第3章 移动通信中的编码和调制技术(3)概要
移动通信技术与网络优化――第3章 语音编码信道编码和交织PPT课件
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图 GSM手机电路基本组成框图
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图 8210／8850型手机发射信号流程图
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图 8210／8850型手机接收信号流程图
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第3章 语音编码、信道编码和交织技术
• 语音编码及信道编码技术： 语音编码和信道编码 是通信数字化的两个重要技术领域。在移动通信 数字化中，模拟语音信号的数字化，可提高频带 利用率和信道容量。信道编码技术可提高系统的 抗干扰能力，从而保证良好的通话质量。
• 长期研究证明，发不同性质的音，激励的情况是 不同的。大致分为两类。
• 发浊音时，气流通过紧绷的声带，冲击声带产生 振荡，是声门处形成准周期的脉冲列，用它来激 励声道。
（RPE-LTP）、矢量和激励线性预测编码 （VSELP）和码激励线性预测编码（CELP）等。
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3.1.1 概述
表3.1常用数字移动通信系统语音编解码
标准
服务类型
语音编码器（比特率：kbps）
GSM
数字蜂窝网 RPE-LTP 13
USDC（IS-54） 数字蜂窝网
VSELP
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3.1.1 概述
1 信源编码的定义与作用
• 源编码就是信源信号的模数（A∕D）变换，即将 模拟的信源信号转化成适于在信道中传输的数字 信号形式。
• 在数字系统中，信源编码的基本目的就是通过压 缩信源产生的冗余信息来提高整个传输链路的有 效性。
2 信源编码的分类
(1) 根据信源信号是离散的信号还是连续的信号， 可以将信源编码分为：
移动通信_第三章_移动通信中的信源编码和调制解调技术
第三章
移动通信中的信源编码和调制 解调技术
胡苏 通信抗干扰技术国家级重点实验室
主要内容
3.1概述
3.2信源编码
3.3最小频移键控
3.4高斯最小频移键控 3.5QPSK调制/3.6高阶调制
3.7正交频分复用
2
胡苏@通信抗干扰
3.1 概述
信 源
信 源 编 码 信 道 编 码 调 制 解 信道 调 信 道 解 码 信 源 解 码 信 宿
4
二者比例 趋于平衡
胡苏@通信抗干扰
3.1 概述
语音编码概念：把模拟语音信号变成数
字语音信号，以便在信道中传输 意义
提高通话质量(数字化＋纠错码) 提高频谱利用率(低码率编码) 提高系统容量(低码率＋话音激活技术)
移动通信对语音编码要求？
低功耗、低复杂度、低延时 低码率、高质量
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k ( k ) ak k
2
k
k 0 +(a0 a1 )
2
(a1 a2 )
2 k (ak 1 ak ) 2 2
举例输入：-1,1,1,1，初相为0，h=0.5，求满足相位连 续条件的相位转移图 1 ，k 0, 0 0 (T ) a =-
ak h
Tb
kTb k
ak 1h
Tb
kTb k 1
k k 1 ak 1 ak kh
令h=0.5时，满足相位连续的条件如下
k ak 1 ak k / 2 k 1
k 1 , ak 1 ak k k k 1 , ak 1 ak
可选模式语音声码器：基于输入语音的特征（浊音、
第3章数字调制解调技术
第3章 移动通信中的调制解调技术
3.2 数字频率调制
3.2.1 二进制数字频移键控（2FSK） 设输入到调制器的信号比特流为{an}，an=“1”或
“0” n=-∞~+∞。当输入为传号“1”时，输出频率为f1 的正弦波；当输入为空号“0”时，输出频率为f2的正弦波。 FSK信号分为相位连续的FSK信号和相位跳变的FSK信号。 FSK信号的波形及功率谱如图3-3所示。
