移动通信第二章_调制技术2

5. 扩频方式
直接序列（DS）：用比特率高很多倍的伪随机码即噪 声码（PN）与信号相乘，来扩展带宽。
2.5 扩频通信 跳频（FH）：用扩频码控制载波频率。
GSM系统：规定跳频频率为217跳/秒
2.5 扩频通信 跳时（TH）：用扩频码去控制信号传输的时片。
2.5 扩频通信
二. 直接序列扩频（DSS）组成与原理
dk -1 +1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 -1 +1 -1 -1 -1 +1
ak -1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 -1 +1 +1 +1 -1 -1 -1 +1 +1 -1
xk
0 0 -2π π -3π -3π -3π 4π -4π -4π -4π 7π 7π 7π -7π -7π 9π
1）信息的频谱扩展后形成宽带传输。 2）相关处理后恢复成窄带信息数据。
2.5 扩频通信
3. 典型扩展频谱系统框图
2.5 扩频通信
4. 优点 1） 易于重复使用频率，提高了无线频谱利用率。 2） 抗干扰能力强，误码率低。
3）隐蔽性好 4）可以实现码分多址（CDMA系统使用） 5）抗多径干扰
2.5 扩频通信
解调是调制的逆过程。
二. 调制的目的是什么？
使传输的模拟信号或数字信号变换成适合信 道传输的信号。
？移动通信信道的特点
调制、解调技术
移动通信信道的特点：
1. 带宽有限 2. 干扰和噪声影响大 3. 存在着多径衰落
所以对调制、解调技术的要求：
1. 调制后频带利用率高（用每Hz所传的比特数来衡 量）。
调制、解调技术
3. 高斯最小频移键控（GMSK） a 调制
调制、解调技术
b 解调
调制、解调技术
4. 高斯滤波的频移键控（GFSK） a 调制
b 应用 数字无绳电话系统CT2、DECT等。
2.5 扩频通信
一. 概述 1. 扩频
2.5 扩频通信
把信息的频谱扩展到宽带中进行传输的技术。
2. 扩频通信与常规的窄带通信方式的区别：
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
πt akcos xksin 2Tb
T 2T 3T 4T 5T 6T 7T 8T 9T 10T 11T 12T 13T 14T 15T 16T
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
调制、解调技术
a 调制
cos xk
akcos xk
调制、解调技术
b 解调
调制、解调技术
c 与FSK比较 1）频率利用高 2）误码率低 3）有自同步性能
2. 已调信号的频谱旁瓣小，避免对邻道的干扰。 3. 抗衰落性能好，误码率尽可能低。 4. 同频复用的距离小。 5. 能高效率解调，降低移动台功耗。 6. 电路易于实现。
调制、解调技术
三. 调制的分类
模拟调制：AM、FM、PM 数字调制：ASK、FSK、PSK 实际应用中的数字调制技术分为两类：
线性调制：PSK、QPSK、DQPSK、OQPSK、 π /4-DQPSK等
（波形形成）， 再用这样的子数据流的已调符号去调制相应
的子载波， 从而构成多个并行的已调信号，经过合成后进行
传输。
ej0t
e-j 0t
Sn, 0 g(t)
g*(－t)
…
…
g(t) g(t)
Sn, k
ejkt
Sn, N－1
ejN1t
＋ sn(t)
r(t) 信道
e-jkt g*(－t)
e-j N1t g*(－t)
1/Tb
Tb为输入数据流的比特宽度。
调制、解调技术
S(t)co sct2 Tbaktxk coxs kco 2 s Tbt cos ctakcoxs ksi n 2 Tbt si nct
k 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
2.5 扩频通信 扩频
解扩
2.5 扩频通信
伪随机序列： 1. m序列(PN序列) 2. Gold序列 3. Walsh函数
2.5 扩频通信
4. 主要性能指标
1）处理增益（Gp）：频谱扩展前的信息带宽
Δ F与频带扩展后的信号带宽W之比。
Gp W F
工 程G 上 p1： 0 lgW F
2）抗干扰容限：指扩频通信系统能在多大干扰 环境下正常工作的能力。
第二章 调制技术
目录
一. 什么是调制、解调？ 二. 调制的目的是什么？ 三. 调制的分类 四. 线性调制与解调 五. 恒定包络（连续相位）调制 六. （书2.5节）扩频通信 七. （书2.6节）多载波通信
调制、解调技术
调制、解调技术
一. 什么是调制、解调？
使高频信号的某个参数（如幅度、频率和相 位）随基带信号发生相应的变化，以此方法携带 基带信号的信息。
…
Sn, 0 g(t)
ej0t
g(t) g(t)
Sn, k
ejkt
Sn, N－1
ejN1t
＋ sn(t)
r(t) 信道
e-j 0t g*(－t)
e-jkt g*(－t)
e-jN1t g*(－t)
…பைடு நூலகம்
在单载波系统中， 一次衰落或者干扰就可以导致整个传 输链路失效， 但是在多载波系统中， 某一时刻只会有少部 分的子信道会受到深衰落或干扰的影响， 因此多载波系统具 有较高的传输能力以及抗衰落和干扰能力。
cosxk +1 +1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 -1 -1 -1 -1 -1 -1
-1 -1 +1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 -1 -1 +1 akcos xk
πt cosxkcos 2Tb
T 2T 3T 4T 5T 6T 7T 8T 9T 10T 11T 12T 13T 14T 15T 16T
模/数
＋
e j? N ?1t
Sn, N－1 g(t)
模/数
IFFT/IDFT
数/模
数/模
OFDM系统的实现框图
第二子载波对第一子载波带来的ICI干扰：
第二子载波对第一 子 载 波 带 来 的 IC I干 扰
保护间隔
OFDM 码 元 的 信 号 区 间
解决办法：
OFDM 符 号 区 间
保护时间
OFDM 符 号 的 信 号 区 间
调制、解调技术
a 调制
-1 +1
调制、解调技术
b 解调
调制、解调技术
c 误比特率
Pe

