《无线通信》 Wireless Telecommunication

2.3 调制技术 模拟/调频/调相 数字调制技术 ASK FSK MSK GMSK PSK DPSK QPSK OQPSK QAM VR-QAM MC-QAM 扩频调制 DS-CDMA OFDM-CDMA MC-CDMA VSG-CDMA

无线通信系统 对数字调制的主要要求 已调信号频带窄 带外衰减快 易采用相干解调或非相干解调 抗噪声和抗干扰能力强 适宜在衰落信道中传输

移动通信中数字调制技术 FSK MFSK GMSK PSK QPSK OQPSK QAM 扩频调制

数字调幅（ASK） OOK 载波在二进制调制信号的控制下通或断，这种数字调制称为二进制幅度键控（2ASK）。

数字调频 FSK 在二进制频移键控（2FSK）中载波频率随着调制信号1或0而变， 1对应于频率f1 0对应频率f2 MSK GMSK

MSK MSK是特殊的FSK，用于调制的两个频率信号是满足频差最小的正交信号，故称最小频移键控（MSK）。 特征： 交界处相位连续 带外衰减较快 -25dB 好处：提高传码速率而不出现码间干扰。

提出GMSK 的背景 MSK具有恒定的振幅、连续的相位、信号的功率谱在主瓣以外衰减较快，但在移动通信中为了保证邻道不受干扰，必须保证信号的功率谱在带外衰减达70DB 以上，MSK不能满足这样的要求。  GMSK既满足振幅恒定、相位连续又有带外衰减达60dB以上

输出 输入 前置滤波器 MSK调制器 GMSK信号表达式： 其中， 仅与（2N+1）个比特有关，是有限值。

GMSK的调制与解调 调制的方法：预先计算好有限个 制成表格，根据输入数据读 出相应的值，再进行正交调制就可以得到GMSK信号 调制的方法：预先计算好有限个 制成表格，根据输入数据读 出相应的值，再进行正交调制就可以得到GMSK信号 GMSK的解调： 相干解调的关键是相干载波的提取，在移动环境中是比较困难的，故常采用差分解调。

一比特延时差分解调 MF filter 延迟 LPF 相移π/2 判决 二比特延时差分解调 MF filter 延迟2 LPF 判决

数字相位调制 2PSK=BPSK 与双极性信号的2ASK相同 但无载波分量 2DPSK 以前一个比特的相位作参考，利用前后码元的相对相位变化来传送信息。 MPSK 多相位调制

解调的方法 相干解调---- 载波的提取1）平方环 2）COSTAS 环 带通滤波器 低通滤波器 抽样判决器 载波

MPSK QPSK OQPSK -DQPSK

QPSK 比BPSK提高一倍速率 可看作两个BPSK 的正交调制组成 QPSK会产生相位跳变 串并转换

QPSK和OQPSK星座图 QPSK星座图 OQPSK

OQPSK 交错正交四相相移键控 调制方法 特点：相位跳变不超过 且旁瓣小 缺点：只能用相干解调 串并转换

-DQPSK 是在QPSK OQPSK 基础上提出的一种实用的调制方式 美国IS-54、日本JDC采用了 -DQPSK调制技术 特点： 相位跳变不是 就是 可以采用非相干解调 缺点：包络不恒定 措施： 采用负反馈功放

-DQPSK调制框图 + 串/并变换 差分相位编码 LPF 相加 放大

-DQPSK星座图

-DQPSK的解调 基带差分检测 中频差分检测 鉴频器检测 串/并变换 解码 电路 LPF 判决

QAM QAM —正交振幅调制(43) 相位、振幅联合控制，是提高频谱利用率的有效途径

16QAM星座图 16PSK 星座图 16QAM 星座图

16QAM码距

QAM的调制 + 串/并变换 LPF 相加 电平变换

QAM 的调制方法选择原则 相同的信号功率条件下，选择信号空间中信号点之间距离最大的信号结构； 尽可能解调简单  

QAM的解调 串/并变换 LPF 多电平判决 电平变换

OFDM 将高速率的信息流经串并转换成几路低速率的并行数据，然后分别再独立调制后叠加在一起进行传输，这种系统也叫多载波传输系统 应用于：ADSL、HDTV、WLAN、4G

OFDM特点 子载波频谱部分重叠，但相互正交！ 基带处理，无须振荡器组 （注意与一般频分复用的区别） 抗脉冲干扰 抗多径衰落 频谱利用率高

OFDM调制 串/并 编码 映射 IFFT 并/串 上变频 D/A LPF

扩频原理与扩频调制 Spread Spectrum 特点 内在的抗敌对干扰特性； 信号隐蔽，功率小； 多用户共用同一信道。

扩频调制框图 信息编码 调制 信道 解调 信道解码 伪随机序列

扩频方式 直接序列扩频方式（DS） 跳频扩频方式（FH） 跳时扩频方式 混合扩频方式

扩频方式

跳频扩频方式（FH） 时间 频率

直接序列扩频方式（DS）

扩频调制的特点 便于实现码分多址通信 可以实现保密通信 抗干扰强 抗多径能力强 抗衰落能力强 可实现高分辨率的测距

调制技术小结 调制的分类： 模拟调制、数字调制 调幅、调频、调相、扩频 正交调制 将信号分为同相分量和正交分量分别调制然后相加

解调方法          非相干解调包括： 包络检波 鉴频器解调 差分解调 相干解调：本地载波再生

无线通信中对调制的要求 易于实现相干解调或非相干解调 带外衰减要快 抗干扰性能好 信号码距大 频谱平滑，信号避免正负跳变 频谱利用率高             易于实现相干解调或非相干解调 带外衰减要快   抗干扰性能好 信号码距大 频谱平滑，信号避免正负跳变 频谱利用率高 调制、解调容易实现

实际系统使用的调制方式 无线寻呼：FSK 模拟手机：FSK 或FFSK GSM： GMSK IS-54/IS-136： -DQPSK IS-95： 基站 QPSK 移动台：OQPSK +直接序列扩频 IMT-2000：基站QPSK 移动台：BPSK+可变速率直接扩频

思考题 MSK 的特点与信号波形 GMSK特点、载波频率的选择方法 QAM基本原理 OFDM特点 何谓相干解调、非相干解调？ 何谓扩频通信？ 常用扩频的方式有哪两种？异同点？