电子信息工程系通信技术教研室
第3章 移动通信中的调制解调技术
移动通信中的数字调制技术应具有以下特点： （1）要有窄的功率谱和高的频谱利用率。移动通信是 一种多波道系统，调制信号功率谱带外辐射对邻道产生干 扰，使性能下降。为了保证数字信息传输质量，信号功率 与干扰功率之比应大于20dB，考虑到移动台运动时的衰落 深度可达20～40dB，所以要求已调信号在邻道的总辐射干 扰低于20～40dB。 （2）误码性能好。移动通信环境以衰落、噪声、干扰 为特点，包括多径瑞利衰落、频率选择性衰落、多普勒频 移和障碍物阻挡的联合影响。因此，必须根据抗衰落和干 扰能力来优选调制方案。误码性能的好坏实际上反映了信 号的功率利用率的高低。
MSK调制器的原理框图如图3-6所示。
电子信息工程系通信技术教研室
第3章 移动通信中的调制解调技术
图3-6 MSK调制器的原理框图
电子信息工程系通信技术教研室
第3章 移动通信中的调制解调技术 4.频谱特点 MSK信号的功率谱如图3-7所示，图中还给出了QPSK
信号的功率谱。从图中可以看出，与QPSK相比，MSK信号 的功率谱具有较宽的主瓣，其第一个零点出现在(f-fc)=0.75 处，而QPSK信号的第一个零点出现在(f-fc)=0.5处。当(ffc)→∞时，MSK的功率谱以［(f-fc)Tb］-4 QPSK的衰减速率［（f-fc)Tb］-2快得多。MSK信号可以采用 鉴频器解调，也可以采用相干解调。
移动通信原理与系统(北京邮电出版社)课后习题答案
第一章概述1．1简述移动通信的特点：答：①移动通信利用无线电波进行信息传输；②移动通信在强干扰环境下工作；③通信容量有限；④通信系统复杂；⑤对移动台的要求高。
1．2移动台主要受哪些干扰影响？哪些干扰是蜂窝系统所特有的？答：①互调干扰；②邻道干扰；③同频干扰（蜂窝系统所特有的）；④多址干扰。
1．3简述蜂窝式移动通信的发展历史，说明各代移动通信系统的特点。
答：第一代（1G）以模拟式蜂窝网为主要特征，是20世纪70年代末80年代初就开始商用的。
其中最有代表性的是北美的AMPS（Advanced Mobile Phone System）、欧洲的TACS（Total Access Communication System）两大系统，另外还有北欧的NMT 及日本的HCMTS系统等。
从技术特色上看，1G以解决两个动态性中最基本的用户这一重动态性为核心并适当考虑到第二重信道动态性。
主要是措施是采用频分多址FDMA 方式实现对用户的动态寻址功能，并以蜂窝式网络结构和频率规划实现载频再用方式，达到扩大覆盖服务范围和满足用户数量增长的需求。
在信道动态特性匹配上，适当采用了性能优良的模拟调频方式，并利用基站二重空间分集方式抵抗空间选择性衰落。
第二代（2G）以数字化为主要特征，构成数字式蜂窝移动通信系统，它于20世纪90年代初正式走向商用。
其中最具有代表性的有欧洲的时分多址（TDMA）GSM（GSM原意为Group Special Mobile，1989年以后改为Global System for Mobile Communication）、北美的码分多址（CDMA）的IS-95 两大系统，另外还有日本的PDC 系统等。
从技术特色上看，它是以数字化为基础，较全面地考虑了信道与用户的二重动态特性及相应的匹配措施。
主要的实现措施有：采用TDMA（GSM）、CDMA（IS-95）方式实现对用户的动态寻址功能，并以数字式蜂窝网络结构和频率（相位）规划实现载频（相位）再用方式，从而扩大覆盖服务范围和满足用户数量增长的需求。
移动通信入门 第三章 移动通信的调制技术
3.3二进制数字调制技术
3.3二进制数字调制技术
除此之外，2FSK信号还有其他解调方法，比如鉴频法、差分检测法、过零检测法 等。下图给出了过零检测法的原理框图及各点时间波形。
2FSK在数字通信中应用较为广泛。国际电信联盟（ITU）建议在数据传输速率 低于1200b/s时采用2FSK体制。2FSK可以采用非相干接收方式，接收时不必利用信号 的相位信息，因此特别适合应用于衰落信道/随参信道（如短波无线电信道）的场合， 这些信道会引起信号的相位和振幅随机抖动和起伏。
