载波信号，通过改变载波信号的频率来表示数字信号的信息。
3.相位移键控（PSK）调制：将数字信号的0和1分别对应于两个不同的相位状态，通过改变相位状态来表示数字信号的信息。
4.正交调幅（QAM）调制：将数字信号的0和1分别对应于两个不同的相位和两个不同的幅度，通过改变相位和幅度的组合来表示数字信号的信息。
总结来说，调制的方法很多，根据需要选择合适的调制方式。
模拟调制适用于模拟信号的传输，数字调制适用于数字信号的传输。
调制可以提高信号的传输质量和传输距离，并且可以提高信号的抗干扰能力，保证信号的准确传输。
各种信号调制类别和原理
各种信号调制类别和原理
信号调制是指将信号转换成适合传输的形式的过程，主要有以下几种类型和原理：
1. 调频（FM）：使载波频率按照调制信号改变的调制方式，已调波频率变
化的大小由调制信号的大小决定，变化的周期由调制信号的频率决定。
已调波的振幅保持不变。
2. 频移键控（FSK）：利用两个不同频率的振荡源来代表信号1和0，用数字信号的1和0去控制两个独立的振荡源交替输出。
3. 相移键控（PSK）：一种用载波相位表示输入信号信息的调制技术，分为绝对移相和相对移相两种。
以未调载波的相位作为基准的相位调制叫作绝对移相。
4. 调幅（AM）：使高频载波信号的振幅随调制信号的瞬时变化而变化。
通过用调制信号来改变高频信号的幅度大小，使得调制信号的信息包含入高频信号之中，通过天线把高频信号发射出去，然后就把调制信号也传播出去了。
以上是各种信号调制类别和原理的相关信息，供您参考。
如需获取更多信息，建议查阅相关文献或咨询专业人士。
移动通信中各类数字调制方式的分析比较
移动通信中各类数字调制方式的分析比较1.1 GMSK调制方式GSM系统GSM系统采用的是称为GMSK的调制方式。
GMSK 在二进制调制中具有最优综合性能。
其基本原理是让基带信号先经过高斯滤波器滤波，使基带信号形成高斯脉冲，之后进行MSK调制，属于恒包络调制方案。
它的优点是能在保持谱效率的同时维持相应的同波道和邻波道干扰，且包络恒定，实现起来较为容易。
目前，常选用锁相环(PLL)型GMSK调制器。
从其调制原理可看出，这种相位调制方法选用90°相移，每次相移只传送一个比特，这样的好处是虽然在信号的传输过程中会发生相当大的相位和幅度误差，但不会扰乱接收机，即不会生成误码，对抗相位误差的能力非常强。
如果发生相位解码误差，那么也只会丢失一个数据比特。
这就为数字化语音创建了一个非常稳定的传输系统，这也是此调制方式在第二代移动通信系统中得以广泛使用的重要原因。
但其唯一的缺点是数据传输速率相对较低，其频谱效率不如QPSK，并不太适合数据会话和高速传输。
因此，为提高传输效率，在GPRS系统中的增强蜂窝技术（EDGE）则运用了3π/8-8PSK的调制方式，以弥补GMSK的不足，为GSM向3G的过渡做好了准备。
1.2 PSK 类调制方式以基带数据信号控制载波的相位，使它作不连续的、有限取值的变化以实现传输信息的方法称为数字调相，又称为相移键控，即PSK。
理论上，相移键控调制方式中不同相位差的载波越多，传输速率越高，并能够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和频谱利用率。
如四相调制（QPSK）在发端一个码元周期内（双比特）传送了２位码，信息传输速率是二相调制（BPSK）的2倍，依此类推，8PSK的信息传输速率是BPSK的3倍。
但相邻载波间的相位差越小，对接收端的要求就越高，将使误码率增加，传输的可靠性将随之降低。
为了实现两者的统一，各通信系统纷纷采用改进的PSK调制方式，而实际上各类改进型都是在最基本的BPSK和QPSK基础上发展起来的。
基本数字调制
基本数字调制
数字调制是指用数字数据调制模拟信号，主要有三种形式：移幅键控法ASK、移频键控法FSK、移相键控法PSK。
幅度键控（ASK）：即按载波的幅度受到数字数据的调制而取不同的值，例如对应二进制0，载波振幅为0；对应二进制1，载波振幅为1。
调幅技术实现起来简单，但容易受增益变化的影响，是一种低效的调制技术。
在电话线路上，通常只能达到1200bps的速率。
频移键控（FSK）：即按数字数据的值（0或1）调制载波的频率。
例如对应二进制0的载波频率为F1，而对应二进制1的载波频率为F2。
该技术抗干扰性能好，但占用带宽较大。
在电话线路上，使用FSK可以实现全双工操作，通常可达到1200bps的速率。
相移键控（PSK）：即按数字数据的值调制载波相位。
