谈谈数字调制技术的使用

Question

讲述PCM数字调制技术的基本原理， 介绍数字调制技术在数字通信中的应用，论述数字调制技术在现代数字通信系统的重要意义

Answer 1

数字调制技术

数字电视必须使用3 项关键技术：提高传输频带利用率的多进制数字调制技术、对电视图像及伴音进行压缩编码的技术和提高数字电视传输可靠性的纠错编码等信道编码技术。现在广泛 使用的数字调制技术，如幅度键控（ASK）、移相键控（PSK）和移频键控（FSK）等，因传输效率低而无法满足数字电视和移动通信等高要求的现代通信系 统。本文介绍了抗干扰性能强、误码性能好、频谱利用率高的多进制数字调制技术及其应用。

1 常用多进制数字调制技术及应用

1.1 QPSK（四相相移键控）技术及应用

（1）QPSK技术

在相移键控(PSK)技术中，通过改变载波信号的相位来表示二进制数0、1，而相位改变的同时，最大振幅和频率则保持不变。例如，可以用两种不同相位的正弦信号分别表示0和1，用0°相位表示0，用180°相位表示1，这种PSK技术称为二相位PSK或2-PSK，信号之间的相位差为180°。

同 样，可以用4种不同相位的正弦信号分别表示00、01、10和11，例如，用0°相位表示00，用90°相位表示01，用180°相位表示10，用 270°相位表示11。这样每种相位的正弦信号可以表示两位二进制信息，信号之间的相位差为90°，这种PSK技术称为四相位PSK或QPSK，由于4个 相位与四进制的4个符号相对应，也称四进制PSK调制。因每种相位的正弦信号可以表示两位二进制信息，与2-PSK相比，其编码效率提高了1倍。

以 此类推，当不同相位的载波数为8、16……时,分别称为8-PSK（八进制PSK）、16-PSK（十六进制PSK）……，理论上，不同相位差的载波越 多，可以表征的数字输入信息越多，频带的压缩能力越强，可以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。但在多相调制时，相位取值 数增大，信号之间的相位差也就减小，传输的可靠性将随之降低，因而实际中用得较多的是四相制（4-PSK）和八相制（8-PSK）。

（2）QPSK的应用

QPSK 广泛应用于数字微波通信系统、数字卫星通信系统、宽带接入与移动通信及有线电视的上行传输。在卫星数字电视传输中普遍采用的QPSK调谐器可以说是当今卫 星数字电视传输中对卫星功率、传输效率、抗干扰性以及天线尺寸等多种因素综合考虑的最佳选择。欧洲与日本的数字电视首先考虑的是卫星信道，采用QPSK调 制，我国也出现了采用QPSK调制解调的卫星广播和数字电视机。

要 实现卫星电视的数字化，必须在卫视传输中采用高效的调制器和先进的压缩技术，因为我国现行的PAL制彩色电视是采用625行/50场，其视频带宽5 MHz，根据4∶2∶2的标准，625行/50场的亮度信号(Y)的取样频率为13.5 MHz，每个色差信号(R-Y)和(B-Y)的取样频率均为6.75 MHz。当Y，(R-Y)，(B-Y)信号的每个取样为8 bit量化时，电视信号经数字化后的亮度信号码率为13.5×8=108 Mbps，色度信号的码率为6.75×8×2=108 Mbps，总码率为色亮码率之和，即216 Mbps，在现有的传输媒介中要传送这样宽带的数字电视信号是不可能的。

采用四相相移键控(QPSK) 调制之后，可把传输的带宽降到100 MHz左右，再使用电视图像及伴音压缩编码技术，常用MPEG-2（运动图像压缩编码标准），可以把数字电视信号中包含的冗余信息去除，即在保证接收端电 视图像质量的前提下，采用数字视频压缩技术，可以降低传送码率，使传送带宽减少，实现多路传输。目前，已经可以做到把216 Mbps速率的数字电视信号压缩到5 Mbps，使原来只能传送1路模拟电视的36 Mbps卫星转发器，现在可同时传送5路数字电视信号。这样，数字信号经码率压缩技术处理后，信号传输容量会得到数倍甚至数十倍的增加。

1.2 QAM（正交幅度调制）技术及应用
http://hi.baidu.com/lexlin/blog/item/970ea4c266df6330e4dd3b46.html

Answer 2