数字调制技术.ppt

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1、第四章数字调制技术调制解调技术调制是对信号源的编码信息进行处理，使其变为适合传输的形式的过程。即是把基带信号（信源）转变为一个相对基带频率而言频率非常高的带通信号。带通信号叫做已调信号，而基带信号叫做调制信号。调制可以通过使高频载波随信号幅度的变化而改变载波的幅度，相位或者频率来实现。解调则是将基带信号从载波中提取出来以便预定的接收者（信宿）处理和理解的过程。移动通信调制解调技术特点移动通信面临的无线信道问题多径衰落、干扰(自然人为ISI)、频率资源有限移动通信对调制解调技术的要求1频谱资源有限→高的带宽效率2用户终端小→高的功率效率，抗非线性失真能力强3?邻

2、道干扰→低的带外辐射4多径信道传播→对多径衰落不敏感，抗衰落能力强5干扰受限的信道→抗干扰能力强6解调一般采用非相干方式或插入导频的相干解调7产业化问题→成本低易于实现调制方案的性能评估：功率效率和带宽效率调制解调的主要功能频谱搬移，实现基带信号搬移到相应的频段实现可以分为两步：首先进行基带信号调制，然后上变频到所需的频段。抗干扰性1主要体现通信系统的质量指标即可靠性2调制信号具有较小的功率谱占有率3要求功率谱主瓣占有尽可能多的信号能量，具有快速滚降特性，带外衰减大、旁瓣小频谱有效性1主要体现通信系统的数量指标，即有效性2频带利用率：bit/s/Hz调幅和调频

3、调频是移动通信系统中最普遍的模拟调制技术，在抗干扰和抗衰落性能方面优于调幅制。在调频中，由于信号幅度的改变不携带信息，所以，只要接收到的调频信号在FM门限以上，突发性噪声对调频系统的影响就没有对调幅系统那么大；调频系统中可以通过改变调制指数，也就是占用的带宽，来获得更好的信号噪声性能；调频信号是一种恒包络信号，传送的功率是固定值，可使用C类功率放大器；具有捕获效应。在当代数字移动通信系统中，一般都使采用调频制。此外，单边带调制技术开始在移动通信中越来越有前途。影响数字调制的因素抗扰性，抗多径衰落的能力，已调信号的带宽以及使用，成本等因素；好的调制方案在低信噪比

4、的情况下具有良好的误码性能、具有良好的抗多径衰落能力、占有较小的带宽、使用方便、成本低。对于不同的应用的要求，需要在选择数字调制方案时进行折衷。数字调制的性能指标主要是通过功率有效性和带宽有效性来反映。⑴功率有效性：反映调制技术在低功率电平情况下保证系统误码性能的能力，可表述成在接收机输入端特定的误码概率下（如10-5），每比特的信号能量与噪声功率谱密度之比。⑵带宽有效性：反映调制技术在一定的频带内容纳数据的能力，提高数据率意味着减少每个数字符号的脉冲宽度。带宽效率反映了对分配的带宽是如何有效利用的，可表述成在给定的带宽条件下每赫兹的数据通过率。带宽效率有一个

5、基本的上限，由香农定理：其中C为信道容量，B为RF带宽，S/N为信噪比。可得：例：对于GSM系统，B=200kHz，SNR=10dB，则有对于GSM目前实际数据速率为270.833kbps,只达到10dBSNR条件下信道容量的40%。移动通信中的调制技术标准服务类型调制技术信道带宽GSM蜂窝GMSK200kHzDCS-1800蜂窝GMSK200kHzIS-54蜂窝/4-DQPSK1.25MHzIS-95蜂窝QPSK/BPSK1.25MHzPDC蜂窝/4-DQPSK25kHzCT2无绳GFSK100kHzDECT无绳GFSK1728kHzPHS无绳/4-D

6、QPSK300kHzPACS个人通信/4-DQPSK300kHz各类二进制调制原理图数字调制方法的分类分线性和非线性两种。非线性调制可能具有线性或恒定载波包络，主要取决于基带波形的脉冲成形。脉冲成型技术矩形脉冲经过限带信道后，脉冲在时间上扩展，造成严重的符号间串扰(ISI)脉冲成形可以减小ISI和调制信号的带宽Nyquist准则?第一准则：抽样点无失真，升余弦滚降滤波?第二准则：转换点无失真?第三准则：脉冲波形面积保持不变移动通信中的脉冲成型技术1升余弦滚降滤波器2高斯脉冲成型滤波器升余弦滚降滤波器高斯成型滤波器线性调制线性调制方案频谱利用率高，具有很好的频

7、谱有效性。它必须使用线性RF放大器发射。而功率有效性较差。如使用功率有效性高的非线性放大器会导致已滤除的边瓣再生，造成严重的邻道干扰，使线性调制得到的频谱效率全部丢失。目前使用比较普通的线性调制技术有脉冲成形QPSK,OQPSK和/4-QPSK移相键控(PSK)1986年前，线性高功率放大器成本较高，因此采用恒包络的CPM调制实现高功率效率。之后，线性功率放大器已取得实质性进展。PSK是一种线性调制技术，具有带宽效率高、频谱利用率高等特点移动通信中，一般采用性能优良的绝对移相体制而不采用相对移相体制，虽然相对移相体制可以解决相位模糊度问题。而CDMA中，常采

8、用导频信道传送载波信息进行相干解调。二