例如用180相移表示1，用0相移表示0。
这种调制技术抗干扰性能最好，且相位的变化也可以作为定时信息来同步发送机和接收机的时钟，并对传输速率起到加倍的作用。
数字数据的模拟信号编码方法
数字数据的模拟信号编码方法数字数据的模拟信号编码是将离散的数字数据转换为模拟信号的过程。
这一过程通常通过模拟信号编码器完成。
以下是几种常见的数字数据模拟信号编码方法：1. 脉冲编码调制（PCM）：- PCM 是一种将模拟信号离散化的方法。
模拟信号在时间上进行采样，每个采样值用一个固定位数的二进制数来表示。
-这些二进制数被发送到接收端，在那里它们被重新转换为模拟信号。
PCM 是一种广泛使用的数字到模拟信号编码方法。
2. 脉冲调制（PM）和频率调制（FM）：-这两种调制方法通常用于模拟信号的数字化。
在脉冲调制中，信号的幅度通过脉冲宽度或位置来表示。
在频率调制中，信号的幅度通过频率的变化来表示。
3. ΔΣ调制（Delta-Sigma Modulation）：-ΔΣ调制是一种高精度、低成本的模拟信号编码方法。
它通过将输入信号与前一时刻的编码值相比较，将差值传输，从而减小量化误差。
-ΔΣ调制在音频和精密测量等领域中被广泛使用。
4. 压缩编码：-压缩编码通过使用各种算法来减小所需的位数，从而减小数据量。
例如，脉冲编码调制可以与压缩算法结合使用，以降低数据传输和存储的成本。
5. 带通调制（AM、FM）：-数字数据也可以通过调制成为带通信号，然后传输。
例如，使用调频（FM）或调幅（AM）的方法将数字信息嵌入到模拟信号中。
6. 直接数字合成（DDS）：-DDS 是一种通过在数字域内合成模拟信号的方法。
它通常用于产生高精度的波形，例如用于射频通信和信号发生器。
每种方法都有其适用的场景和优势。
选择适当的数字到模拟信号编码方法通常取决于具体的应用需求、带宽、精度和成本等因素。
调制方式
概述1、ASK--又称幅移键控法2、PSK--又称相移键控法3、FSK--又称频移键控法4、QAM--又称正交幅度调制法5、MSK--又称最小移频键控法6、GMSK--又称高斯滤波最小移频键控法7、OFDM -- 正交频分复用调制概述11Mbps DSSS物理层采用补码键控(CCK)调制模式。
CCK与现有的IEEE DSSS具有相同的信道方案，在 ISM频段上有三个互不干扰的独立信道，每个信道约占25MHz。
因此，CCK具有多信道工作特性。
在通信原理中把通信信号按调制方式可分为调频、调相和调幅三种。
数字传输的常用调制方式主要分为：正交振幅调制（QAM）：调制效率高，要求传送途径的信噪比高，适合有线电视电缆传输。
键控移相调制（QPSK）：调制效率高，要求传送途径的信噪比低，适合卫星广播。
残留边带调制（VSB）：抗多径传播效应好（即消除重影效果好），适合地面广播。
编码正交频分调制（COFDM）：抗多径传播效应和同频干扰好，适合地面广播和同频网广播。
世广数字卫星广播系统的下行载波的调制技术采用TDM QPSK调制体制。
它比编码正交频分多路复用（COFDM）调制技术更适合卫星的大面积覆盖。
通信的最终目的是在一定的距离内传递信息。
虽然基带数字信号可以在传输距离相对较近的情况下直接传送，但如果要远距离传输时，特别是在无线或光纤信道上传输时，则必须经过调制将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输。
为了使数字信号在有限带宽的高频信道中传输，必须对数字信号进行载波调制。
如同传输模拟信号时一样，传输数字信号时也有三种基本的调制方式：幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)和相移键控(PSK)。
它们分别对应于用载波（正弦波）的幅度、频率和相位来传递数字基带信号，可以看成是模拟线性调制和角度调制的特殊情况。
理论上，数字调制与模拟调制在本质上没有什么不同，它们都是属正弦波调制。
但是，数字调制是调制信号为数字型的正弦波调制，而模拟调制则是调制信号为连续型的正弦波调制。
PSK调制和解调的基本原理回顾
1第1章 PSK 调制和解调的基本原理回顾我们这里设计的课题（PSK 调制与解调）涉及到两种：2PSK 和2DPSK 1.1 三种数字调制的比较数字调制就是用载波信号的某些离散状态来表征所传送的信号，在接收端也对载波信号的离散调制参量进行检测。
和模拟信号一样，数字调制也有调幅、调频和调相三种基本形式，即有振幅键控（ASK ）、移频键控（FSK ）和移相键控（PSK ）三种基本形式。