1 2
erfc
r 2

调制、解调技术
2. 最小频移键控调制（MSK） 是一种特殊形式的FSK，频差满足两个频率
相互正交的最小频差。
即：Δ f=f2-f1=1/(2Tb) 调制指数：h f 0.5
fn
f
(b)
(c)
二. OFDM的基本原理
Sn, 0 g(t)
ej0t
…
…
g(t) g(t)
g(t)
Sn, k Sn, 0
Sn, N－1
Sn, k g(t)
ejkt e j0t
ejN1t
e jkt
e jN 1t Sn, N－1 g(t)
＋ sn(t)
r(t) 信道
＋ sn(t) 模/数
2) 中频差分检测
调制、解调技术
3) 鉴频器检测
调制、解调技术
4. QAM调制 是二进制的PSK、四进制QPSK调制的进一
步推广，通过相位和振幅的联合控制。
调制、解调技术
调制、解调技术
调制、解调技术
五. 恒定包络（连续相位）调制 1. 频移键控调制（FSK）
带宽为：B=|f2-f1|+2fs
作业
1. 移动通信中对调制解调技术的要求是什么? 5. 试述MSK调制和FSK调制的区别和联系。 12. QPSK、OQPSK和π/4-DQPSK的星座图和相位转移图有何异同? 13. 试述π/4-DQPSK调制框图中差分相位编码的功能， 以及输入输出信号
的关系表达式。 19. 扩频系统的抗干扰容限是如何定义的？ 它与扩频处理增益的关系如何？ 23. 试述多载波调制与OFDM调制的区别和联系。
调制、解调技术
a 调制 s k t c(o c t sk )
调制、解调技术
sktc o(sct k)
c oskc osct s inks inct Ukc osct Vks inct
调制、解调技术
调制、解调技术
b 解调 1) 基带差分检测
解码：
调制、解调技术
调制、解调技术
四. 线性调制与解调 1. 相移键控调制（PSK） 设输入信号：{an}，an=±1，n=-∞,∞ 则PSK的信号形式为：
st Ac Aco os ctsct， ， a an n 1 1
调制、解调技术
a 调制
调制、解调技术
b 解调
调制、解调技术
在多载波传输技术中， 对每一路载波频率（子载波） 的选取可以有多种方法， 它们的不同选取将决定最终已调 信号的频谱宽度和形状。