调制技术方法

为了在带宽有限的高频信道中传输数字信号，需要对数字信号进行载波调制。就像传输模拟信号一样，传输数字信号时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)。它们分别对应载波(正弦波)的幅度、频率和相位来传输数字基带信号，可以看作是模拟线性调制和角度调制的特例。理论上，数字调制和模拟调制本质上没有区别。它们都是正弦波调制。但数字调制是数字调制信号的正弦波调制，模拟调制是连续调制信号的正弦波调制。数字通信的三种调制方式(ASK、FSK、PSK)中，从频带利用率和抗噪声性能(或功率利用率)来说，PSK系统是最好的。因此PSK在中高速数据传输中得到了广泛应用。

QPSK正交相移键控(QuadraturePhaseShiftKeying)

四相相移调制是一种四相相移键控，它利用载波的四个不同相位差来表示输入的数字信息。当M=4时，QPSK是相位调制技术。它指定了四个载波相位，即45、135、225和315。调制器输入的数据是二进制数字序列。为了匹配四进制载波相位，需要将二进制数据转换为四进制数据，也就是说需要将二进制数据转换为四进制数据。每个双位符号由两位二进制信息组成，分别代表四进制中的四个符号之一。在QPSK，每个调制可以传输两个信息位，通过载波的四个相位传输。解调器根据接收到的载波信号的星座和相位来判断发送方发送的信息比特。

数字调制用“星座图”来描述，星座图定义了一种调制技术的两个基本参数:(1)信号分布；(2)调制数字比特之间的映射关系。星座图中规定了星座点与传输比特的对应关系，称为映射。调制技术的特征可以完全由信号分布和映射来定义，即由星座图来定义。

首先将输入的串行二进制信息序列通过串并转换成m=log2M个并行数据流，每个通道的数据速率为R/M，其中R为串行输入码的数据速率。I/Q信号发生器将每个M位字节转换成一对(pn，qn)数，并以一半的速率分成两个序列。电平发生器分别产生双极性的两电平信号I(t)和Q(t)，然后对coswct和sinwct进行调制，相加得到QPSK信号。

交错正交相移键控(OQPSK)

这种调制方式的频带利用率高，理论值达到1b/s/Hz。但是，当码组为0011或0110时，会产生180的载波相位跳变。这种相位跳变引起包络波动，经过非线性分量后，被滤波的带外分量被恢复，导致频谱扩展，增加对邻信道的干扰。为了消除180的相位跳变，提出了基于QPSK的OQPSK。

OQPSK是在QPSK基础上发展起来的恒包络数字调制技术。所谓恒包络技术是指调制波的包络保持不变，它从M进制调制的两个不同角度考虑调制技术。恒包络技术产生的调制波通过传输带限后，通过非线性元件时只产生很小的频谱扩展。这种形式的调制波有两个主要特点，一是包络恒定或波动很小；第二种是调制波谱具有高频快速滚降的特点，或者调制波的旁瓣很小，甚至几乎没有旁瓣。利用这种技术，已经实现了许多调制方法。

调制波的频谱特性与其相位路径密切相关。为了控制调制波的频率特性，必须控制其相位特性。恒包络调制技术的发展始终以进一步改善调制波的相位路径为中心。

OQPSK，也被称为抵消QPSK，是QPSK的改进版本。它与QPSK具有相同的相位关系，即把输入的码流分成两路，然后进行正交调制。不同之处在于，它将同相和正交分支的码流错开了半个符号周期。由于两个支路符号的半周期偏差，一次可能只有一个支路出现极性反转，不会出现两个支路符号极性同时反转的现象。所以OQPSK信号的相位只能跳0°和90°，不会有180°的相位跳变。