在第一代蜂窝移动通信系统中采用的是模拟调频（FM）传输模拟语音，信令系
统采用二进制频移键控（2FSK）调制技术。第二代数字蜂窝移动通信系统GSM系统采
用高斯最小频移键控（GMSK）调制，IS-54系统和PDC系统采用π/4四相相对相移键控
（π/4-DQPSK）调制，CDMA系统（IS-95）的下行信道采用正交相移键控（QPSK）调
于基带信号而言频率非常高，适合于信道传输。对信号源的编码信息进行处理，使其
变为适合于信道传输形式的过程，就是调制。调制通过改变高频载波的幅度、相位或
频率，使其随着基带信号的变化而变化；而解调则是将基带信号从载波中提取出来的
逆变换过程。调制前的基带信号称为调制信号，经过调制后的基带信号叫作已调信号。
已调信号是带通信号。
3.4 多进制数字调制
移动通信的编码与调制技术
移动通信的编码与调制技术在当今高度互联的时代，移动通信已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
从日常的语音通话、短信交流，到高清视频播放、在线游戏，移动通信技术的不断发展为我们带来了越来越便捷和丰富的体验。
而在这背后，编码与调制技术起着至关重要的作用。
首先，我们来谈谈编码技术。
编码，简单来说，就是将信息转换为特定的代码形式，以便于传输和存储。
在移动通信中，常用的编码技术包括信源编码和信道编码。
信源编码的主要任务是减少信息的冗余度，提高传输效率。
例如，在语音通信中，我们不会传输连续的声音信号，而是对其进行采样和量化，将模拟的声音信号转换为数字形式。
通过合理的编码算法，可以去除那些人耳不太敏感的部分，从而在不影响语音质量的前提下减少数据量。
信道编码则是为了提高通信的可靠性。
由于移动通信环境复杂，信号在传输过程中容易受到各种干扰和衰减。
信道编码通过在原始信息中添加一些冗余信息，使得接收端能够检测和纠正传输过程中产生的错误。
常见的信道编码方式有卷积码、Turbo 码等。
接下来，我们再看看调制技术。
调制就像是给信息穿上不同的“外衣”，以便让它们能够在无线信道中顺利传输。
在移动通信中，常见的调制方式有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。
幅度调制是根据信息的变化改变载波的幅度；频率调制则是改变载波的频率；相位调制则是改变载波的相位。
而现代移动通信系统中，更广泛采用的是数字调制技术，如二进制相移键控（BPSK）、正交相移键控（QPSK）、正交幅度调制（QAM）等。
以 QPSK 为例，它将信息编码为四个不同的相位状态，每个相位状态代表两个比特的信息。
这样，在相同的带宽下，能够传输更多的信息。
QAM 则更进一步，它同时改变载波的幅度和相位，从而可以在一个符号中传输更多的比特。
例如 16QAM 可以在一个符号中传输 4 比特的信息。
编码与调制技术的选择并非是孤立的，而是需要根据具体的通信需求和系统条件来综合考虑。
电子科技大学《移动通信原理》 第三章 移动通信中的信源编码和调制解调技术
第三章 移动通信中的信源编码和调制解调技术
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典型波形编码方式
PCM：Pulse-Code Modulation
2014年3月
1 1 1
* a1 a2
1 1 1
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推广： b1 b2
2014年3月
第三章 移动通信中的信源编码和调制解调技术
数字调制器
exp j 2p f c t
二进制序列 比特变 符号
基带调 制
成形滤 波
si t
图3.3 数字调制器功能框图
2014年3月
各类二进制调制波形
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数字调制技术分类
不恒定包络 ASK(幅移键控) QAM(正交幅度调制) MQAM(星座调制) FSK (频移键控) BFSK(二进制频移键控) MFSK(多进制频移键控) BPSK(二进制相移键控) DPSK(差分二进制相移键控) QPSK OQPSK(偏移QPSK) (正交四相 p/4QPSK 相移键控) DQPSK(差分QPSK) MSK(最小频移键控) GFSK(高斯滤波MSK) TFM(平滑调频)
