第2章 调制解调

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1、勤学 务实 开拓 创新 1第 2章 调制解调勤学 务实 开拓 创新 2引言n常用的调制解调有多少？常用的调制解调有多少？n常见的移动通信系统使用什么调制解调方常见的移动通信系统使用什么调制解调方式？式？n为什么要这样选择？为什么要这样选择？勤学 务实 开拓 创新 3一、基本功能n一、基本功能一、基本功能n1 1、载荷信息，频谱搬移。、载荷信息，频谱搬移。 最基本的功能是将传送的基带信号通过载波调制，将其载荷搬最基本的功能是将传送的基带信号通过载波调制，将其载荷搬移到适应不同的信道特性射频频段上进行传输。移到适应不同的信道特性射频频段上进行传输。 n2 2、抗干扰特性、抗干扰特性n 最主要特性是

2、研究不同调制方式的抗干扰特性，选择在不同的最主要特性是研究不同调制方式的抗干扰特性，选择在不同的条件下的最佳调制方式。用信噪比和误码率间的关系来表示。条件下的最佳调制方式。用信噪比和误码率间的关系来表示。n3 3、频谱有效性、频谱有效性n 体现在系统的有效性和数量指标方面。用单位频带在单位时间体现在系统的有效性和数量指标方面。用单位频带在单位时间内所传信息量表示。内所传信息量表示。n4 4、调制信号的峰平比、调制信号的峰平比n 指已调信号的峰值功率和平均功率之比。直接影响高功率放指已调信号的峰值功率和平均功率之比。直接影响高功率放大器的线性度要求和动态范围要求等工程实现功能。大器的线性度要求和

3、动态范围要求等工程实现功能。移动通信系统对移动通信系统对调制方式的选择主调制方式的选择主要考虑要考虑3 3方面：可方面：可靠性、有效性，操靠性、有效性，操作性。作性。（必要性）（必要性）（可靠性）（可靠性）（有效性）（有效性）（操作性）（操作性）勤学 务实 开拓 创新 4二、性能分析n二、二、性能分析性能分析n数字调制基本原理是用数字基带信号的数字调制基本原理是用数字基带信号的0 0或或1 1去去控制正弦波中的一个参量。控制正弦波中的一个参量。 控制正弦波的幅度控制正弦波的幅度- 控制正弦波的频率控制正弦波的频率- 控制正弦波的相位控制正弦波的相位-n三种二进制的基本方式中，有效性是一样的，三

4、种二进制的基本方式中，有效性是一样的，但在抗干扰性能上，但在抗干扰性能上， n所以所以PSKPSK使用最多。使用最多。PSKPSK最佳最佳、FSKFSK次之次之、ASKASK最差最差。ASKASKFSKFSKPSKPSK勤学 务实 开拓 创新 5性能分析nPSKPSK使用最多使用最多, ,变形也最多变形也最多。n为克服在接收端产生的相位模糊，将绝对相移为克服在接收端产生的相位模糊，将绝对相移变为相对相移，变为相对相移，n为减少相位跃变，降低已调信号峰平比，改善为减少相位跃变，降低已调信号峰平比，改善性能，又产生了性能，又产生了nPSKPSK及变形都有相位跃变。及变形都有相位跃变。n为彻底消除由

5、于相位跃变带来的峰平比增加和为彻底消除由于相位跃变带来的峰平比增加和频带扩展，产生了非线性连续相位调制频带扩展，产生了非线性连续相位调制MSKMSK、GMSKGMSK，是，是FSKFSK的变形。的变形。如如 DPSKDPSK、DQPSKDQPSK。/4-DQPSK/4-DQPSK、OQPSKOQPSK勤学 务实 开拓 创新 6性能分析n最常用的调制方式有两大类：最常用的调制方式有两大类：n非线性恒包络调制非线性恒包络调制n优点：极低的旁瓣能量，可用优点：极低的旁瓣能量，可用C C类非线性高功率类非线性高功率放大器放大器，易进行相干解调，已调信号的峰平比，易进行相干解调，已调信号的峰平比低，低，