如下图所示：图1-1 三种调制方式图各种调制方式的对比分析。
由于噪声干扰的影响最终表现在收方恢复信码时的误码率性能上，所以系统的抗噪声性能可以用系统平均的误码率来表征。
即用各自系统的平均误码率P e 对广义信噪比ε的曲线来表示系统的抗噪声性能。
ε为输入信号每个码元的平均能量与输入噪声的单边功率谱（双边谱的二倍）密度之比，即称广义信噪比。
在此种条件下，可以用相同ε值或相同P e 去比较误码率P e 或ε的大小，从而合理地比较各种键控方式。
（1）ASK 相干解调 P e =1/2erfc[2ε]ε=A 2T/n 0（2）ASK 非相干解调P e ≈[1+πε21].e-ε/2（3）FSK 相干解调P e =1/2erfc[2ε](4)FSK(5)PSK(6)DPSK的意义.令2PSKe0（t）特性为：a也就是说，在一个码元持续时间T s内，e0（t）为：2cosωc t ，概率为Pe0（t）=-cosωc t ，概率为（1-P）即发送二进制0时（a n取+1）e0（t）取0相位；发送二进制符号1时（a n取-1）e0（t）取π相位。
调制可以采用模拟调制的方式产生2PSK，即2PSK信号可通过乘法器来得到。
也可以采用数字键控的方式产生。
调制原理见下：（a）模拟调制(b) 数字键控调制1-3 2PSK调制原理图1.3 2DPSK调制原理相对移相，就是利用载波相位的相对值来传递信息，也就是利用前后码元载波相位的相对变化来传递信息，所以也称为“差分移相”。
各种数字调制方式的原理、应用和发展的重新评析
各种数字调制方式的原理、应用和发展的重新评析序号. 内容1. 引言：数字调制是现代通信中的基础概念之一。
它是将数字信息转换成模拟信号或电磁波的技术，以实现信息的传输和处理。
本文将重新评析各种数字调制方式的原理、应用和发展，旨在提供一个全面、深入的理解。
2. 调幅（AM）调制- 原理：调幅是最早的数字调制方式之一，它基于模拟信号和载波信号的幅度变化来表示数字信息。
原始数字信号的振幅被乘以载波信号的振幅以实现调制。
- 应用：调幅广泛应用于广播电台、电视传输和一些简单的数据传输系统中。
它具有简单、成本低和易于实现的优势。
- 发展：随着技术的进步，调幅逐渐被其他数字调制方式所取代，因为它在传输效率和抗干扰性方面存在限制。
3. 调频（FM）调制- 原理：调频通过改变载波信号的频率来表示数字信息。
原始数字信号的频率变化被转化为载波信号的频率变化。
- 应用：调频广泛应用于广播、无线通信和卫星通信等领域。
它具有较好的抗干扰性和传输质量，适用于要求音频质量较高的应用场景。
- 发展：随着数字通信的发展，调频逐渐被更高效的数字调制方式所取代。
4. 调相（PM）调制- 原理：调相通过改变载波信号的相位来表示数字信息。
原始数字信号的相位变化被转化为载波信号的相位变化。
- 应用：调相主要应用于无线电导航、雷达和卫星通信等领域。
它具有较好的抗噪声能力和低误码率特性。
- 发展：调相在一些特定应用领域仍然具有重要意义，但随着数字技术的发展，更复杂的调制方式逐渐取代了调相。
5. 正交频分复用（OFDM）调制- 原理：OFDM是一种多子载波调制技术，它将一个宽带信号划分为多个窄带子信道进行调制。
每个子信道使用基于正交的调制技术，使得它们之间可以同时传输。
- 应用：OFDM广泛应用于Wi-Fi、4G、5G等无线通信系统中。
它通过利用频谱资源的高效利用和抗多径衰落的能力，显著提高了通信系统的传输速率和可靠性。
- 发展：OFDM是目前最常使用的数字调制方式之一，而且随着技术的不断发展，它仍在不断演进和优化。
数字调制系统的性能比较
数字调制系统的性能比较衡量一个数字通信系统性能优劣的最为主要的指标是有效性和可靠性，下面主要针对二进制频移键控(2FSK)、二进制相移键控(BPSK)、二进制差分相移键控(DBPSK)以及四进制差分相移键控（DQPSK）数字调制系统，分别从误码率、频带利用率、对信道的适应能力以及设备的可实现性大小几个方面讨论。
1. 误码率通信系统的抗噪声性能是指系统克服加性噪声影响的能力。
在数字通信系统中，信道噪声有可能使传输码元产生错误，错误程度通常用误码率来衡量。
在信道高斯白噪声的干扰下，各种二进制数字调制系统的误码率取决于解调器输入信噪比，而误码率表达式的形式则取决于解调方式：相干解调时为互补误差函数(/)erfc r k形式（k只取决于调制方式），非相干解调时为指数函数形式。