对于M阶调制信号，有：
E s Eb log 2 M Eb log 2 M N0 N0 N0
2014年3月
第三章 移动通信中的信源编码和调制解调技术
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频带利用率
也是带宽效率
每赫兹可用带宽可以传输的信息速率: R W b s Hz
R：为信息比特速率 R R log M s 2 W：信号所需带宽
编码和调制
编码和调制目录信道信道的分类信道上传送的信号基带信号宽带信号编码与调制的概念数字数据编码为数字信号非归零编码（NRZ）曼彻斯特编码差分曼彻斯特编码归零编码（RZ）反向不归零编码（NRZI）4B/5B编码数字数据调制为模拟信号模拟数据编码为数字信号信道信号的传输媒介。
一般用来表示向某一个方向传输信息的介质，因此一条通信线路往往包含一条发射信道和一条接收信道。
信道的分类信道由其传输的信号可以分为模拟信道和数字信道，其中模拟信道用于传输模拟信号，数字信道用于传输数字信号，由传输介质可分为无线信道和有线信道。
信道上传送的信号基带信号将数字0、1用两种不同的电压表示，再送到数字信道上去传输（基带传输）。
宽带信号将基带信号进行调制后形成频分复用模拟信号，再送模拟信道上传输（宽带传输）。
编码与调制的概念将数据转化为数字信号的过程称为编码。
将数据转化为模拟信号的过程称为调制。
数字数据编码为数字信号非归零编码（NRZ）编码方式：高1低0编码特点：编码容易实现，但没有检错功能，且无法判别一个码元的开始和结束，以至于收发双方难以保持同步。
曼彻斯特编码编码方式：将一个码元分成两个相等的间隔，前低后高表示1，前高后低表示0，也可以采用相反的规定。
编码特点：能实现时钟自同步，数据的传输速率只有调制速率的1/2。
差分曼彻斯特编码编码方式：常用于局域网传输，其规则是：若码元为一则前半个码元的电平与上一个码元的后半个码元的电平相同，若为零，则相反。
0不变1变。
编码特点：抗干扰能力强于曼彻斯特编码，可实现自同步。
归零编码（RZ）编码方式：信号电平在一个码元之内都要恢复到零。
编码特点：处于低电平的状态较多。
反向不归零编码（NRZI）编码方式：信号电平翻转表示0，信号电平不变表示1。
编码特点：全1时难以同步。
4B/5B编码编码方式：用5bit的数据编码表示4bit的数据，只采用16种对应16种不同的4位编码，其余16种作为控制码或保留。
通信系统中的信道编码与调制技术
通信系统中的信道编码与调制技术随着科技的发展，通信技术得到了巨大的进步，从最早的电话通信到现在的无线互联网，信道编码与调制技术在这些通信系统中起到了至关重要的作用。
本文将详细介绍信道编码与调制技术，并分步骤列出相关内容。
一、信道编码技术1. 信道编码的定义与作用- 信道编码是指在数字通信系统中，通过添加冗余信息来提高传输数据的可靠性。
- 通过信道编码，可以在信道中出现干扰和误码的情况下，对数据进行纠错和恢复，提高传输效果。
2. 常见的信道编码技术- 奇偶校验码：通过对数据进行奇偶校验，发现并纠正奇偶数目错误的位。
- 哈密顿码：通过对数据进行冗余编码，增加一定数量的校验位，来实现纠错和检错能力。
- 海明码：通过在数据中添加校验位来实现纠错和检错功能，并具备检错能力。
3. 信道编码的实现步骤- 编码：将原始数据经过编码器转化为编码数据，如奇偶校验位、海明码等。
- 解码：将接收到的编码数据通过解码器解码为原始数据。
- 纠错：根据纠错算法来修复被干扰或误码导致的错误数据。
- 恢复：通过恢复算法对部分数据进行估计和恢复。
二、调制技术1. 调制的定义与作用- 调制是指将数字信号转换为模拟信号，以适应信道传输的需要。
- 通过调制技术，可以将数字信号转换为模拟信号进行传输，提高信号的传输效果。
2. 常见的调制技术- 幅度调制(AM)：通过改变信号的幅度来传输信息。
- 频率调制(FM)：通过改变信号的频率来传输信息。
- 相位调制(PM)：通过改变信号的相位来传输信息。
3. 调制的实现步骤- 采样：将模拟信号转换为离散的数字信号。
- 编码：根据调制方式，将数字信号转换为相应的调制信号。
