数字通信 - M进制编码
单词“二进制”表示两位。M 代表一个数字，对应于给定数量的二进制变量可能存在的条件、级别或组合的数量。
这是一种用于数据传输的数字调制技术，它一次传输两位或更多位，而不是一位。由于单个信号用于多位传输，因此信道带宽降低。
M进制方程
如果数字信号在四种条件下给出，例如电压等级、频率、相位和幅度，则M = 4。
产生给定数量条件所需的位数可以用数学表达式表示为
$$N = \log_{2}{M}$$
其中
N 是所需的位数
M 是使用N 位可能存在的条件、级别或组合的数量。
上述方程可以重新排列为
$$2^N = M$$
例如，使用两位，22 = 4 种情况是可能的。
M进制技术的类型
一般来说，多电平 (M进制) 调制技术用于数字通信，因为允许在发射机的输入端使用具有两个以上调制电平的数字输入。因此，这些技术具有带宽效率。
存在许多 M进制调制技术。其中一些技术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)。
载波信号的幅度取M个不同的电平。
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。
- 它的实现很简单。
- M进制 ASK 易受噪声和失真的影响。
M进制 FSK
这称为 M进制频移键控 (M-FSK)。
载波信号的频率取M个不同的电平。
M进制 FSK 的表示
$S_i(t) = \sqrt{\frac{2E_s}{T_s}} \cos \left ( \frac{\pi}{T_s}\left (n_c+i\right )t\right )$ $0 \leq t \leq T_s \quad and \quad i = 1,2,3... \: ..M$
其中 $f_c = \frac{n_c}{2T_s}$ 对于某个固定的整数 n。
M进制 FSK 的一些突出特点是：
不像 ASK 那样容易受噪声影响。
传输的M个信号的能量和持续时间相等。
信号间隔为 $\frac{1}{2T_s}$ Hz，使信号彼此正交。
由于M个信号是正交的，因此信号空间中没有拥挤。
M进制 FSK 的带宽效率随着M的增加而降低，功率效率随着M的增加而提高。
M进制 PSK
这称为 M进制相移键控 (M-PSK)。
载波信号的相位取M个不同的电平。
M进制 PSK 的表示
$S_i(t) = \sqrt{\frac{2E}{T}} \cos \left (w_o t + \phi _it\right )$ $0 \leq t \leq T \quad and \quad i = 1,2 ... M$
$$\phi _i \left ( t \right ) = \frac{2 \pi i}{M} \quad where \quad i = 1,2,3 ... \: ...M$$
M进制 PSK 的一些突出特点是：
包络随着更多相位可能性而保持恒定。
此方法在早期空间通信中使用。
性能优于 ASK 和 FSK。
接收端的最小相位估计误差。
M进制 PSK 的带宽效率随着M的增加而降低，功率效率随着M的增加而提高。
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一个二进制序列，表示为1和0。此二进制或数字信息具有多种类型和形式，将在后面进一步讨论。