本文来源：微信公众号中兴文档

大家好，今天我们来聊聊调制。

说到调制，我想很多同学马上会联想到这些关键词：BPSK、QPSK、调幅、调相、QAM、星座图……

众所周知，调制和解调是通信基本业务流程中的重要组成部分。没有它们，我们的移动通信根本无法实现。

那么，究竟什么是调制？为什么要调制？5G又是怎么调制的呢？

接下来，我们逐一介绍。

调制是做什么用的呢？

让我们看一下生活中的一个例子：

我们每天都在出行。出行的时候，我们会根据行程选择适合的交通工具。

乘坐不同的交通工具，出行的速度也会有快有慢。

整个过程，大概就是这样一个模型：

实际上，通信系统和这个模型类似。上面的出行模型，是把人从出发点运输到目的地。而通信系统，是把数据信号从发送端传输到接收端。

我们进行以下转换：

就可以类比出一个简单的通信模型：

看出来了吧？“调制”，就像为信号找一个交通工具，让它载着信息穿过信道到达目的地。

我们知道，在无线信道中，信号是以电磁波的形式传递的。

那么，电磁波怎么来传递信息呢？

我们先来举一个“用水果传递信息”例子。

例如，我们要传递0和1，可以让苹果代表0，香蕉代表1。

我们发送给接收端，接收方收到后一看是苹果就知道是发送的是0，一收到香蕉，就知道发送的是1。

换一种方式，如果只能用苹果来传递信息呢？

我们约定让红苹果代表0，绿苹果代表1。

接收方一看是红苹果，就知道是发送的是0。收到绿苹果，就知道发送的是1。

再换一种方式。如果只有红苹果，怎么传递信息呢？

我们可以用大的红苹果来代表0，小的红苹果代表1。一看是大红苹果，就知道是发送的是0。收到小红苹果，就知道发送的是1。

在这个过程中，我们其实用的是水果的种类、颜色、大小这3个特征来传递信息的。

类似的，电磁波可以用正弦波来描述。一个正弦波也有3大特征，幅度，相位，频率。我们可以利用电磁波的这3大特征来传递信息。

下面的公式（1），描述了一个正弦波信号：

所谓调幅、调频、调相，就是下图的样子：

看出来了没？0和1，被“调”进了不同的电磁波波形之中。

5G速度那么快，它是怎么调制的呢？

在3GPP协议（TS 38.201）中，定义了5G支持的调制方式如下：

按照使用的载波的特征的不同，5G采用的调制方式可以分为两大类：

载波的相位变化，幅度不变化：π/2-BPSK, QPSK。这就是前面说的PSK（Phase-Shift keying相移键控）。
载波的相位和幅度都变化：16QAM, 64QAM，256QAM。这一类专业名词叫做QAM（Quadrature Amplitude Modulation，正交振幅调制）。

