[互联网]第5章 移动通信数字调制解调技术.ppt

移动通信技术 第5章 移动通信数字调制解调技术 第5章 移动通信数字调制解调技术 5.1 数字调制技术概述 5.2 线性数字调制技术 5.3 恒包络调制 *5.4 “线性”和“恒包络”相结合的调制技术 5.1 数字调制技术概述 5.1.1 概述 5.1.2 数字调制的性能指标 5.1.3 蜂窝移动通信系统对数字调制技术的要求 5.1.4 数字调制技术分类 5.1.5 调幅与调频 5.1.1 概述 第二代数字移动通信系统都使用数字调制技术。 超大规模集成电路（VLSI）和数字信号处理（DSP）技术的发展使数字调制比模拟调制的传输系统更有效。 新的多用途可编程数字信号处理器使得数字调制器和解调器完全用软件来实现成为可能。 嵌入式软件实现方法可以在不重新设计和替换调制解调器的情况下改变和提高性能。 5.1.2 数字调制的性能指标 数字调制的性能指标通常通过功率有效性?p（Power Efficiency）和带宽有效性?B（Spectral Efficiency）来反映。 功率有效性?p是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，可表述成每比特的信号能量与噪声功率谱密度之比： 5.1.2 数字调制的性能指标 带宽有效性?B是反映调制技术在一定的频带内数字有效性的能力，可表述成在给定带宽条件下每赫兹的数据通过率： 式中，R为数据速率（bit/s），B为调制射频RF信号占用带宽。 5.1.2 数字调制的性能指标 由香农（Shannon）定理： 式中，C为信道容量；B为RF带宽；S/N为信噪比；lb?=?loga，a?=?2。 因此，最大可能的?BMAX为 5.1.2 数字调制的性能指标 对于GSM，B?=?200kHz，SNR?=?10dB，则有： 5.1.3 蜂窝移动通信系统对数字调制技术的要求 （1）数字调制的目的在于使传输的数字信号与信道特性相匹配 （2）移动通信要求采用恒定包络数字调制技术 （3）应尽量避免幅-相转换（AM/PM）效应 （4）要求调制方式具有最小的功率谱占用率 5.1.3 蜂窝移动通信系统对数字调制技术的要求 具体地讲，数字调制技术应满足如下特性要求。 ① 为了在衰落条件下获得所要求的误码率（BER），需要好的载噪比（C/N）和载干比 （C/I）性能。 ② 所用的调制技术必须在规定频带约束内提供高的传输速率，以（bit/s）/Hz为单位。 ③ 应使用高效率的功率放大器，而带外辐射又必须降低到所需要求（?60dB～?70dB）。 ④ 恒定包络。 ⑤ 低的载波与同道干扰（CCI）的功率比。 5.1.3 蜂窝移动通信系统对数字调制技术的要求 ⑥ 必须满足快速的比特再同步要求。 ⑦ 成本低，易于实现。 5.1.4 数字调制技术分类 1．线性调制方式 线性调制方式主要有各种进制的PSK和QAM等。 线性调制方式又可分为频谱高效和功率高效两种。 2．恒定包络调制方式 恒定包络调制方式主要有MSK、TFM（平滑调频）、GMSK等。 其主要特点是这种已调信号具有包络幅度不变的特性，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。 5.1.5 调幅与调频 早期VHF频段的移动通信电台大都采用调幅方式，调幅是使高频载波信号的振幅随调制信号的瞬时变化而变化，其所占带宽为BAM＝2fm，其中，fm为音频的上限频率。 由于信道快衰落会使模拟调幅产生附加调幅而造成失真，目前已很少采用。 调频是使高频载波信号的瞬时频率随调制信号的变化而变化，其所占带宽为B FM＝2(?FM＋1)fm，其中?FM为调制指数。 5.1.5 调幅与调频 调频制在抗干扰和抗衰落性能方面优于调幅制，对非线性信道有较好的适应性，世界上几乎所有的模拟蜂窝系统都使用频率调制。 单边带调幅系统只传送一个边带（上边带或下边带），所以只占用普通调幅系统一半的带宽。 单边带调制技术对移动通信还是非常有用的。 随着数字信号处理、大规模集成电路和新的单边带调制解调技术的进步，单边带在移动通信中的应用还是很有前途的。 5.2 线性数字调制技术 理想的调制方式能够使通信在低信噪比情况下提供低的误码率，在多径和衰落条件下很好地工作，并且容易实现。 一种数字调制技术的分类方法将它分为线性和非线性两类。 在线性数字调制技术中，传输信号的幅度s(t)随调制数字信号m(t)的变化而呈线性变化。 线性数字调制技术带宽效率较高，所以非常适用于在有窄频带要求下，需要容纳越来越多用户的无线通信系统。 5.2 线性数字调制技术 在线性数字调制方案中，传输信号s(t)可表示为 线性数字调制方案有很好的频谱效率，但传输中必须使用功率效率低的RF放大器。 5.3 线性数字调制技术方