第3章调制技术祥解.ppt

移动通信模型中信号的处理流程 移动通信模型中信号的处理流程 本章主要内容 调制技术及信源编码概述 最小移频键控MSK 高斯最小移频键控GMSK QPSK调制 高阶调制 正交频分复用OFDM 3.1 调制技术概述 调制——调制是一种将有用信号注入载波，以此信号来携带有用信息的技术，其目的就是使携带信息的信号与信道特性相匹配以及有效的利用信道（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(频谱搬移)。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） 多径衰落、多普勒频率扩展；日益增加的用户数目，无线信道频谱的拥挤这些因素对调制方式的选择都有重大的影响，主要表现在以下几个方面 线性调制方案频谱利用率高，具有很好的频谱有效性。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正交相移键控(QPSK:Quadrature Phase Shift Keying的 ), 偏移四相相移键控(OQPSK:Offset QPSK)和?/4 -QPSK 恒定包络调制方式主要有2FSK、CPFSK、MSK（最小移频键控）、TFM（平滑调频）、GMSK（高斯最小移频键控）等。 其主要特点是这种已调信号具有包络幅度不变（频率随调制信号的变化而变化）的特性，其发射功率放大器可以在非线性状态而不引起严重的频谱扩散。 信源编码概述 信源编码的目的是压缩数据率，去除信号中的冗余度，其评价标准是在一定失真条件下要求数据速率越低越好。 信源编码要完成两大任务： 将信源输出的模拟信号转换成数字信号 实现数据压缩 移动通信中的话音信源编码 蜂窝移动通信系统由于频率资源受限，一般数字话音编码技术如PCM、ADPCM（自适应差分脉冲编码调制）、? M（增量调制）等，因为编码速率高而未被采用。蜂窝移动通信均采用13kbit/s以下低速率语音编码 话音信源编码技术通常分为三类 波形编码（如PCM） 参数编码 混合编码 波形编码的目的在于尽可能精确地再现原来的语音波形。 如A/D转换，直接将时域波形变换成数字系列，接收恢复的信号质量好 参数编码是将语音信息用特定的声源模型表示。 传递的是话音信号波形的参数，而不是波形本身，压缩效果好，但质量较差 混合编码把波形编码的高质量和参数编码的高效压缩性融为一体，尤其在16bit/s～8kbit/s范围内达到了良好的语音质量。 当前世界上流行的语音质量评估方法是采用原CCITT提议的从1分到5分的主观评定的方法。 这就是“平均评价得分”（Mean Opinion Score），简称MOS。 主观评定等级见下表 3G系统的视频信源编码H.264 　　H.264是ITU-T视频编码专家组 (VCEG)和ISO/IEC活动图像编码专家组(MPEG)的联合视频组(JVT)开发的一个新的数字视频编码标准，它既是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG-4的第10部分。2002年6月JVT第5次会议通过了H.264的FCD板。H.264的压缩率比MPEG-2高2～3 倍，1Mb/s速率的图像效果接近MPEG-2中DVD的图像质量，是目前手机电视中最为理想的信源压缩编码标准。 3.2 最小移频键控MSK 3.2.1 相位连续的FSK 3.2.2 MSK信号的相位路径、频率及功率谱 3.2.1 相位连续的FSK 相位连续的2FSK 最小移频键控MSK 3.2.2 MSK信号的相位路径、频率及功率谱 2. MSK的频率关系 3. MSK的功率谱 3.3高斯最小移频键控GMSK 3.3.1 高斯滤波器的传输特性 频率特性H(f)和冲激响应h(t) 方波脉冲通过高斯滤波器 3.3.2 GMSK信号的波形和相位路径 3.3.3 GMSK信号的调制与解调 2.解调 3.3.4 GMSK功率谱 3.4 QPSK调制 3.4.1 二相调制BPSK BPSK信号的功率谱 3.4.2 四相调制QPSK QPSK信号产生 QPSK信号的功率谱和带宽 QPSK信号的包络特性和相位跳变 3.4.3 偏移QPSK—OQPSK 3.5 高阶调制及Why？ M进制的数字调制：MASK、MFSK、MPSK及MQAM 定义M=8时为高阶调制 高阶调制优势：带宽利用率高；劣势：误码性能差 由于频谱资源有限，随着移动通信系统传输速率的日益提高，必须采用高阶调制，以提高带宽利用率，同时采用强有力的差错控制、提升功率等技术来弥