星座图

各种调制方式之间的差异，还是不太容易理解。

想一想，为什么我们能很容易区分各种水果的不同？（什么是苹果，什么是香蕉，什么是红苹果，什么是大苹果。）

这是因为我们见过实物，看到过不同状态的水果。

那么，我们能不能把调制方式也用图表示起来呢？

可以。

为了直观的表示各种调制方式，我们引入一种叫做星座图的工具。星座图中的点，可以指示调制信号的幅度和相位的可能状态。

BPSK定义了2种相位，分别表示0和1，因此BPSK可以在每个载波上调制1比特的信息。

π/2-BPSK是BPSK在序列的奇数位时调制信号相位偏移π/2，序列的偶数位时和BPSK调制信号的相位一样，也就是π/2-BPSK定义了4种相位来表示0和1。

QPSK全称是正交相移键控，它定义了4个不同的相位，分别表示00、01、10、11，因此QPSK可以在每个载波上调制2比特的信息。

16QAM：一个符号代表4bit。

64QAM：一个符号代表6bit。

256QAM：一个符号代表8bit。

来个动图，帮助理解：

QAM示意图（来自cisco）

从星座图中可以看出PSK调制信号的幅度不变，相位有变化。QAM调制信号的幅度和相位在变化。

正是因为每个符号能代表的bit数不断提升，使得携带的信息量提升，最终让这个“交通工具”能显著提升速率。

可能大家觉得5G好像也不是很难的样子嘛。既然我们已经有了通信模型和星座图两大法宝，是不是可以自己打造一套下一代通信系统出来呢？

Hoho，你以为256QAM就是那么简单就搞出来的吗？

上图！

3GPP 38.211协议中定义的5G调制方式的映射关系

懵圈了！有木有？

通信搞到最后，都是数学！

调制和解调原理

我们再简单讲一下调制和解调的原理。

5G的各种调制方式，都可以使用IQ调制解调来实现。

我们从公式1出发，进行各种神奇的公式转换。

将公式2画成框图，这个就是IQ调制：

解调是把接收到的调制信号提取出来的过程，调制信号经过解调转换为原始的信号。解调的过程可以通过下面的公式来解释。

通过公式3可以看到，接收信号在乘以对应相位的载波后，进行积分，可以得到原始的信号，将公式3画成框图，这个就是IQ解调。

将2个框图结合起来，我们下面给出IQ调制和解调的框图。

IQ调制可以用复数的形式进行理解。

调制的公式描述：

解调的公式描述：

对应的我们给出复数形式的框图。

这个框图搭配上前面3GPP协议里面的5G调制映射关系，就是一个较为完整的5G的调制和解调过程。

是不是彻底懵圈啦？调制解调，从入门到放弃！

文章的最后，让我们用几道选择题，测试一下你对5G调制的理解吧~

1. 5G采用哪种调制方式手机看电影更流畅？

A π/2-BPSK

B QPSK

C 16QAM

D 64QAM

E 256QAM

2. 星座图的作用？

A 描述天体的运行情况

B 用来预测命运

C 描述调制信号的幅度和相位的可能状态

3. 5G NR比LTE多了哪种调制方式？

A π/2-BPSK

B QPSK

C 16QAM

D 64QAM

E 256QAM

答案晚些时候会在留言区公布哦！

5G的调制方式，到底是怎么实现的？相关推荐

四步相移法怎么获得相位信息_涨知识！5G的调制方式，到底是怎么实现的？
本文来源:微信公众号中兴文档大家好,今天我们来聊聊调制.说到调制,我想很多同学马上会联想到这些关键词:BPSK.QPSK.调幅.调相.QAM.星座图--众所周知,调制和解调是通信基本业务流程中的重要组 ...
256qam是什么意思_一文读懂5G的信号调制方式！5G比4G的快的主要原因就是256QAM
说到调制,我想很多同学马上会联想到这些关键词:BPSK.QPSK.调幅.调相.QAM.星座图-- 众所周知,调制和解调是通信基本业务流程中的重要组成部分.没有它们,我们的移动通信根本无法实现. 那么, ...
利用GSM模块通过GPRS在GMSK调制方式下与IP网通信
随着当代通信技术的飞速发展,2G已经基本上淘汰,3G和4G也已经渗透入我们的生活,5G也开始由实验室走出,但是今天我要说的是第二代通信技术GSM与服务器通信. GSM 全称为全球移动通信系统(Glob ...
射频芯片（RFIC）的协议之5G及其调制
可能很多小伙伴有疑问,为什么标题由物联网芯片变为了射频芯片,那是由于IOT(internet of things物联网)主要流行于2016年6月release13之后,而这篇文章主要介绍release ...
VR/AR是什么，有什么差别，5G与VR/AR到底有没有关系呢？
一.VR与AR是什么? VR全称Virtual Reality,就是我们常提到的虚拟现实技术,又称灵境技术,是20世纪发展起来的一项全新的实用技术.AR全称Augmented Reality增强现实技 ...
水声信号调制方式智能识别技术
[摘要]随着海陆空一体覆盖的6G通信技术不断发展,水下通信技术作为其关键组成部分起着至关重要的作用,水声信号调制方式识别技术保障了通信系统的稳定性.针对基于深度学习算法的水声信号调制方式识别技术准 ...
高频hf调制方式_收藏！AM的三种调制电路
AM,即:调幅,幅度调制,是指高频载波的振幅随调制信号而改变的调制方式,AM的信号频率由载波频率决定,AM的信号振幅有调制信号决定.如下图所示. AM调幅信号的产生,关键是利用非线性器件,如二极管.三 ...
标准正弦波变频电源调制方式的实现
目前变频电源正不断向规模化.专业化.智能化.精细化方向发展.变频电源的技术随着工业电器电子制造的兴起而不断得到重视和发展.其中,中港扬以正弦脉SPWM为核心变频电源系统电路便是一个很好的代表.纯硬件电 ...
光通信调制方式MATLAB仿真,基于LED的紫外光通信调制方式研究
赘固中文核心期刊基于LED的紫外光通信调制方式研究何攀,李晓毅,侯倩,肖文林 (重庆通信学院,重庆400035) 摘要:紫外光通信是一种具有很大潜力的短距离通信方式.针对基于LED的紫外光通信特 ...
关于视频光端机调制方式及介质特点的介绍
光端机的工作原理就是把信号调制到光上,再然后通过光纤来进行视频数据传输,那么,视频光端机在传输的过程当中有哪些调制方式呢?光纤传输的介质有哪些特点呢?接下来我们就跟随飞畅科技的小编一起来详细了解下吧! ...

5G的调制方式，到底是怎么实现的？

各种调制方式之间的差异，还是不太容易理解。

5G的调制方式，到底是怎么实现的？相关推荐

最新文章

热门文章