你還記得早期的大哥大是如何在頭上頂著長(zhǎng)長(zhǎng)的天線嗎？

你有沒(méi)有考慮過(guò)為什么現(xiàn)代手機(jī)的外觀已經(jīng)不再顯示天線呢？[敏感詞]我們一起看一下與天線長(zhǎng)度有關(guān)的因素有哪些？

從上面的天線長(zhǎng)度公式中可以計(jì)算出無(wú)線通信時(shí)，手機(jī)天線長(zhǎng)度h在使用未經(jīng)過(guò)調(diào)制的低發(fā)射頻率（3 kHz）時(shí)需要10000米，通過(guò)調(diào)制把低頻信號(hào)搬到高頻上去（例如900 MHz），手機(jī)天線可以縮小到幾厘米。

通過(guò)調(diào)制技術(shù)可以提高發(fā)射信號(hào)的頻率，從而減少手機(jī)終端中接收天線的長(zhǎng)度，目前手機(jī)中的天線都可以內(nèi)置到手機(jī)中，外觀更美觀，攜帶更方便。所以我們的手機(jī)終端不用再背著長(zhǎng)長(zhǎng)的接收天線，這件事調(diào)制技術(shù)是功不可沒(méi)的。

其實(shí)，調(diào)制技術(shù)在日常生活中早有廣泛的應(yīng)用，例如：聽(tīng)廣播、看電視、打電話、發(fā)微信等通訊場(chǎng)合都需要調(diào)制技術(shù)。

那到底什么是調(diào)制技術(shù)呢？

1. 乘客上飛機(jī)并選擇坐在某個(gè)座位上，即對(duì)應(yīng)把消息信號(hào)承載在載波的某個(gè)參量上（例如幅度、相位），這個(gè)過(guò)程就是調(diào)制。載有消息信號(hào)的載波稱為已調(diào)信號(hào)。

2. 經(jīng)過(guò)傳輸?shù)竭_(dá)目的地（接收端），乘客下飛機(jī)，即對(duì)應(yīng)接收端把消息信號(hào)從已調(diào)信號(hào)中卸載下來(lái)，即解調(diào)過(guò)程。解調(diào)是調(diào)制的逆過(guò)程，從已調(diào)信號(hào)中恢復(fù)消息信號(hào)。

通過(guò)上面類比的例子，我們是不是能更輕松的了解調(diào)制技術(shù)的定義呢？到底什么是“高階調(diào)制”？

定義：調(diào)制技術(shù)就是對(duì)信號(hào)源的信息進(jìn)行處理，使其適合傳輸形式的過(guò)程。其目的是使所傳送的信息能更好地適應(yīng)信道特性，以達(dá)到最有效和最可靠地傳輸。即有效地利用頻帶資源，提高通信系統(tǒng)性能。

• 匹配信道特性，減小天線尺寸，提高輻射效率

• 頻譜搬移，實(shí)現(xiàn)信道的多路復(fù)用，提高信道利用率

• 擴(kuò)展信號(hào)帶寬，提高系統(tǒng)抗干擾能力

• 實(shí)現(xiàn)帶寬與信噪比的互換（有效性與可靠性）

• ......還有很多，不一一列舉

應(yīng)用如此廣泛的調(diào)制技術(shù)按調(diào)制信號(hào)的類型分：模擬調(diào)制（例如電話網(wǎng)、有線電視網(wǎng)）、數(shù)字調(diào)制。數(shù)字調(diào)制相比模擬調(diào)制有更好的抗干擾性能、更強(qiáng)的抗信道損耗、更好的安全性、數(shù)字傳輸系統(tǒng)中可以使用差錯(cuò)控制技術(shù)，支持負(fù)載信號(hào)條件和處理技術(shù)。

數(shù)字調(diào)制：把數(shù)字調(diào)制為模擬信號(hào)。通過(guò)調(diào)制模擬載波信號(hào)的3個(gè)參數(shù)（幅度、頻移、相移）來(lái)標(biāo)識(shí)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。

[敏感詞]我們一起了解一下在3G/4G/5G通訊中應(yīng)用最為廣泛的數(shù)字調(diào)制技術(shù)QAM。

QAM（Quadrature Amplitude Modulation，正交幅度調(diào)制）是一種在兩個(gè)正交載波上進(jìn)行幅度相位調(diào)制的調(diào)制方式。這兩個(gè)載波通常是相位差為90度（π/2）的正弦波，因此被稱作正交載波。QAM是通過(guò)載波某些參數(shù)的變化傳輸信息。