图1和图2是在下列前提条件下得到：①二进制数字信号“1”和“0”是独立且等概率出现的；②信道加性噪声n(t)是零均值高斯白噪声，单边功率谱密度为0n，信道参恒定；③通过接受滤波器后的噪声为窄带高斯噪声，其均值为零，方差为2n σ；④由接收滤波器引起的码间串扰很小，忽略不计；⑤接收端产生的相干载波的相位差为0。
调制方式eP解调方式相干解调非相干解调2ASK 1(/4)2erfc r/412re-2FSK 1(/2)2erfc r/212re-BPSK 1()2erfc r—DBPSK ()erfc r 12r e-图1 各种数字调制系统误码率图2 二进制数字调制系统的误码率曲线DQPSK(2sin )2erfc r M —图3a MDPSK 信号误码率曲线 图3b MPSK 信号的误码率曲线(1) 通过图1从横向来看并结合图2得到：对同一调制方式，采用相干解调方式的误码率低于采用非相干解调方式的误码率，相干解调方式的抗噪声性能优于非相干解调方式。
但是，随着信噪比r的增大，相干与非相干误码性能的相对差别越不明显，误码率曲线有所靠拢。
(2) 通过图1从纵向来看：①若采用相干解调，在误码率相同的情况下，2224ASK FSK BPSK r r r ==，转化成分贝表示为22()3()6()ASK FSK BPSK r dB dB r dB dB r dB =+=+，即所需要的信噪比的要求为：BPSK 比2FSK 小3dB ，2FSK 比2ASK 小3dB ；BPSK 和DBPSK 相比，信噪比r 一定时，若()e BPSK P 很小，则()()/2e DBPSK e BPSK P P ≈，若()e BPSK P 很大，则有()()/1e DBPSK e BPSK P P ≈，意味着()e DBPSK P 总是大于()e BPSK P ，误码率增加，增加的系数在1~2之间变化，说明DBPSK 系统抗加性白噪音性能比BPSK 的要差；总之，使用相干解调时，在二进制数字调制系统中，BPSK 的抗噪声性能最优。
各种数字调制方法对比
调制是所有无线通信的基础，调制是一个将数据传送到无线电载波上用于发射的过程。
如今的大多数无线传输都是数字过程，并且可用的频谱有限，因此调制方式变得前所未有地重要。
如今的调制的主要目的是将尽可能多的数据压缩到最少的频谱中。
此目标被称为频谱效率，量度数据在分配的带宽中传输的速度。
此度量的单位是比特每秒每赫兹（b/s/Hz）。
现在已现出现了多种用来实现和提高频谱效率的技术。
幅移键控（ASK）和频移键控（FSK）调制正弦无线电载波有三种基本方法：更改振幅、频率或相位。
比较先进的方法则通过整合两个或者更多这些方法的变体来提高频谱效率。
如今，这些基本的调制方式仍在数字信号领域中使用。
图1显示了二进制零的基本串行数字信号和用于发射的信号以及经过调制后的相应AM和FM信号。
有两种AM信号：开关调制（OOK）和幅移键控（ASK）。
在图1a中,载波振幅在两个振幅级之间变化，从而产生ASK调制。
在图1b中，二进制信号关断和导通载波，从而产生OOK调制。
图1:三种基本的数字调制方式仍在低数据速率短距离无线应用中相当流行：幅移键控（a）、开关键控（b）和频移键控（c）。
在载波零交叉点发生二进制状态变化时，这些波形是相干的。
AM在与调制信号的最高频率含量相等的载波频率之上和之下产生边带。
所需的带宽是最高频率含量的两倍，包括二进制脉冲调制信号的谐波。
频移键控（FSK）使载波在两个不同的频率（称为标记频率和空间频率，即fm和fs）之间变换（图1c）。
FM会在载波频率之上和之下产生多个边带频率。
产生的带宽是最高调制频率（包含谐波和调制指数）的函数，即：m = Δf（T）Δf是标记频率与空间频率之间的频率偏移，或者：Δf = fs –fmT是数据的时间间隔或者数据速率的倒数（1/bit/s）。
M的值越小，产生的边带越少。
流行的FSK版本是最小频移键控（MSK），这种调制方式指定m = 0.5.还使用m = 0.3等更小的值。
接下来我们讨论两种进一步提高ASK和FSK的频谱效率的方法。
常见数字调制方式简述
调制技术
调制是对信号源的编码信息进行处理， 使其变为适合传输的形式的过程。即 是把基带信号（信源）转变为一个相 对基带信号而言频率非常高的带通信 号。带通信号叫做已调信号，而基带 信号叫做调制信号。调制可以通过改 变调制后载波的幅度，相位或者频率 来实现。
数字调制
