[科普中國]-差分調(diào)制

差分調(diào)制的概念

差分調(diào)制（differential modulation）是指數(shù)字調(diào)制信號的每一特征狀態(tài)都以已調(diào)信號特征量的值相對于前一位信號元的給定的特定變化來表示的調(diào)制。

差分調(diào)制是指通過前后碼元的差別來表示信息的一種數(shù)字信號調(diào)制方式。核心在于差分編碼。它分為時域差分調(diào)制和頻域差分調(diào)制兩類。由于完全不需要信道估計，所以差分調(diào)制在正交頻分復(fù)用（OFDM）系統(tǒng)中應(yīng)用十分廣泛。

差分調(diào)制可以分為兩類：時域差分調(diào)制和頻域差分調(diào)制。頻域差分調(diào)制對多徑時延比較敏感。

在OFDM系統(tǒng)中，與非差分調(diào)制相比，差分調(diào)制最大的優(yōu)點是可以完全不需要信道估計。1

差分調(diào)制的工作原理在移動無線信道中，信號從發(fā)射天線經(jīng)過一個時變多徑信道到達(dá)接收天線，會產(chǎn)生時間選擇性衰落和頻率選擇性衰落。信道的時變特性引起信號頻率幀展寬，導(dǎo)致多普勒效應(yīng)。信道的多徑傳播會引起信號在時間上展寬并導(dǎo)致頻率選擇性衰落。下一代移動通信系統(tǒng)，要求信息比特傳輸速率越來越高、所擁有的可用頻譜資源越來越少，更為重要的是人們對信息質(zhì)量的要求日益增高。為了滿足高速、寬帶系統(tǒng)的可靠性傳輸要求，現(xiàn)代通信傳輸系統(tǒng)必須能支持高容量、不同比特率的寬帶信息在時變多徑信道上的傳輸。研究證明，正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)能很好地滿足這種需求，它能很好地克服信道的多徑傳播引起的頻率選擇性衰落。

正交頻分復(fù)用（OFDM）的基本原理就是把高速的數(shù)據(jù)流通過串并變換，分配到傳輸速率相對較低的若干個子信道中傳輸。數(shù)據(jù)符號在多個載波上同時傳輸，各子載波上的數(shù)據(jù)傳輸速率是具有相同系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率的單載波傳輸系統(tǒng)的1/N，子載波上的符號傳輸時間相應(yīng)增加為N倍。這樣就可能實現(xiàn)高速率數(shù)據(jù)傳輸而同時保證數(shù)據(jù)符號的持續(xù)時間遠(yuǎn)大于信道的時延擴展，這樣就可以避免復(fù)雜的信道均衡。并且還可以在OFDM符號之間插入保護(hù)間隔，令保護(hù)間隔大于無線信道的最大時延擴展，這樣就可以最大限度地消除由于多徑而帶來的符號間干擾（ISI）。而且，一般都采用循環(huán)前綴作為保護(hù)間隔，從而避免由多徑帶來的信道間干擾（ICI）。

一般的多載波傳輸使用互不交疊的頻分復(fù)用多載波，為減少各載波間相互干擾，通常各載波間要有一個保護(hù)頻帶，這就造成了系統(tǒng)帶寬資源的浪費。使用正交多載波傳輸，各子載波之間允許交疊，但由于各子載波之間相互正交，載波間干擾可以為零，，保證了系統(tǒng)帶寬資源的充分利用。2