第四章 移动通信的调制技术.ppt

第四章 移动通信的调制技术 第四章 移动通信的调制技术 学习重点和要求： 掌握? /4正交相移键控 (? /4 QPSK) 的基本概念，以及调制、解调原理及其性能 掌握最小移频键控 (MSK) 的基本概念，以及调制原理及其特点 熟悉高斯滤波最小移频键控 (GMSK) 的基本特性 了解MSK类调制的性能比较 掌握宽带数字调制技术的基本概念、分类及其特点 掌握伪随机 (PN) 序列基本特性 掌握直接序列扩频 (DS-SS) 和跳频扩频系统 (FH-SS) 的调制、解调原理 第四章 内容 4.1. 调制技术的基本概念 4.2. 数字调制技术 4.3. 扩频调制技术 4.1.1 调制技术(1/2) 定义 对信源信息进行处理，使之变为适合于信道传输的信号的过程。 实现方法 通过改变高频载波的幅度、相位或者频率，使其随基带信号的变化而变化。 要求 考虑到移动通信环境特点，需要具有抗干扰能力强、适应快衰落信道、频谱利用率高、带外辐射小等特点的调制方式 4.1.1 调制技术(1/2) 按照调制器输入信号(该信号称为调制信号)的形式，调制可分为模拟调制(或连续调制)和数字调制。 调制方式： 4.1.1 调制技术(2/2) 实现框图 4.1.1 调制技术(2/2) 信道基本特征： 1、带宽有限，它取决于可使用的频率资源和信道的传播特性； 2、干扰和噪声影响大，这是移动通信工作的电磁环境所决定的； 3、存在着多径衰落。 已调信号要求： 1、高的频谱利用率 2、较强的抗干扰 3、较强的抗衰落 4.1. 调制技术的基本概念 4.1.1 调制技术 4.1.2 调幅与调频 4.1.1 调制技术 1、载波 载波信号： Uc——载波信号的振幅，ωc——载波信号的角频率，θ。——载波信号的初始相位。 2、调制信号（调频、调相） 调制信号 = 基带信号 （信号源的编码信息：直流分量+频率分量） 3、调制：通过改变高频载波的幅度、相位或者频率，使其随基带信号的变化而变化。 4、解调：将基带信号从载波中提取出来以便预定的接收者处理和理解的过程。 4.1. 调制技术的基本概念 4.1.1 调制技术 4.1.2 调幅与调频 4.1.2 调幅与调频 调幅 定义：使高频信号的振幅随调制信号瞬时变化而变化 优点：结合单边带调制，使所占带宽下降为原先一半，提高频带利用率 缺点：抗衰落能力较弱（信道快衰落使调幅产生附加调幅而造成失真） 4.1.2 调幅与调频 4.1.2 调幅与调频 单边带调幅（SSB） 缺点： 对频率稳定度要求高； 要求滤波器的特性非常陡峭（避免邻道干扰）； 4.1.2 调幅与调频 调频 使高频信号的频率随调制信号的瞬时变化而变化 优点：抗干扰、抗衰落能力优于调幅制 缺点：与单边带调幅相比，占用较宽的信道带宽，同时存在门限效应 带宽： BFM=2(βFM+1）fM （βFM — 调制指数） 第四章 内容 4.1. 调制技术的基本概念 4.2. 数字调制技术 2.3. 扩频调制技术 4.2. 数字调制技术 4.2. 数字调制技术 4.2.1 概述 4.2.2 窄带数字调制技术 4.2.3 线性调制方式 4.2.4 恒定包络调制方式 4.2.1 概述(1/6) 移动通信系统： 模拟方式 数字方式 系统调制方式： 数字化信令 数字化信息 4.2.1 概述(1/6) 移动通信所面临的无线信道问题 多径衰落 多谱勒频移 多用户之间的干扰 有限的频率资源 移动通信对调制解调技术的要求 频谱资源有限：高的带宽效率 用户终端小：高的功率效率，抗非线性失真能力强 邻道干扰：低的带外辐射（滤波器陡峭） 4.2.1 概述(2/6) 移动通信对调制解调技术的要求（续） 多径信道传播：对多径衰落不敏感，抗衰落能力强 干扰受限的信道，抗干扰能力强 解调一般采用非相干方式，或插入导频的相干解调 产业化问题：成本低，易于实现 4.2.1 概述(3/6) 调制方式的性能评估 功率效率（QPSK）和带宽效率（多电平数调制） 调制的抗干扰性 主要体现通信系统的质量指标，即可靠性 调制信号具有较小的功率谱占有率 要求：功率谱主瓣占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 调制的频谱有效性 主要体现通信系统的数量指标，即有效性 频带利用率：bit/s/Hz 4.2.1 概述(3/6) 4.2.1 概述(4/6) 分类办法： 按调制信号分：模拟调制和数字调制 按相位连续性分：相