调制技术的分类 按照调制信号的性质分为模拟调制和数字 调制两类 模拟调制 指调制信号和载波都是连续波的调制方式。 它有调幅、调频和调相三种基本形式 数字调制 一般指调制信号是离散的，而载波是连续 波的调制方式。
16QPSK星座图
QAM-正交幅度调制
正交幅度调制（QAM）是数字调制的一 种方式，数字信息包含在发送载波的幅 度和相位内。
8QAM
与8PSK不同，8QAM调制器输出的信号 不是一个等幅信号。
8QAM真值表
二进制输入 Q I C 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 8QAM输出 幅度 相位 0.765V -135度 1.848V -135度 0.765V -45度 1.848V -45度
16QAM真值表
二进制输入 Q Q’ I I’ 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 16QAM 输出 0.311V -135度 0.850V -165度 0.311V -45度 0.850V -15度
16QAM真值表
二进制输入 Q Q’ I I’ 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 16QAM 输出 0.850V -105度 1.161V -135度 0.850V -75度 1.161V -45度
ASK-数字幅度调制
二进制信号的数字幅度调制的数学表达式：
各种数字调制方式中频带利用率问题
各种数字调制方式中频带利用率问题数字调制是一种将模拟信号转换为数字信号的技术，常用于无线通信系统中。
在数字调制中，频带利用率是一个重要的指标，它表示在单位频谱带宽内能传输的数据量。
不同的数字调制方式具有不同的频带利用率，下面我们将逐步思考各种数字调制方式中频带利用率的问题。
首先，最简单的数字调制方式是脉冲编码调制（PCM）。
在PCM中，模拟信号被采样和量化，然后转换为二进制码。
由于每个采样点都需要用二进制码来表示，所以PCM的频带利用率相对较低。
频带利用率可以通过计算每秒钟传输的位数除以带宽得到。
接下来，我们讨论一种更高效的数字调制方式，即调幅调制（AM）。
在AM中，模拟信号被用于调制载波信号的幅度，然后通过解调器进行解调。
由于AM只改变了载波信号的幅度，所以频带利用率较高。
频带利用率可以通过计算信号带宽除以载波频率得到。
然而，AM调制方式仍然存在一些限制，如频谱重叠问题。
为了解决这个问题，频分多路复用（FDM）被引入。
在FDM中，不同的信号通过不同的载波频率进行调制，然后进行复用传输。
这种方式可以大大提高频带利用率，因为多个信号可以同时传输，而不会相互干扰。
另一个高效的数字调制方式是相位调制（PM）。
在PM中，模拟信号用于改变载波信号的相位，然后通过解调器解调。
相位调制可以分为多种方式，如二进制相移键控（BPSK）、四进制相移键控（QPSK）和八进制相移键控（8PSK）等。
这些方式都可以提高频带利用率，因为它们能够在单位时间内传输更多的信息。
最后，我们来讨论一种非常高效的数字调制方式，即正交频分复用（OFDM）。
在OFDM中，信号被分成多个子载波进行调制，然后进行复用传输。
由于子载波之间是正交的，所以它们可以在相同的频带上传输，从而大大提高频带利用率。
OFDM已被广泛应用于现代无线通信系统，如Wi-Fi和4G网络。
综上所述，不同的数字调制方式具有不同的频带利用率。
从低到高依次为PCM、AM、FDM、PM和OFDM。
霍夫曼调制对比度
霍夫曼调制对比度1. 霍夫曼调制与调幅调制（AM）对比调幅调制是一种简单的调制技术，它通常采用直接乘法的方法将模拟信号调制到载波上。
调幅调制存在的一个问题是带宽利用率低，因为它只能利用载波的幅度来传输信息，而忽略了相位和频率的变化。
与之相比，霍夫曼调制利用了信号的统计特性，通过动态调整码长和码字来实现高效的频谱利用。
因此，霍夫曼调制在带宽利用率上具有明显的优势。
2. 霍夫曼调制与频率调制（FM）对比频率调制是一种流行的调制技术，它通过改变载波频率的方法来传输信息。
频率调制具有抗干扰能力强、音质好的优点，因此在广播和音频传输领域有着广泛的应用。
然而，频率调制也存在一定的缺点，比如带宽利用率低和对信噪比敏感等问题。
相比之下，霍夫曼调制在带宽利用率和抗干扰能力上都有明显的优势，尤其是在数字通信和数据传输领域。
3. 霍夫曼调制与相移键控调制（PSK）对比相移键控调制是一种常见的调制技术，它通过改变载波相位的方法来传输信息。