- 调制：将调制信号转换为模拟信号，用于传输。
- 解调：将接收到的模拟信号转换为调制信号。
- 解码：将调制信号转换为数字信号，用于后续处理。
三、信道编码与调制技术的关系1. 信道编码与调制的目的- 信道编码用于提高信号的可靠性和传输效果。
精品课件-移动通信技术(余晓玫-第3章 编码及调制技术
n
d (Ci , C j ) Ci,l C j,l l 1
· 如果采用二进制编码，那么码距就是汉明距。
· 最小码距是码距集合中的最小值，可表示成
（3.3）
最小码距dmin的大小直接关系着这种编码的检错和
纠错能力。 dmin min d(Ci ,Cj )
码的检错、纠错能力与最小码距dmin的关系分为以下 三种情况:
另一类型的波形编码是增量调制（△M），较简单且能抗 误码。当速率达到32~40kbit/s时，语音质量较好；当速率在 8~16kbit/s时，语音质量较差。
速率为24kbit/s的声码器是一种典型的采用参量编
码技术的数字语音系统，优点是速率低，主要用于军事
保密通信，语音质量仅能达到合成质量，且对背景噪声
量化:把经过抽样得到的瞬时值的幅度离散化，即用一组 规定的电平，把瞬时抽样值用最接近的电平值来表示。
· 一般语音信号的带宽为300～3 400Hz，编码时通常采用的
抽 则单样路速语率音为编码的比特速率为64kbit/，sf。如s 果 采8 用008比0H特z量化，
编码：用一组二进制码组来表示每一个有固定电平的量
g1 p g0
· 消息多项式x(p)定义如下: （3.8）
x( p) xk1 pk1 x1 p x0
· 而最后生成的码多项式c(p)如下:
c( p) x( p)g( p)
（3.9）
4．BCH码
· BCH码是循环码的一个重要子类，纠错能力很强，具 有多种码率，可获得很大的编码增益，并能够在高速方式 下实现。
· 二进制BCH码可推广到非二进制BCH码，它的每个编码 符号代表m个比特。
5．RS码
· RS （Reed-Solomon ） 码是一种多进制BCH码。把多重 码元当成一个码元，编成BCH码，就是RS码。它能够纠突发 错误，通常在连续编码系统中采用。
第3章 移动通信中的编码和调制技术(3)
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第3章 移动通信中的编码和调制技术
二、信道编码的分类：
移动通信系统中，常用到的信道编码： 奇偶校验码 重复码 循环冗余校验码 分组码 卷积码
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第3章 移动通信中的编码和调制技术
１、奇偶校验码：
特点：编码速率较高； 只能发现奇数个错误，不能纠错。 编码过程： 把信源编码后的信息流分成等长码组； 在每一信息组之后加入一位校验码元。 奇校验：10110010 偶校验：10110010 101100101 101100100
信噪比
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第3章 移动通信中的编码和调制技术
一、 信道编码原理（续）
信道编码是通过增加相关的冗余数据来提 高系统性能，也就是以增加传输带宽为代 价来取得编码增益的。
牺牲有效性 提高可靠性
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第3章 移动通信中的编码和调制技术
信道编码：在发射机的基带部分，信道编 码器按照某种确定的约束规则，把一段数 字信息映射成另一段包含更多数字比特的 码序列，然后把已被编码的码序列进行调 制以便在无线信道中传送。 信道译码：接收机可以用信道编码的约束 规则来检测或纠正由于在无线信道中传输 而引入的一部分或全部的误码。 用于检测错误的信道编码称做检错编码； 可纠错的信道编码被称做纠错编码。
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第3章 移动通信中的编码和调制技术
第3章 移动通信中的编码和调制技术
3.1 3.2 3.3 3.4 概述 编码技术 调制技术 扩频技术
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第3章 移动通信中的编码和调制技术