6、GMSKGMSK在二进制中几乎具有最优的综合性能。在二进制中几乎具有最优的综合性能。n缺点：频谱效率低，实现复杂。缺点：频谱效率低，实现复杂。n优点：频谱效率高，易实现。优点：频谱效率高，易实现。n缺点：旁瓣能量较高，必须使用缺点：旁瓣能量较高，必须使用线性高功率放线性高功率放大器大器，峰平比较高。，峰平比较高。线性非恒包络调制线性非恒包络调制勤学 务实 开拓 创新 7性能分析n不同调制方式比较：不同调制方式比较：nQPSKQPSK、 PSK(PSK(线性非恒包络调制线性非恒包络调制) )、GMSKGMSK、MSK(MSK(非线性恒包络调制非线性恒包络调制) )n频谱效率从高到低：频谱效率从高

7、到低：n抗干扰能力从高到低：抗干扰能力从高到低：n操作性从易到难：（操作性从易到难：（8686年前）年前）n操作性从易到难：（操作性从易到难：（8686年后）年后）QPSKQPSK、 GMSKGMSK、MSKMSK、QPSKQPSK、GMSKGMSK、 MSKMSK、 PSK PSK PSK PSKQPSKQPSKGMSKGMSK、MSKMSK、QPSKQPSK、GMSKGMSKMSKMSK、勤学 务实 开拓 创新 8性能分析n8686年以前，由于线性高功率放大器未能取得突年以前，由于线性高功率放大器未能取得突破性进展，当时的调制是以非线性恒包络调制破性进展，当时的调制是以非线性恒包络调制技术

8、为主体，这样可以使用当时成熟的技术为主体，这样可以使用当时成熟的C C类非线类非线性高功率放大器，性高功率放大器，GSMGSM虽然在虽然在9090年初商用，但研年初商用，但研制在制在8686年以前，年以前，所以所以GSMGSM选择了选择了GMSKGMSK。n8686年以后，线性高功率放大器取得突破性进展，年以后，线性高功率放大器取得突破性进展，人们对简单易行的人们对简单易行的QPSKQPSK予以重新重视，使用越予以重新重视，使用越来越多。来越多。IS-95IS-95系统系统9292年研制，年研制，所以选择了所以选择了QPSKQPSK。勤学 务实 开拓 创新 9三、GSM的调制n三、三、GSMG

9、SM的调制的调制nMSKMSK是一种特殊的是一种特殊的FSKFSK，其频差满足两个频率相，其频差满足两个频率相互正交的最小频差，要求相位连续。互正交的最小频差，要求相位连续。GMSKGMSK是在是在调制前附加一个高斯型前置低通滤波器，目的调制前附加一个高斯型前置低通滤波器，目的是抑制高频分量，防止过量的瞬时频率偏移。是抑制高频分量，防止过量的瞬时频率偏移。nGMSKGMSK在保持在保持MSKMSK基本特性的基础上，对基本特性的基础上，对MSKMSK的带的带外频谱特性进行改进，使其衰减速率加快。外频谱特性进行改进，使其衰减速率加快。nGSMGSM的调制方式为的调制方式为GMSKGMSK勤学 务实

10、 开拓 创新 10四、用于CDMA的调制四四、用于用于CDMACDMA的调制的调制nCDMACDMA系统调制系统调制/ /解调和一般系统不同，要进解调和一般系统不同，要进行二次调制行二次调制/ /解调，先进行扩频调制，再进解调，先进行扩频调制，再进行载波调制。为提高频谱效率，充分利用扩行载波调制。为提高频谱效率，充分利用扩频与调制，使用频与调制，使用QPSKQPSK最佳。最佳。nIS-95IS-95系统系统 前向信道前向信道QPSKQPSK，反向信道，反向信道OQPSKOQPSK。nCDMA2000CDMA2000系统系统 QPSKQPSKnWCDMAWCDMA系统系统 QPSKQPSKnTD-SCDMATD-SCDMA系统系统QPSK,16QAMQPSK,16QAM勤学 务实 开拓 创新 11思考 GSM系统和系统和IS-95系统各使用什么调系统各使用什么调制方式，为什么要做这样的选择？制方式，为什么要做这样的选择？