移动通信技术与设备 教学课件 作者 解相吾 第2章.ppt

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1、第2章移动通信的主要技术【本章内容简介】本章着重介绍了移动通信系统所涉及的主要技术，通过学习调制解调技术、编码技术、交织技术、基带传输、多址技术、跳频扩频技术和分集接收技术，了解这些技术的基本概念、主要特点、应用范围和方式，为掌握移动通信系统的工作原理和方法打下坚实的基础。【学习重点与要求】重点掌握调制解调技术、编码技术、跳频扩频技术等的基本概念、主要特点和应用范围，了解MSK类调制的性能比较，掌握伪随机（PN）序列基本特性。2．1数字调制技术移动通信是目前国内外发展最快的新技术之一，它的主要特点是高技术含量大，新技术层出不穷。下面介绍在第二代数字移动通信和第三代宽带多媒体移动

2、通信中采用的一些关键性技术。2．1数字调制技术在第一代蜂窝移动通信系统中采用的是模拟调频（FM）传输模拟语音，但其信令系统却是数字的，采用2FSK数字调制技术。第二代数字蜂窝移动通信系统，传送的语音都是经过数字语音编码和信道编码后的数字信号。GSM系统采用GMSK调制，IS-54系统和PDC系统采用π/4-DQPSK调制，CDMA系统（IS-95）的下行信道采用QPSK调制、上行信道采用OQPSK调制。第三代数字蜂窝系统将采用MQAM调制、平衡四相（BQM）扩频调制、复四相扩频调制（CQM）、双四相扩频调制（DQM）技术。2．1数字调制技术所谓调制，是对信号源的编码信息（信源）

3、进行处理，使其变为适合于信道传输形式的过程。信号源的编码信息中含有直流分量和频率较低的分量，我们称为基带信号。基带信号一般不能直接作为传输信号，必须把它转变为一个相对基带频率而言频率非常高的带通信号以适合于信道传输。这个带通信号叫做已调信号，基带信号则称为调制信号。调制是通过以改变高频载波的幅度、相位或频率，使其随着基带信号的变化而变化来实现的；而解调则是将基带信号从载波中提取出来的逆变换过程。2．1数字调制技术现代移动通信系统都使用数字调制。为了使数字信号在有限带宽的信道中传输，必须用数字信号对载波进行调制。实际应用中，在发送端用基带数字控制高频载波，把基带数字信号变换为频带

4、数字信号-数字调制；在接收端通过解调器把频带数字信号还原成基带数字信号-解调。通常，我们把数字调制与解调合起来称为数字调制，把包括调制和解调过程的传输系统叫做数字信号的频带传输系统。频带传输系统可以通过图2-1来描述。图2-1频带传输系统图2．1数字调制技术由图可见，原始数字序列经基带信号形成器后变成适合于信道传输的基带信号s（t），然后送到键控器来控制射频载波的振幅、频率或相位，形成数字调制信号，并送至信道。在信道中传输的还有各种干扰。接收滤波器把叠加在干扰和噪声中的有用信号提取出来，并经过相应的解调器，恢复出数字基带信号s（t）或数字序列。本节主要研究在实际中已经应用或将

5、得到广泛应用的数字调制技术，即对二进制及多进制振幅键控、频移键控、相移键控数字调制技术的原理、频带特性及各种调制技术的性能比较做以全面论述。2.1.1数字调制技术的分类一般而言，数字调制技术可分为两种类型：一是利用模拟方法去实现数字调制，也就是把数字基带信号当作模拟信号的特殊情况来处理；二是利用数字信号的离散取值特点键控载波，从而实现数字调制。第二种技术通常称为键控法，例如用基带数字信号对载波的振幅、频率及相位进行键控，便可获得振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）及相移键控（PSK）调制方式。也有同时改变载波振幅和相位的调制技术，如正交调幅（QAM）。键控法一般由数字电路来实

6、现，它具有调制变换速率快、调整测试方便、体积小和设备可靠性高等特点。在数字调制中，所选择参量可能变化状态数应与信息元数相对应。数字信息有二进制和多进制之分，因此，数字调制可分为二进制调制和多进制调制两种。在二进制调制中，信号参量只有两种可能取值；而在多进制调制中，信号参量可能有M（M＞2）种取值。一般而言，在码元速率一定的情况下，M取值越大，则信息传输速率越高，但其抗干扰性能也越差。2.1.1数字调制技术的分类在实际应用中，根据已调信号的结构形式又可分为线性调制和非线性调制两种。在线性调制中，已调信号表示为基带信号与载波信号的乘积，已调信号的频谱结构和基带信号的频谱结构相同，

7、只不过搬移了一个频率位置。主要包括各种PSK和QAM等。这类调幅技术不适宜于非线性移动无线信道，因为它们不能满足占用频带的要求。然而这些调制技术可用于线性移动信道。因为从基带频率变换到无线电载频以及放大到发射电平，都需要高度的线性，即低的失真，因此设计难度大，制造成本高。但随着放大器设计技术的新突破，实现了高效率而且实用的线性放大器，才使得移动通信无线系统中有效地使用线性调制方法成为可能。1987年以后，QPSK等线性调制技术开始广泛应用。2.1.1数字调制技术的分类在非线性调制中，其射频已