調制方式

2024年3月30日發(作者：樊遲問仁)

概述

1、ASK--又稱幅移鍵控法

2、PSK--又稱相移鍵控法

3、FSK--又稱頻移鍵控法

4、QAM--又稱正交幅度調制法

5、MSK--又稱最小移頻鍵控法

6、GMSK--又稱高斯濾波最小移頻鍵控法

7、OFDM -- 正交頻分復用調制

概述

11Mbps DSSS物理層采用補碼鍵控(CCK)調制模式。CCK與現有的IEEE DSSS具有相同的信

道方案，在 ISM頻段上有三個互不干擾的獨立信道，每個信道約占25MHz。因此，CCK具有多信

道工作特性。 在通信原理中把通信信號按調制方式可分為調頻、調相和調幅三種。數字傳輸的

常用調制方式主要分為： 正交振幅調制（QAM）：調制效率高，要求傳送途徑的信噪比高，適

合有線電視電纜傳輸。 鍵控移相調制（QPSK）：調制效率高，要求傳送途徑的信噪比低，適合

衛星廣播。 殘留邊帶調制（VSB）：抗多徑傳播效應好（即消除重影效果好），適合地面廣播。

編碼正交頻分調制（COFDM）：抗多徑傳播效應和同頻干擾好，適合地面廣播和同頻網廣播。 世

廣數字衛星廣播系統的下行載波的調制技術采用TDM QPSK調制體制。它比編碼正交頻分多路復用

（COFDM）調制技術更適合衛星的大面積覆蓋。 通信的最終目的是在一定的距離內傳遞信息。

雖然基帶數字信號可以在傳輸距離相對較近的情況下直接傳送，但如果要遠距離傳輸時，特別是在

無線或光纖信道上傳輸時，則必須經過調制將信號頻譜搬移到高頻處才能在信道中傳輸。為了使數

字信號在有限帶寬的高頻信道中傳輸，必須對數字信號進行載波調制。如同傳輸模擬信號時一樣，

傳輸數字信號時也有三種基本的調制方式：幅移鍵控(ASK)、頻移鍵控(FSK)和相移鍵控(PSK)。它

們分別對應于用載波（正弦波）的幅度、頻率和相位來傳遞數字基帶信號，可以看成是模擬線性調

制和角度調制的特殊情況。 理論上，數字調制與模擬調制在本質上沒有什么不同，它們都是屬

正弦波調制。但是，數字調制是調制信號為數字型的正弦波調制，而模擬調制則是調制信號為連續

型的正弦波調制。 在數字通信的三種調制方式（ASK、FSK、PSK)中，就頻帶利用率和抗噪聲

性能（或功率利用率）兩個方面來看，一般而言，都是PSK系統最佳。所以PSK在中、高速數據傳

輸中得到了廣泛的應用。

1、ASK--又稱幅移鍵控法

載波幅度是隨著調制信號而變化的。其最簡單的形式是，載波在二進制調制信號控制下通斷， 這

種方式還可稱作通-斷鍵控或開關鍵控(OOK) 。 l 調制方法：用相乘器實現調制器。 l 調

制類型：2ASK,MASK。 l 解調方法：相干法，非相干法。 MASK，又稱多進制數字調制

法。在二進制數字調制中每個符號只能表示0和1(+1或-1)。但在許多實際的數字傳輸系統中卻往往

采用多進制的數字調制方式。與二進制數字調制系統相比，多進制數字調制系統具有如下兩個特點：

第一：在相同的信道碼源調制中，每個符號可以攜帶log2M比特信息，因此，當信道頻帶受限時可

以使信息傳輸率增加，提高了頻帶利用率。但由此付出的代價是增加信號功率和實現上的復雜性。 第

二，在相同的信息速率下，由于多進制方式的信道傳輸速率可以比二進制的低，因而多進制信號碼

源的持續時間要比二進制的寬。加寬碼元寬度，就會增加信號碼元的能量，也能減小由于信道特性

引起的碼間干擾的影響等。 二進制2ASK與四進制MASK調制性能的比較： 在相同的輸

出功率和信道噪聲條件下，MASK的解調性能隨信噪比惡化的速度比OOK要迅速得多。這說明

MASK應用對SNR的要求比普通OOK要高。在相同的信道傳輸速率下M電平調制與二電平調制具

有相同的信號帶寬。即在符號速率相同的情況下，二者具有相同的功率譜。 雖然，多電平MASK

調制方式是一種高效率的傳輸方式，但由于它的抗噪聲能力較差，尤其是抗衰落的能力不強，因而

它一般只適宜在恒參信道下采用。

2、PSK--又稱相移鍵控法

根據數字基帶信號的兩個電平使載波相位在兩個不同的數值之間切換的一種相位調制方法。

產生PSK信號的兩種方法： 1)、調相法：將基帶數字信號（雙極性）與載波信號直接相乘的方

法： 2)、選擇法：用數字基帶信號去對相位相差180度的兩個載波進行選擇。 兩個載波相

位通常相差180度，此時稱為反向鍵控（PSK）。 S PSK =AS DIG (T)COS(W 0 T+O 0 ) 式中：

S DIG (T)=1或-1 l 解調方法：只能采用相干解調。 l 類型：二進制相移鍵控（2PSK)，

多進制相移鍵控（MPSK)。

3、FSK--又稱頻移鍵控法

FSK是信息傳輸中使用得較早的一種調制方式,它的主要優點是: 實現起來較容易,抗噪聲與抗衰

