正交調(diào)制與解調(diào)的基本原理 常見的正交調(diào)制有哪些

正交調(diào)制與解調(diào)是現(xiàn)代通信系統(tǒng)中常用的一種調(diào)制解調(diào)技術(shù)，它在無線通信、數(shù)字電視和寬帶通信等領(lǐng)域扮演著重要角色。本文將介紹正交調(diào)制與解調(diào)的基本原理，并討論常見的正交調(diào)制方式。

1.正交調(diào)制與解調(diào)的基本原理

正交調(diào)制在通信系統(tǒng)中起到了將基帶信號轉(zhuǎn)換為高頻信號的作用，同時保留原始信號的信息。它通過將兩個正交的載波信號與輸入信號進(jìn)行乘積運算來實現(xiàn)。這里的正交指的是兩個信號之間相位差恒定且為90度。

具體而言，正交調(diào)制包含兩個主要步驟：調(diào)制和解調(diào)。

1. 調(diào)制：調(diào)制是將基帶信號與兩個正交載波信號相乘的過程?；鶐盘柨梢允?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/1589317.html">模擬信號或數(shù)字信號，而正交載波信號則是由正弦和余弦函數(shù)構(gòu)成的高頻信號。調(diào)制可以分為以下幾種常見的正交調(diào)制方式：
   • 正交振幅調(diào)制（QAM）：QAM是一種將基帶信號分別調(diào)制到正弦載波和余弦載波上的調(diào)制技術(shù)。QAM通過改變兩個正交載波的幅度和相位來表達(dá)數(shù)字信號。它可以實現(xiàn)高效傳輸多個比特的信息。
   • 正交頻分復(fù)用（OFDM）：OFDM是一種將基帶信號分成多個窄帶子載波并進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)。每個子載波都是正交的，因此它可以有效地避免干擾。OFDM被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)中，如Wi-Fi和4G LTE。
   • 正交相移鍵控（QPSK）：QPSK是一種將基帶信號調(diào)制到兩個正交相移的載波上的調(diào)制方式。它通過改變正弦和余弦載波的相位來表示數(shù)字信號的不同符號。
2. 解調(diào)：解調(diào)是調(diào)制的逆過程，它是從接收到的調(diào)制信號中恢復(fù)出原始基帶信號的過程。解調(diào)的目標(biāo)是從調(diào)制信號中提取出原始信號的幅度、相位或頻率等信息。常見的解調(diào)方法包括：
   • 相干解調(diào)：相干解調(diào)使用與調(diào)制時相同的正交載波信號進(jìn)行乘積運算，并對結(jié)果進(jìn)行濾波得到基帶信號。相干解調(diào)需要對信號的相位進(jìn)行精確同步，以便正確提取基帶信息。它適用于QAM和QPSK等調(diào)制方式。
   • 非相干解調(diào)：非相干解調(diào)不需要與調(diào)制時相同的正交載波信號，它通過使用濾波器來提取基帶信號中的能量。非相干解調(diào)對相位變化不敏感，適用于特定的調(diào)制方式，如頻移鍵控（FSK）和振幅移位鍵控（ASK）。

2.常見的正交調(diào)制方式

在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，常見的正交調(diào)制方式包括：

1. 正交振幅調(diào)制（QAM）：QAM是一種將數(shù)字信息轉(zhuǎn)換為模擬信號的調(diào)制技術(shù)。它將多個比特組合成一個符號，并將每個符號映射到幅度和相位不同的正交載波上。QAM可以實現(xiàn)高比特率的數(shù)據(jù)傳輸，因此在數(shù)字通信和寬帶接入等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

2. 正交頻分復(fù)用（OFDM）：OFDM是一種多載波調(diào)制技術(shù)，將數(shù)據(jù)分成多個子載波進(jìn)行調(diào)制。每個子載波都是正交的，因此可以同時傳輸多個獨立的數(shù)據(jù)流。OFDM在無線通信中具有抗多徑衰落和抗干擾的優(yōu)勢，因此被廣泛應(yīng)用于Wi-Fi、4G LTE和數(shù)字電視等系統(tǒng)中。
3. 正交相移鍵控（QPSK）：QPSK是一種常見的數(shù)字調(diào)制方式，將基帶信號調(diào)制到兩個正交相移的載波上。每個符號由兩個比特表示，根據(jù)不同的相位組合來區(qū)分不同的符號。QPSK在高容量數(shù)據(jù)傳輸和低誤碼率要求的通信系統(tǒng)中被廣泛使用。
4. 正交幅度調(diào)制（OAM）：OAM是一種將數(shù)字信息映射到光信號上的調(diào)制方式。它利用光束的軌道角動量來表示不同的符號，通過改變光束的振幅和相位來實現(xiàn)多符號傳輸。OAM可以提供更高的光信號容量，因此在光通信領(lǐng)域具有潛力。

除了上述常見的正交調(diào)制方式外，還有其他一些調(diào)制方式，如二進(jìn)制相移鍵控（BPSK）、四進(jìn)制相移鍵控（QPSK）和八進(jìn)制相移鍵控（8PSK），它們在不同應(yīng)用場景中具有各自的優(yōu)勢和適用性。

正交調(diào)制與解調(diào)是現(xiàn)代通信系統(tǒng)中常用的一種調(diào)制解調(diào)技術(shù)。通過將基帶信號與正交載波進(jìn)行乘積運算，可以實現(xiàn)高效的信息傳輸，并通過解調(diào)過程從接收信號中恢復(fù)出原始信號。常見的正交調(diào)制方式包括QAM、OFDM、QPSK和OAM等，它們在不同的通信系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。

閱讀更多行業(yè)資訊，可移步與非原創(chuàng)，產(chǎn)研：國產(chǎn)EDA廠商分類與盤點（2023），中國AIoT產(chǎn)業(yè)分析報告（2023版完整報告下載）、中國本土電源管理芯片產(chǎn)業(yè)地圖（2023版） 等產(chǎn)業(yè)分析報告可查閱。