ASK, PSK, FSK, DPSK

ASK, PSK, FSK, DPSK详解：

这四种调制方式都是数字调制技术，用于将数字信号转换成适合在信道上传输的模拟信号。它们的主要区别在于如何用模拟信号的变化来表示数字信息。

1. ASK (Amplitude Shift Keying) 幅移键控:

• 原理: ASK 通过改变载波信号的幅度来表示数字信息。例如，高幅度代表’1’，低幅度代表’0’。 可以扩展到多电平ASK，例如，三个幅度代表三个不同的符号。
• 表达式: 信号可以表示为： $$s(t)=A_m\cos (2\pi f_{c}t+\theta )$$ 其中，$A_m$是幅度，根据输入的数字信息取不同的值；$f_c$是载波频率；$\theta$是初始相位。
• 优缺点:
  • 优点: 简单易实现。
  • 缺点: 对噪声敏感，尤其是在低信噪比环境下，容易出错。效率低，因为只利用了幅度信息。

2. PSK (Phase Shift Keying) 相移键控:

• 原理: PSK 通过改变载波信号的相位来表示数字信息。例如，0°相位代表’0’，180°相位代表’1’。 同样可以扩展到多电平PSK (例如QPSK, 8PSK等)，用更多的相位来表示更多的符号。
• 表达式: 信号可以表示为：$s(t)=A\cos (2\pi f_{c}t+{\theta }_m)$其中，$A$是恒定的幅度；${\theta }_m$是根据输入的数字信息取不同的相位值。
• 优缺点:
  • 优点: 比ASK更抗噪声，因为幅度恒定，不受幅度衰落的影响。
  • 缺点: 实现复杂度比ASK高，尤其对于多电平PSK。

3. FSK (Frequency Shift Keying) 频移键控:

• 原理: FSK 通过改变载波信号的频率来表示数字信息。例如，高频率代表’1’，低频率代表’0’。同样可以扩展到多电平FSK。
• 表达式: 信号可以表示为：$s(t)=A\cos (2\pi f_{m}t+\theta )$ 其中，$A$是恒定的幅度；$f_m$是根据输入的数字信息取不同的频率值。
• 优缺点:
  • 优点: 相对简单，抗噪声性能中等。在某些信道中比ASK和PSK性能更好。
  • 缺点: 带宽效率较低，尤其对于多电平FSK。

4. DPSK (Differential Phase Shift Keying) 差分相移键控:

• 原理: DPSK 不直接用载波的绝对相位表示数字信息，而是用相邻符号之间的相位差来表示。例如，如果相邻符号的相位差为0°，则表示’0’；如果相位差为180°，则表示’1’。
• 表达式: 比较复杂，需要考虑相邻符号的相位关系。
• 优缺点:
  • 优点: 比PSK更简单，因为不需要复杂的相位参考。对载波相位不确定性不敏感。
  • 缺点: 性能略低于同等条件下的PSK。

联系和区别总结:

联系: 这四种调制方式都是数字调制技术的不同实现方式，它们都将数字信息映射到模拟信号的某个参数上，最终目的是为了在信道上传输数字信息。

区别: 主要区别在于它们使用模拟信号的不同参数（幅度、相位、频率或相位差）来表示数字信息，这导致它们在抗噪声能力、带宽效率和实现复杂度等方面存在差异。 选择哪种调制方式取决于具体的应用场景和系统需求。 例如，在需要高抗噪声能力的场景下，PSK可能更适合；在对实现复杂度要求较高的场景下，ASK或DPSK可能是更好的选择。