減的性能較好。在中低速數據傳輸中得到了廣泛的應用。所謂FSK就是用數字信號去調制載波的頻

率。 l 調制方法：2FSK可看作是兩個不同載波頻率的ASK以調信號之和。 l 解調方法：

相干法和非相干法。 l 類型：二進制移頻鍵控(2FSK)，多進制移頻鍵控(MFSK)。 在上述

三種基本的調制方法之外，隨著大容量和遠距離數字通信技術的發展，出現了一些新的問題，主要

是信道的帶寬限制和非線性對傳輸信號的影響。在這種情況下，傳統的數字調制方式已不能滿足應

用的需求，需要采用新的數字調制方式以減小信道對所傳信號的影響，以便在有限的帶寬資源條件

下獲得更高的傳輸速率。這些技術的研究，主要是圍繞充分節省頻譜和高效率的利用頻帶展開的。

多進制調制，是提高頻譜利用率的有效方法，恒包絡技術能適應信道的非線性，并且保持較小的頻

譜占用率。 從傳統數字調制技術擴展的技術有最小移頻鍵控（MSK）、高斯濾波最小移頻鍵控

（GMSK）、正交幅度調制（QAM）、正交頻分復用調制（OFDM）等等。

4、QAM--又稱正交幅度調制法

在二進制ASK系統中，其頻帶利用率是1bit／s·Hz，若利用正交載波調制技術傳輸ASK信號，

可使頻帶利用率提高一倍。如果再把多進制與其它技術結合起來，還可進一步提高頻帶利用率。能

夠完成這種任務的技術稱為正交幅度調制（QAM）。它是利用正交載波對兩路信號分別進行雙邊帶

抑制載波調幅形成的。通常有二進制 QAM，四進制QAM（16QAM），八進制QAM（64QAM），……

等。

5、MSK--又稱最小移頻鍵控法

當信道中存在非線性的問題和帶寬限制時，幅度變化的數字信號通過信道會使己濾除的帶外頻

率分量恢復，發生頻譜擴展現象，同時還要滿足頻率資源限制的要求。因此，對己調信號有兩點要

求，一是要求包絡恒定；二是具有最小功率譜占用率。因此，現代數字調制技術的發展方向是最小

功率譜占有率的恒包絡數字調制技術。現代數字調制技術的關鍵在于相位變化的連續性，從而減少

頻率占用。近年來新發展起來的技術主要分兩大類：一是連續相位調制技術（CPFSK），在碼元轉換

期間無相位突變，如MSK，GMSK等；二是相關相移鍵控技術（COR-PSK），利用部分響應技術，

對傳輸數據先進行相位編碼，再進行調相（或調頻）。 MSK（最小頻移鍵控）是移頻鍵控FSK的一

種改進形式。在FSK方式中，每一碼元的頻率不變或者跳變一個固定值，而兩個相鄰的頻率跳變碼

元信號，其相位通常是不連續的。所謂MSK方式，就是FSK信號的相位始終保持連續變化的一種特

殊方式。可以看成是調制指數為的一種CPFSK信號。 實現MSK調制的過程為：先將輸入的基

帶信號進行差分編碼，然后將其分成I、Q兩路，并互相交錯一個碼元寬度，再用加權函數cos（πt/2Tb）

和sin（πt/2Tb）分別對I、Q兩路數據加權，最后將兩路數據分別用正交載波調制。MSK使用相干

載波最佳接收機解調。

6、GMSK--又稱高斯濾波最小移頻鍵控法

是使用高斯濾波器的連續相位移頻鍵控，它具有比等效的未經濾波的連續相位移頻鍵控信號更

窄的頻譜。 在GSM系統中,為了滿足移動通信對鄰信道干擾的嚴格要求，采用高斯濾波最小移頻鍵

調制方式（GMSK），該調制方式的調制速率為270833Kbit/c，每個時分多址TDMA幀占用一個

時隙來發送脈沖簇，其脈沖簇的速率為33．86Kbs。它使調制后的頻譜主瓣窄、旁瓣衰落快，從而

滿足GSM系統要求，節省頻率資源。

7、OFDM -- 正交頻分復用調制

正交頻分復用調制 （OFDM - Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 即 正交頻分

復用技術，實際上OFDM是MCM Multi-CarrierModulation，多載波調制的一種。其主要思想是：

將信道分成若干正交子信道，將高速數據信號轉換成并行的低速子數據流，調制到在每個子信道上

進行傳輸。正交信號可以通過在接收端采用相關技術來分開，這樣可以減少子信道之間的相互干擾

ICI 。每個子信道上的信號帶寬小于信道的相關帶寬，因此每個子信道上的可以看成平坦性衰落，從

而可以消除符號間干擾。而且由于每個子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分，信道均衡變得

相對容易。在向B3G/4G演進的過程中，OFDM是關鍵的技術之一，可以結合分集，時空編碼，干

擾和信道間干擾抑制以及智能天線技術，最大限度的提高了系統性能。包括以下類型：

V-OFDM,W-OFDM,F-OFDM,MIMO-OFDM,多帶-OFDM。