第3章 移动通信的编码和调制技术
3.1 概述 3.2 编码技术
3.2.1 信源编码 3.2.2 信道编码 3.2.3 交织编码
通信系统中的编码与调制技术
通信系统中的编码与调制技术随着现代通信技术的发展，编码与调制技术在通信系统中扮演着至关重要的角色。
编码与调制技术通过将信息转换为电信号的形式，实现信号的传输和解码，以保证信息的可靠传输和准确接收。
本文将详细介绍通信系统中的编码与调制技术。
一、编码技术编码技术是将信息转换为电信号的过程，其中最常用的编码技术是数字编码和模拟编码。
1. 数字编码数字编码是将离散的数字信号转换为连续的电信号。
在数字通信中，我们常用的数字编码方式包括二进制编码、八进制编码和十六进制编码等。
例如，将0和1两个数字转换为电压水平高低分别代表0和1，这就是二进制编码。
数字编码的优点是抗干扰性强、传输效率高，广泛应用于现代通信系统中。
2. 模拟编码模拟编码是将连续的模拟信号转换为电信号，常用的编码方式有频移键控、振幅调制和相位调制等。
频移键控是通过改变信号的频率来表示不同的信息，其中最常用的是频移键控调制（FSK）。
振幅调制是通过改变信号的振幅来表示不同的信息，常用的是调幅（AM）和双边带调幅（DSB-AM）。
相位调制是通过改变信号的相位来表示不同的信息，常用的是调相（PM）和频率调制（FM）。
二、调制技术调制技术是将编码后的信号转换为传输信号的过程，采用不同的调制技术可以提高信号的传输效率和抗干扰性。
1. 幅度调制（AM）幅度调制通过改变信号的振幅来进行调制，其中最常用的是调幅（AM）技术。
AM技术通过改变信号的振幅来调制载波信号，使得载波的振幅随着信号的变化而变化，从而传输信号。
AM技术简单易用，但其抗干扰性较差。
2. 频率调制（FM）频率调制通过改变信号的频率来进行调制，其中最常用的是频率调制（FM）技术。
FM技术通过改变载波信号的频率来表示不同的信息，频率越高表示信号的幅度越大，从而传输信号。
FM技术具有较好的抗干扰性能，广泛应用于广播和无线电通信领域。
3. 相位调制（PM）相位调制通过改变信号的相位来进行调制，其中最常用的是调相（PM）技术。
移动通信的编码与调制技术
2、移动通信的信道编码技术
奇偶校验码 重复码 循环冗余校验码 卷积码
交织
奇偶校验码
把信源编码后的信息数据流分成等长码组，在每一信息码 组之后加入一位（1比特）校验码元作为“奇偶检验位”， 使得总码长n（中的码重为偶数（称为偶校验码）或为奇数 （称为奇校验码）。如果在传输过程中任何一个码组发生一 位（或奇数位）错误，则收到的码组必然不再符合奇偶校验 的规律，因此可以发现误码。
1.2 移动通信的调制解调技术
语音编码技术把它变换为0与1的二值信息。发信端发送的信息 是0与1的组合,即基带信号.
1.2 移动通信的调制解调技术
进行无线传输时,因基带信号本身频率很低,故不能照搬原样 以电波形式发射出去,即使作为电波发射时,有两处以上同时发射 就会相互干扰无法进行通信。
为了以电波形式发射信号,需要把基带信号变为高频正弦波 信号,这种处理方法称为调制。通过调制把基带信号能量的大部 分转移到正弦高频分量上,以电波形式发射出去。另外,如果每个 发信机正弦波的频率不同,即使多个发信机同时发射信号,接收方 也不会有干扰。
移动通信技术
移动通信技术
1.1 移动通信的编码技术
编码技术
信源编码： 把经过采样和
量化后的模拟信号 变换成为数字脉冲 信号的过程，称为 信源编码。 (以语 音编码为主)
信道编码: 收发双方通过
一定的信道收发信 息时采用的双方协 议的编码方式，以 便保证传输信息的 完整性、可靠性和 安全性。
1、 移动通信的语音编码技术
2、移动通信的信道编码技术
奇偶校验码 重复码
循环冗余校验码 卷积码 交织
交织
在发送端，编码序列在送入信道传输之前先通过一个“交织寄 存器矩阵”。将输入序列逐行存入寄存器矩阵，存满以后，按 列的次序取出，再送入传输信道。
移动通信第三章移动通信中的信源编码和调制技术
