数字通信 - M 元编码
二进制一词代表两位。M 代表与给定数量的二进制变量的条件、级别或可能组合的数量相对应的数字。
这是一种用于数据传输的数字调制技术，其中一次传输的不是一个位，而是两个或更多个位。由于单个信号用于多位传输，因此信道带宽会减少。
M 元方程
如果数字信号在四个条件下给出，例如电压电平、频率、相位和幅度，则 M = 4。
产生给定数量条件所需的位数在数学上表示为
$$N = \log_{2}{M}$$
其中
N 是所需的位数
M 是 N 位可能出现的条件、级别或组合的数量。
上述方程可以重新排列为
$$2^N = M$$
例如，对于两位， 22 = 4 条件是可能的。
M 进制技术的类型
一般来说，多级 (M 进制) 调制技术用于数字通信，因为发射器的输入允许具有两个以上调制级别的数字输入。因此，这些技术具有带宽效率。
M 进制调制技术有很多种。其中一些技术会调制载波信号的一个参数，例如幅度、相位和频率。
M 进制 ASK
这称为 M 进制幅移键控 (M-ASK) 或 M 进制脉冲幅度调制 (PAM)。
载波信号的 幅度 呈现 M 个不同级别。
M 进制 ASK 的表示
$S_m(t) = A_mcos (2 \pi f_ct) \quad A_m\epsilon {(2m - 1 - M) \Delta, m = 1,2... \: .M} \quad and \quad 0 \leq t \leq T_s$
M 进制 ASK 的一些突出特点是−
- 此方法也用于 PAM。
- 其实现很简单。
- M-ary ASK 易受噪声和失真的影响。
M-ary FSK
这称为 M-ary 频移键控 (M-ary FSK)。
载波信号的 频率 呈现 M 个不同级别。
M-ary FSK 的表示
$S_i(t) = \sqrt{\frac{2E_s}{T_s}} \cos \left ( \frac{\pi}{T_s}\left (n_c+i ight )t ight )$ $0 \leq t \leq T_s \quad 和 \quad i = 1,2,3... \: ..M$
其中 $f_c = \frac{n_c}{2T_s}$，其中 n 为某个固定整数。
M-ary FSK 的一些显著特点是 −
不像 ASK 那样容易受到噪声的影响。
传输的 M 个信号的能量和持续时间相等。
信号以 $\frac{1}{2T_s}$ Hz 分隔，使信号彼此正交。
由于 M 个信号是正交的，因此信号空间中不会拥挤。
随着 M 的增加，M 进制 FSK 的带宽效率会降低，而功率效率会提高。
M 进制 PSK
这称为 M 进制相移键控 (M 进制 PSK)。
载波信号的 相位 呈现 M 个不同的级别。
M 进制 PSK 的表示
$S_i(t) = \sqrt{\frac{2E}{T}} \cos \left (w_o t + \phi _it ight )$ $0 \leq t \leq T \quad 和 \quad i = 1,2 ... M$
$$\phi _i \left ( t ight ) = \frac{2 \pi i}{M} \quad 其中 \quad i = 1,2,3 ... \: ...M$$
M-ary PSK 的一些显著特点是 −
包络是恒定的，具有更多的相位可能性。
这种方法在空间通信的早期就被使用过。
性能优于 ASK 和 FSK。
接收器处的相位估计误差最小。
带宽随着M的增加，M-ary PSK 的效率降低，功率效率增加。
到目前为止，我们已经讨论了不同的调制技术。所有这些技术的输出都是二进制序列，表示为1和0。这种二进制或数字信息有多种类型和形式，我们将进一步讨论。
