一、多进制幅度键控 (MASK)
1．数学描述
?
?
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?
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M
n
c
n
snM A S K
PM
P
a
tC o snTtgatS
1
0
])([)(
1
??其中：
?
2．特点
（ 1）功率谱于 2ASK完全相同
（ 2）在相同的信息速率时，带宽是 2ASK的
二、多进制频移键控 (MFSK)
调制方法和 2FSK类似，只是使用多个载频
三、多进制相移键控 (MPSK)
1,QPSK四相绝对移相键控
（ 1） QPSK矢量图
00
10
01
11
M=4,θ = π /4
相位
45o
+0o
45o
+90o
45o
+180o
45o
+270o
四进码
0
1
2
3
双比特码 (格
雷码 )
00
01
11
10
双比特码
(自然码 )
00
01
10
11
（ 2）调制器
1）正交调制,QPSK可看成 2个 BPSK相加
串/ 并
变换
电平
产生
电平
产生
×
×
+
载波
π /2
二进制
fb
fb/2
fb/2 Q(t)
I(t)
ASin ω
c
t
ACos ω
c
t
QPSK
2）数字选相
选相开关
移相器
载波发生器
二元基带信号
0 π
QPSK
串/ 并
变换
π /4 π /2
3）脉冲插入法
分频 主振 ÷2 ÷2 B.P.F
串/ 并
变换
逻辑
控制
π / 2 推动 π 推动
QPSK
使用不同推动得到不同相位组合
3）解调器 ——正交相干解调
积分
积分
Q(t)
I(t)
QPSK
×
×
载波恢复
π /2
ASin ω
c
t
ACos ω
c
t
位定时
恢复
判决
判决
并/ 串变换
二进制
2,MPSK综述
1）信号表达
正交表达，同相 (I(t))、正交 (Q(t))比 M进制低一级
例如 8PSK,I,Q分别为 QPSK
tS i ntQtC o stIS ccM P S K ?? )()( ??
2） MPSK的相位逻辑、矢量图、星座图
矢量图一般取 θ =0或 θ =π /M
111
110010
011
001
000
100
101
M=8,θ = π / 8,矢量图
111
110010
011
001
000
100
101
M=8,θ = π / 8,星座图
Q
I
Q
I
111
110010
011
001
000
100
101
M=8,θ = π / 8,矢量图
111
110010
011
001
000
100
101
M=8,θ = π / 8,星座图
Q
I
Q
I
3）理论频谱对比
频带利用率,
BPSK:1(b/s)/Hz,
QPSK,2(b/s)/Hz,
8PSK,3(b/s)/Hz
一、联合键控
代表：振幅相位联合键控（ APK）
其中以 QAM（正交振幅调制）为主。
1,MPSK和 MASK的问题
MPSK,MASK单独使用都不能充分利用信号平面
4 A S K,线
Q
I
8 P S K,环4 A S K,线
Q
I
8 P S K,环
MPSK中随着 M的增加，矢量端点的最小距离随之减小
——造成判决错误概率增加（多个判决门限相近）
2,QAM和 APK的星座图
——描述矢量端点分布
MQAM的特点,
1,MQAM的星座图取矩形或十字形
2,M=4,16,64,256...取矩形
3,M=32,128..,取十字形
MQAM中，最小距离
1
2
1
2
?
???
ML
d M Q A M
其中 L为水平、垂直轴上投影的电平数,M为进制数
MPSK中，最小距离
)s i n (2 Md M P S K ??
所以 M=4,dMQAM=dMPSK,
当 M>4,dMQAM>dMPSK,MQAM的抗干扰性能优于 MPSK
3,MQAM调制器 串/ 并
变换
2-L
电平转换
2-L
电平转换
L.P.F
L.P.F
×
×
∑
载波
相移9 0
M Q A M 调制原理
MQAMRb
Rb/2
Rb/2
2-L电平转换，把 Rb/2速率的两电平序列变成 Rb/log2M的
L电平
例如,16QAM，使用 2-4电平转换
4,MQPR
MQPR是正交部分响应幅度调制（采用 I或 IV类响应基
带信号）
二、恒定包络调制
QPSK中，理论上信号带宽是无限宽，所以其包络恒定，但实际中信号总
是限带的，所以 QPSK包络不恒定。
原因,
在码元交替处有相位跃变,180度越变可能会引起严重的失真。
1,OQPSK——偏移四相相移键控
Q支路在 QPSK基础上延迟，使相位越变小于 180度
可以部分解决 QPSK问题，但包络不是真正恒定的
输入数字序列
QPSK(I)
QPSK(Q)
OQPSK(I)
OQPSK(Q)
2．连续相位 FSK(CPFSK)
其中以 MSK（最小频移键控）最为常用
（ 1） MSK的分析 —— 相位折线图
相位编码条件,
MSK中为保证相邻码元相位不跃变，则第 k个码元的相位
)()( 1 sksk kTkT ?? ??
k
s
kkk tTatt ?
??? ??
2)()( 是一个时间函数，
个码元的相位常数是第 kk?
2)( 11
??? ????
?? kaa kkkk
?
?
?
??
?
?
??
??
kkk
kkk
aak
aa
11
11
??
?
例
MSK调制中，已知 α k序列如下
k
0
1
2
3
4
5
6
7
8
α
k
1
-1
1
1
1
-1
1
-1
-1
Φ
k
0
π
-π
-π
-π
4π
-2π
5π
5π
相位折线
t1 2 3 4 5 6 7 8 9
5 π
4 π
3 π
2 π
π
0
- π
-2 π
-3 π
-4 π
5 π
Φ k
（ 2） MSK波形和特点
1)振幅包络恒定
2)信号的频率偏移 =
sT4
1? 调制指数
2
1)(
12 ??? sTffh
3)信号在一个码元期间准确线性变化
2
??
4)一个码元期间，信号包含 1/4载波周期的整数倍
5)码元转换时刻无相位跃变
波形表达,
ssc
s
kc
s
kM S K kTtTktS inT
tS inQtC o s
T
tC o sItS ????? )1()
2()2()(,?
???
（ 3） MSK调制器
ssc
s
kc
s
kM S K kTtTktS inT
tS inQtC o s
T
tC o sItS ????? )1()
2()2()(,?
???
I
k
Cos( π t/2T
s
)Cos ω ct
差分
编码
串/ 并
变换
振荡
f=1/ △ Ts
延迟T b ×
×
ω
c
相移9 0
×
×
∑ B.P.F
Ik
Qk
I
k
Cos( π t/2T
s
)
Q
k
Sin( π t/2T
s
)
Q
k
Sin( π t/2T
s
)Sin ω ct
（ 4） GMSK— 高斯最小移频键控
MSK振幅恒定，功率谱主瓣以外衰减较快
但仍不能满足移动通信中衰减 70-80dB的要求,GMSK即对
此提出。
特点,
带宽窄、锐截止；
抑制了高频成分,
防止过量的瞬时频率偏移
三、综述
1．改进数字调制和 PSK
MQAM,MSK和 PSK相比具有同样的系统性能，原因是
它们都是相位受限的调制方式可以类比于 PSK
2.数字调制的应用
3G中的数字调制,
多载波调制（把信号分成多个低速子数据流，其子数据流码
元速率低、周期长对信道时延和选择性衰落不敏感）
MC-QAM（多载波正交振幅调制）
OFDM-CDMA（正交频分复用 -码分多址）
可变速率调制（传输不同速率和质量的数据）
VR-QAM（可变速正交振幅调制）
VSG-CDMA（可变扩频增益码分多址）
MC-CDMA（多码码分多址）