移动通信第三章移动通信中的信源编码和调制技术移动通信第三章移动通信中的信源编码和调制技术目录概述3.1信源编码3.2高斯最小移频键控GMSK3.4高阶调制3.6QPSK调制3.5最小移频键控MSK 3.3正交频分复用3.7学习重点与要求信源编码的目的；3.1 概述调制就是对消息源信息进行编码的过程，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。
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。
信源编码将信源中的冗余信息进行压缩，减少传递信息所需的带宽资源，这对于频谱有限的移动通信系统而言是至关重要的。
影响调制方式的选择的主要因素1.频带利用率：在数字调制中，常用带宽效率η来表示它对频谱b资源的利用效率，它定义为ηb＝R b/B,其中R b为比特速率，B 为无线信号的带宽。
2.功率效率:指保持信息精确度的情况下所需的最小信号功率（或者说最小信噪比）3.已调信号恒包络4.易于解调5.带外辐射：一般要求达到-60到-70dB在移动通信系统中，采用何种调制方式，要综合考虑上述各种因素。
3.2 信源编码3.2.1 信源编码的基本概念3.2.2 移动通信中的信源编码3.2.3 移动通信中的信源编码举例3.2.1 信源编码的基本概念在数字系统中，信源编码的基本目的就是通过压缩信源产生的冗余信息来提高整个传输链路的有效性。
信息的冗余来自两个主要的方面：首先是信源的相关性和记忆性。
这类降低信源相关性和记忆性编码的典型例子有预测编码、变换编码等。
其次是信宿对信源失真有一定的容忍程度。
这类编码的直接应用有很大一部分是在对模拟信源的量化上，或连续信源的限失真编码。
可以把信源编码看成是在有效性和传递的信息完整性（质量）之间的一种折中手段。
移动通信中的信源编码与有线通信不同，它不进需要对信息传输有效性进行保障，还应该与其他一些系统指标密切相关，例如容量、覆盖和质量。
新一代移动通信系统中的编码和调制技术研究
新一代移动通信系统中的编码和调制技术研究随着科技的不断进步和社会的发展，移动通信系统也在不断演进。
新一代移动通信系统的发展需要有效的编码和调制技术来提高信号传输的效率和可靠性。
本文将探讨新一代移动通信系统中的编码和调制技术的研究和发展。
编码是将源信号转换为数字信号的过程，目的是提高信号的可靠性和传输效率。
新一代移动通信系统中的编码技术主要包括信道编码和源编码。
信道编码主要用于误码控制和信号纠错，提高信号在传输过程中的可靠性。
常用的信道编码技术有卷积码和维特比译码技术。
卷积码通过在编码器中引入冗余比特来增强信号的纠错能力，维特比译码则通过反馈循环结构对接收到的信号进行解码，并对解码器的输出进行判断和修正。
源编码则用于信号的压缩和恢复，常见的源编码技术有哈夫曼编码和算术编码。
调制是将数字信号转换为模拟电信号的过程，通过在不同的载波上调制信号来实现信号的传输和定位。
新一代移动通信系统中的调制技术主要包括脉冲幅度调制（PAM）、正交振幅调制（QAM）和正交频分多路复用（OFDM）。
PAM通过改变电信号的幅度来传输信息，具有简单、灵活的特点，常被应用于短距离通信系统中。
QAM是将两个正交的正弦信号进行幅度和相位调制，通过改变两个信号中的幅度和相位来传输信息，常被应用于数字通信系统中。
OFDM是一种多载波调制技术，将信号分为多个子载波进行传输，有效地提高了信号的传输速率和频谱利用率，被广泛应用于新一代移动通信系统中。
随着新一代移动通信系统的发展，编码和调制技术也在不断研究和改进。
一方面，对于编码技术来说，研究人员致力于提高纠错能力和编码效率，以应对日益复杂的通信环境。
例如，采用更高阶的卷积码和改进的译码算法，可以提高信号的纠错能力。
同时，研究人员还在探索新的编码方案，如低密度奇偶检验码（LDPC）和波束成形编码，以进一步提高通信系统的性能。
另一方面，调制技术的研究也在不断推进。
新一代移动通信系统需要更高的传输速率和更广的覆盖范围，这对调制技术提出了更高的要求。
通信系统中的编码与调制技术
通信系统中的编码与调制技术随着通信技术的飞速发展，人类对于高效、可靠的通信系统的需求日益增加。
编码与调制技术作为通信系统的重要组成部分，扮演着将信息转化为适合传输的信号的关键角色。
本文将介绍通信系统中常见的编码与调制技术，以及它们在不同场景下的应用。
一、编码技术1.1 数字编码技术数字编码技术是将信息转化为数字信号的过程。