相移键控调制具有传输效率高和抗干扰能力强的优点，因此在数字通信领域有着广泛的应用。
然而，相移键控调制也存在一些问题，比如对相位噪声和频偏敏感，以及复杂的调制解调器结构等。
与之相比，霍夫曼调制具有简单的解调器结构和较强的抗噪声能力，因此在一些特定的应用场景中具有一定的优势。
总的来说，霍夫曼调制具有高效的带宽利用率、强大的抗干扰能力和简单的调制解调器结构等优点，因此在数字通信领域有着广泛的应用前景。
当然，每种调制技术都有其适用的场景和特点，因此在实际应用中需要根据具体的需求来选择合适的调制技术。
希望通过以上对比，可以更好地了解霍夫曼调制及其在数字通信中的优势。
FLRC、FSK、GFSK、LoRa调制方式及特点？LoRa对比FLRC GFSK有什么优势特点？
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总而言之，LoRa 相比 FLRC 、FSK、GFSK 调制方式具有远距离、低功耗、抗干扰性强的 优势，如果应用在距离较远，环境较复杂的方案中，建议选择 LoRa。
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02 FSK 频移键控调制，即用不同的频率来表示不同的符号。如 2KHz 表示 0，3KHz 表示 1。
FSK 是信息传输中使用较早的一种调制方式，它的主要特点是实现起来较容易,抗噪声与抗 衰减的性能较好。在中低速数据传输中得到了广泛的应用。最常见的是用两个频率承载二进 制 1 和 0 的双频 FSK 系统。
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04 LoRa
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是一种专用于无线电扩频调制解调的技术，它融合了数字扩频、数字信号处理和前向纠错编 码技术，拥有前所未有的性能。此前，只有一些军事通讯系统中才会融合这些技术，随着 LoRa 的引入，嵌入式无线通信领域的局面发生了彻底的改变。
03 GFSK 高斯频移键控，在调制之前通过一个高斯低通 滤波器来限制信号的频谱宽度。
GFSK 高斯频移键控调制是把输入数据经高斯低通滤波器预调制滤波后，再进行 FSK 调制 的数字调制方式。它在保持恒定幅度的同时,能够通过改变高斯低通滤波器的 3dB 带宽对已 调信号的频谱进行控制，具有恒幅包络、功率谱集中、频谱较窄等无线通信系统所希望的特 性。因此,GFSK 调制解调技术被广泛地应用在移动通信、航空与航海通信等诸多领域中。
FLRC、FSK、GFSKht ©2012–2019，成都亿佰特电子科技有限公司
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调制是所有无线通信的基础，调制是一个将数据传送到无线电载波上用于发射的过程。
如今的大多数无线传输都是数字过程，并且可用的频谱有限，因此调制方式变得前所未有地重要。
如今的调制的主要目的是将尽可能多的数据压缩到最少的频谱中。
此目标被称为频谱效率，量度数据在分配的带宽中传输的速度。
此度量的单位是比特每秒每赫兹（b/s/Hz）。
现在已现出现了多种用来实现和提高频谱效率的技术。
幅移键控（ASK）和频移键控（FSK）调制正弦无线电载波有三种基本方法：更改振幅、频率或相位。
比较先进的方法则通过整合两个或者更多这些方法的变体来提高频谱效率。
如今，这些基本的调制方式仍在数字信号领域中使用。
图1显示了二进制零的基本串行数字信号和用于发射的信号以及经过调制后的相应AM和FM信号。
有两种AM信号：开关调制（OOK）和幅移键控（ASK）。
在图1a中,载波振幅在两个振幅级之间变化，从而产生ASK调制。
在图1b中，二进制信号关断和导通载波，从而产生OOK调制。
图1:三种基本的数字调制方式仍在低数据速率短距离无线应用中相当流行：幅移键控（a）、开关键控（b）和频移键控（c）。
在载波零交叉点发生二进制状态变化时，这些波形是相干的。
AM在与调制信号的最高频率含量相等的载波频率之上和之下产生边带。
所需的带宽是最高频率含量的两倍，包括二进制脉冲调制信号的谐波。
频移键控（FSK）使载波在两个不同的频率（称为标记频率和空间频率，即fm和fs）之间变换（图1c）。
FM会在载波频率之上和之下产生多个边带频率。