QAM發(fā)射的信號(hào)集可以用星座圖方便地表示（這里的星座圖可不是天上十二星座的星座圖喔，文檔君先賣個(gè)關(guān)子，后面詳細(xì)介紹喔~），星座圖上每一個(gè)星座點(diǎn)對(duì)應(yīng)發(fā)射信號(hào)集中的一個(gè)信號(hào)。星座點(diǎn)經(jīng)常采用水平和垂直方向等間距的正方網(wǎng)格配置，當(dāng)然也有其他的配置方式。

數(shù)字通信中數(shù)據(jù)常采用二進(jìn)制數(shù)表示，這種情況下星座點(diǎn)的個(gè)數(shù)是2的冪。常見(jiàn)的QAM形式有16QAM、64QAM、256QAM以及1024QAM等。一個(gè)調(diào)制符號(hào)分別可以傳送4、6、8、10比特的信息。

星座點(diǎn)數(shù)越多，每個(gè)符號(hào)能傳輸?shù)男畔⒘烤驮酱蟆５牵绻谛亲鶊D的平均能量保持不變的情況下增加星座點(diǎn)，會(huì)使星座點(diǎn)之間的距離變小，進(jìn)而導(dǎo)致誤碼率上升。因此高階星座圖的可靠性比低階要差。

• 幅度調(diào)制：通過(guò)改變載波的振幅來(lái)區(qū)分0和1。

• 相位調(diào)制：通過(guò)改變載波的相位來(lái)區(qū)分0和1。例如我們常見(jiàn)的BPSK，就是使用0°和180°共2個(gè)相位表示0和1，即2種符號(hào)；QPSK則是使用0°、90°、180°和270°共4個(gè)相位，能夠表示00、01、10和11共4種符號(hào)，傳遞2 bit的信息。其實(shí)QPSK就是一種特殊的QAM，即4QAM。

而QAM則有更多的符號(hào)，每個(gè)符號(hào)都有相應(yīng)的相位和幅度值。

以16QAM為例，通過(guò)QAM調(diào)制可得到16個(gè)不同的波形，分別代表0000，0001.....這也意味著一共有16種符號(hào)，一個(gè)符號(hào)可以傳遞4 bit信息。

16QAM示意圖如下圖所示。

QAM是如何工作的呢？移動(dòng)通信與光通信中的調(diào)制技術(shù)：QPSK和QAM調(diào)制！

QAM是將信號(hào)加載到2個(gè)正交的載波上（通常是正弦和余弦），通過(guò)對(duì)這兩個(gè)載波幅度調(diào)整并疊加，最終得到相位和幅度都調(diào)制過(guò)的信號(hào)。這兩個(gè)載波通常被稱為I信號(hào)，另一個(gè)被稱為Q信號(hào)，所以這種調(diào)制方式也被稱為IQ調(diào)制。

在數(shù)字信號(hào)調(diào)制中，星座圖通常用于表示QAM調(diào)制二維圖形。星座圖相對(duì)于IQ調(diào)制而言，將數(shù)據(jù)調(diào)制信息映射到極坐標(biāo)中，這些信息包含了信號(hào)的幅度信息和相位信息。

星座圖上的每一個(gè)點(diǎn)，都表示一個(gè)符號(hào)。該點(diǎn)I軸和Q軸的分量分別代表著正交的載波上的幅度調(diào)整。該點(diǎn)到原點(diǎn)的距離A就是調(diào)制后的幅度，夾角φ就是調(diào)制后的相位。

256QAM，256是2的8次方，每個(gè)符號(hào)能傳輸8bit的數(shù)據(jù)。

1024QAM，1024是2的10次方，每個(gè)符號(hào)能傳輸10bit的數(shù)據(jù)。

因此，作為比256QAM更高階的1024QAM，數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆逯邓俾蔬M(jìn)一步提高25%。

噪聲與干擾對(duì)QAM的影響

盡管較高階的調(diào)制方式速率能夠?yàn)闊o(wú)線電通信系統(tǒng)提供更快的數(shù)據(jù)速率和更高水平的頻譜效率，但這是有代價(jià)的。較高階的調(diào)制方案對(duì)噪聲和干擾的適應(yīng)性要差得多。

發(fā)送一個(gè)符號(hào)所需的載波頻寬是固定的，發(fā)送時(shí)長(zhǎng)也是一定的。較高階次意味著符號(hào)之間差異越小，對(duì)接收器件和環(huán)境要求也更高。在惡劣環(huán)境下，終端可能無(wú)法使用高階QAM模式通信，只能采用較低階次的調(diào)制模式。


免責(zé)聲明：本文采摘自網(wǎng)絡(luò)通信百科，本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)，不代表金航標(biāo)及行業(yè)觀點(diǎn)，只為轉(zhuǎn)載與分享，支持保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明原出處及作者，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系我們刪除。