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7.3.2　多进制频移键控（MFSK） MFSK是2FSK方式的扩展。 例如：4FSK中，采用4种不同的频率分别表示双比特信息，如下图所示。 MFSK调制与解调的原理框图如下图所示： 7.3 多进制数字调制原理 要求载频之间的距离足够大，以便用滤波器分离不同频率的谱 因此，MFSK信号占用较宽的频带，信道频带利用率不高。 MFSK一般用于调制速率不高的场合。 7.3.3　多进制相移键控（MPSK/MDPSK） 多相调制是利用载波的M种不同相位来表示数字信息的。 信号矢量图（星座图）： 7.3 多进制数字调制原理 在2PSK中，载波相位只有2种取值，分别代表 1 和 0； 在4PSK中，载波相位有4 种，分别表示双比特信息：00、01、10和11。 在8PSK中，载波相位有8 种，分别表示八进制码元，每个码元包含3bit 的信息。 随着进制数 M 的增加，多相制信号可以在相同的带宽中传输更多比特的信息，从而提高频带利用率。 随着进制数M的增加，星座图上的相邻信号点的距离会逐渐减小（相当于噪声容限减小），导致抗噪声性能下降。设备也复杂。 4PSK信号的产生与解调： 4PSK，也称正交相移键控QPSK，是利用载波的4种不同相位来表示数字信息的。 4PSK的每一种载波相位代表两个比特（00、01、10或11）。 两个比特的组合称做双比特码元，记为ab。 双比特ab与载波相位的关系如表7-2所列： 正交调相法：QPSK信号可视为两个互为正交的2PSK信号的合成。 相位选择法：逻辑选相电路根据双比特码元ab的不同，选择相应某个相位的载波输出。 QPSK解调：可分解为两路2PSK信号的解调。 解决方案：采用四相相对相位调制，即4DPSK方式。 4DPSK信号的产生与解调： 4DPSK（QDPSK）是利用相邻码元之间的相对相位变化来表示数字信息的。 QDPSK信号的一种时间波形如下图所示： QDPSK调制： 在QPSK的调制框图中的串/并变换器之后插入双比特的码变换（差分编码器）——将输入的绝对码双比特码元ab转换成相对码双比特码元cd，即可。 QDPSK也有调相法和相位选择法。下图为“码变换+调相法”原理图： QDPSK解调： 在QPSK解调框图中的并/串变换器之前插入双比特的码反变换（差分译码器）——将相对码cd变换成绝对码ab，即可。下图为“相干解调+码反变换”原理图： 此外，与2DPSK一样，4DPSK的解调也有差分相干解调方式，如下图所示： 7.4 几种现代调制方式简介 7.4.1　正交振幅调制（QAM） 需求背景： 在MPSK方式中，随着M的增大，频谱利用率提高了，但相邻相位的距离逐渐减小，误码率难以保证。为了改善M较大时的抗噪声性能，并进一步提高频谱利用率，发展出了正交振幅调制（Quadrature Amplitude Modulation，QAM）技术。 QAM是一种振幅和相位联合键控的调制方式，其频谱利用率高，在中大容量数字微波通信系统、有线电视网络高速数据传输、卫星通信系统等领域得到了广泛应用。 设计思想： 由图7-26所示的4PSK或8PSK的星座图可见，所有信号点（图中黑点）平均分布在一个圆周上，信号点所在的圆周半径就等于该信号的幅度。显然，在信号幅度相同（功率相等）的条件下，8PSK相邻信号点的距离比4PSK的小，并且随着 的增加，星座图上的相邻信号点的距离会越来越小。这意味着在相同噪声条件下，系统的误码率增大。 那么，如何增大相邻信号点的距离，以减小误码率呢？ 容易想到的一种解决办法是，通过增大圆周半径（即增大信号功率）来增大相邻信号点的距离，但这种方法往往会受发射功率的限制。 一种更好的设计思想是在不增大圆半径基础上（即不增加信号功率），重新安排信号点的位置，以增大相邻信号点的距离。 实现这种思想的可行性方案就是正交振幅调制（QAM）—— 一种把ASK和PSK结合起来的调制方式。 举例比较： 16QAM信号和16PSK信号的星座图： 设两者的最大振幅为AM，则16QAM信号点的最小距离为 而16PSK信号点的最小距离等于 此最小距离代表着噪声容限的大小，而噪声容限越大，表明抗噪声性能就越强。 比较： 在最大振幅（功率）相等的条件下 即16QAM比16PSK信号的噪声容限大。这表明，16QAM系统的抗干扰能力优于16PSK。 16QAM信号的产生与解调： 在QAM中，载波的振幅和相位同时受基带信号控制，它的一个码元可以表示为 （7-4-3） 式（7-4-3）可以展开为 （7-4-4） 式（7-4-4）表明，MQAM可以看作是两路正交的L进制振幅键控（ASK）信号之和。而16QAM信号可以用两个正交的4ASK信号相加得到。 图7-35 16QA