产生的带宽是最高调制频率（包含谐波和调制指数）的函数，即：m = Δf（T）Δf是标记频率与空间频率之间的频率偏移，或者：Δf = fs –fmT是数据的时间间隔或者数据速率的倒数（1/bit/s）。
M的值越小，产生的边带越少。
流行的FSK版本是最小频移键控（MSK），这种调制方式指定m = 0.5.还使用m = 0.3等更小的值。
接下来我们讨论两种进一步提高ASK和FSK的频谱效率的方法。
第一个方法是选择数据速率、载波频率和移频，以便发生二进制状态变化时，正弦载波不会出现不连续。
这些不连续性会产生短时脉冲波干扰，这种干扰会增加谐波含量和带宽。
这里的思路是使二进制数据的停止和开始时间与正弦载波在零交叉点出现振幅或频率变化的时间同步。
这称为连续相或相干操作。
与非相干信号相比，相干ASK/OOK和相干FSK的谐波较少，带宽较窄。
第二种方法是在调制之前对数据进行滤波。
这种方法可以对信号进行修整，从而延长上升时间和下降时间，减少谐波含量。
特别的高斯滤波器和升余弦低通滤波器的用途就在于此。
GSM蜂窝电话广泛使用了一种流行的整合方案，即高斯滤波MSK（GMSK），这种方案可以在200kHz信道中实现270kbps的数据速率。
二进制相移键控（BPSK）和正交相移键控（QPSK）二进制相移键控（BPSK）是一种非常流行的数字调制方式，该调制方式是在发生每一个二进制状态变化时将正弦载波进行180°的相移（图2）。
BPSK在零交叉点出现相变时是相干的。
BPSK的正确解调需要信号与相同相位的正弦载波进行对比。
这涉及到载波恢复和其他的复杂电路。
图2:在二进制相移键控中，请注意二进制0的相位是怎样为0°，而二进制1的相位是怎样为180°的。
当二进制状态发生变换时，相位发生变化，因此信号是相关的。
差分BPSK或DPSK是比较简单的调制方式，这两种调制试试会将接收到的比特相位与以前的比特信号的相位进行对比。
BPSK是频谱效率极高的一种调制方式，你可以以与带宽（即1bit/Hz）相等的数据速率传送数据。
正交PSK（QPSK）是BPSK的一种比较流行的变体，在该方式中，调制器产生两个相移为90°的正弦载波。
二进制数据对每个相位进行调制，从而产生四个相移为45°的唯一的正弦信号。
两个相位叠加在一起，产生最终的信号。
每一对唯一的比特都产生具有不同相位的载波（表1）。
表1图3a通过相量图描述了QPSK,图中的相量表示载波正弦振幅峰值，及其位置表示相位。
图3b中的星座图显示了同样的信息。
由于每一个载波相位都表示两比特数据，因此QPSK是一种频谱效率极极高的调制方式。
其频谱效率为2bit/Hz,这是同一带宽中BPSK能够实现的数据速率的两倍。
图3:可以不使用时域波形来表示调制方式。
比如，QPSK可以用相量图（a）或者星座图（b）表示，这两种图都表示相位和振幅的大小。
数据速率和波特率理论上的最大数据速率或信道容量（C）（单位为bits/s）是信道带宽（B）信道（单位为Hz）和信噪比（SNR）的函数：C = B log2 （1 + SNR）这就是所谓的香农-哈特雷定律。
最大数据速率与带宽成正比，与SNR成对数比。
在误码率（BER）一定的情况下，噪声会大幅降低数据速率。
另一个关键因素是波特率，即每秒传送的调制符号数。
调制符号这个术语是指正弦载波信号的一种具体状态。
它可以是振幅、频率、相位或者这些参数的某种形式的组合。
基本的二进制传输模式采用每个符号一比特的机制。
在ASK调制方式中，二进制0表示一个振幅，二进制1表示另外一个振幅。
在FSK调制方式中，二进制0表示一个载波频率，二进制1表示另一个载波频率。
在BPSK调制方式中，二进制0表示0°相移，二进制1表示180°相移。
以上的每一种调制方式都采用每个符号一比特的机制。
数据速率（单位为bits/s）按比特时间（tb）的倒数计：bits/s = 1/ tb采用每比特一个符号的机制时，波特率与比特率相同。
不过，如果每个符号传输多个比特，波特率就会降至比特率的每个符号的比特数分之一。
比如，如果按每个符号2比特传输，波特率即为比特率的二分之一。
举例来讲，采用QPSK调制方式时，70Mb/s的数据流是以35个符号/秒的波特率传输的。
多相移键控（M-PSK）在QPSK调制方式下，每个符号为2比特，其频谱效率极高。
由于有四种振幅相位组合，因此QPSK 也称为4-PSK.通过使用较小的相移，每个符号可以传输更多比特。
8-PSK和16-PSK是比较常用的调制方式。
8-PSK采用八个符号，这些符号之间存在45°的等幅载波相移，从而可以实现每个符号传输三比特。
16-PSK采用22.5°的等幅载波信号相移。
该方案可以实现每个符号传输4比特。
虽然多相移键控（M-PSK）的频谱效率较高，但是小相移数越大，在有噪声的环境下解调信号就越难。
M-PSK的优势在于等幅载波可以使用效率更高的非线性功放。
正交调幅（QAM）创建具有某种振幅和相位组合的符号可以进一步增加每个符号传输的比特数。
这种方法称为正交调幅（QAM）。
比如，8QAM使用四种载波相位和两个振幅级来实现每个符号传输3比特。
其他流行的调制方式包括16QAM、64QAM和256QAM,这三种调制方式每个符号分别传输4、6和8比特。
图4:16QAM同时使用振幅和相位来实现4bit/Hz的频谱效率。
在此示例中，有三个幅移和12个相移。
虽然QAM的频谱效率极高，但是在有噪声的情况下解调信号的难度也更大，其振幅变化往往是随机的。
此外还需要线性功放。
QAM在有线电视、Wi-Fi无线局域网（LAN）、卫星和蜂窝电话系统中使用相当广泛，它可以在带宽有限的情况下产生最高的数据速率。
幅相键控（APSK）幅相键控（APSK）是一种从M-PSK和QAM演变而来的调制方式，这种调制方式是随着更高级QAM 的需求的出现应运而生的。
更高级别的QAM（比如16QAM和更高）具有很多不同的振幅级和相移。
这些振幅级更容易受噪声影响。
此外，这些多个振幅级需要线性功放（PA），而线性功放的效率要比非线性功放（比如C类功放）低。
振幅级数越少，或者振幅级差越小，在PA的非线性区工作的可能性就越大，从而提高功率水平。
APSK使用更少的振幅级。
这种调制方式基本上将符号排列到两个或更多恒定相位差为θ的同心环中。
例如，16APSK采用双环PSK格式（图5）。
此调制方式称为4-12 16APSK,中心环有四个字符，外环有12个字符。
图5:16APSK使用两个振幅级A1和A2以及16个偏移为θ的不同相位位置。
此调制技术已广泛用于卫星领域。
采用两个振幅级差较小的振幅级时，可使放大器在更加靠近非线性区的位置工作，从而提高效率和功率输出。
由于APSK非常适合使用普遍使用的行波管（TWT）功放，因此APSK主要用在卫星应用中。
正交频分复用（OFDM）正交频分复用（OFDM）通过整合调制技术和复用技术来提高频谱效率。
传输信道被分成许多较小的子信道或子载波。
选择副载波频率和间距时需使它们成正交关系。
这样，其光谱就不会互相干扰，因此就不需要防护频带（图6）。
图6:在IEEE 802.11n Wi-Fi标准的OFDM信号中，56个副载波在20MHz信道中的间隔为312.5kHz.使用64QAM调制方式时，可以实现300Mbps的数据速率。
要传输的串行数字数据被分成数据速率较低的并行信道。
然后这些数据速率较低的信号被用来调制每一个副载波。
BPSK、QPSK和几种级别的QAM是最常见的调制方式。
802.11n标准对BPSK、QPSK、16QAM和64QAM进行了定义。
64QAM可以实现高达300Mbps左右的数据速率。
只有数字信号处理（DSP）技术会产生复杂的调制过程。
反向快速傅立叶变换（IFFT）产生用于传输的信号。
FFT过程会恢复接收器端的信号。
OFDM的频谱效率相当高。
该效率取决于副载波数和调制方式，不过它可以高达30bit/s/Hz.由于高带宽，这种调制方式通常会占用大量副载波，由于衰减、多路反射以及UHF和微波无线电信号传播中常见的类似效应，这种调制方式还不容易出现丢失信号的情况。
当前，OFDM是使用最为广泛的数字调制方式。
这种调制方式的应用范围包括Wi-Fi LAN、WiMAX 宽带无线网络、长期演进（LTE）4G蜂窝系统、数字用户线路（DSL）系统和大多数电力线通信（PLC）应用。
频谱效率的确定频谱效率是在分配的带宽中数据的传输速率的量度，其单位为bit/s/Hz（b/s/Hz）。
每一种调制方式都有其理论最高频谱效率（表2）。
表2SNR是影响频谱效率的另一个重要因素。
该因素还可以用载波噪声功率比（CNR）来表示。
此量度是针对给定CNR值的BER.BER是在给定的传输比特数中出错的比例。
由于与信号级相比，噪声变得更大，因此会出现更多错误。
有些调制方式不易受噪声影响。
ASK/OOK和QAM等振幅调制方式极易受噪声影响，因此对于给定的调制而言，这些调制方式的BER较高。
相位和频率调制（BPSK和FSK等）在有噪声的环境中具有更好的表现，因此对于给定的噪声级，这些调制方式需要的信号功率较少。