常见的数字编码技术有脉冲编码调制（PCM）和差分脉冲编码调制（DPCM）。
脉冲编码调制是一种将模拟信号转化为数字信号的方法。
它将连续信号进行采样和量化，再用离散的脉冲表示每一个采样值。
脉冲编码调制具有较好的抗噪声性能和适应性，广泛应用于语音通信等领域。
差分脉冲编码调制是一种将差分信号编码为数字信号的方法。
它将连续信号的差分量化结果作为编码值，减少了相邻采样值的相关性。
差分脉冲编码调制适用于传输容易受到误码干扰的环境，如无线通信系统。
1.2 模拟编码技术模拟编码技术是将信息转化为模拟信号的过程。
常见的模拟编码技术有频移键控调制（FSK）和振幅调制（AM）。
频移键控调制是一种将数字信号转化为模拟信号的方法。
它通过改变信号的频率来表示信息，常用于调制数字音频信号，如调频广播。
振幅调制是一种通过改变信号的振幅来表示信息的方法。
它在无线电通信中得到广泛应用，如调幅广播和电视广播。
二、调制技术2.1 数字调制技术数字调制技术是将数字信号转化为模拟信号的过程。
常见的数字调制技术有正交振幅调制（QAM）和相移键控调制（PSK）。
正交振幅调制是一种将多个数字信号同时调制到载波上进行传输的方法。
它通过调整振幅和相位来表示信息，具有高传输速率和较好的抗干扰性能，广泛应用于数字通信系统，如Wi-Fi。
相移键控调制是一种将数字信号转化为模拟信号的方法，通过改变信号的相位来表示信息。
在数字电视和卫星通信中得到广泛应用。
2.2 模拟调制技术模拟调制技术是将模拟信号转化为模拟信号的过程。
常见的模拟调制技术有调幅（AM）和调频（FM）。
第3章 移动通信数字调制解调技术
上述由0与1组成的基带二进制进一步推广至PSK和MQAM调制。
ASK信号波形
FSK信号波形
PSK信号波形
3.2 最小移频键控-相位连续的FSK
设要发送的数据为 ak 1 ，码元长度为 Tb ，在一个码元时间 f 2 的正弦信号表示，例如： 内，它们分别用两个不同频率 f1 、
3.2 最小移频键控-相位连续的FSK
Tb 可以重写一个码元内2FSK信号表达式为： 根据 ak、h 、
h s FSK t coswc t a k wd t k cos w t a t k k coswc t k t c Tb
调制。
3.1 调制技术概述
移动通信系统中信号为什么要进行调制，什么是调制？ 调制的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。
蜂窝移动通信系统对数字调制技术的要求： 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成本低，易于实现。
3.1 调制技术概述
数字调制是将数字基带信号通过正弦型载波相乘调制成带通 型信号，其基本原理是用数字基带信号0或1去控制正弦载波 中的一个参量，若控制载波的幅度就称为振幅键控ASK，若
控制载波的频率就称为频率键控FSK，若控制载波的相位就
称为相位键控PSK，若联合控制载波的幅度与相位两个参量 就称为幅度相位调制（又称为正交幅度调制QAM）。若将
现在相同调制指数h情况下，CPFSK的带宽要比一般的2FSK带宽
第3章编码及调制技术详解
· 一般语音信号的带宽为300～3 400Hz，编 码时通常采用的抽样速率为 fs 8 000Hz ，如 果采用8比特量化，则单路语音编码的比特速 率为64kbit/s。
编码：用一组二进制码组来表示每一个有 固定电平的量化值。
接收端：经参量译码分出参量、G、Tp、u/v，以这些参 数作为合成语声信号的参量，最后将合成产生的数字化 语声信号经D／A变换还原为语声信号。
3.1.5 IS-95语音编码（CELP）
CELP(Code Excited Linear Prediction，码激励 线性预测编码)是一种混合编码方式，也是近10年 来最成功的语音编码算法。CELP语音编码算法用 线性预测提取声道参数，用一个包含许多典型的激 励矢量的码本作为激励参数，每次编码时都在这个 码本中搜索一个最佳的激励矢量，这个激励矢量的 编码值就是这个序列的码本中的序号。
· 信息传输的基本模型如图3.1所示。
图3.1 信息传输的一般模型
信源：产生消息和消息序列的来源。
信源编码： 是对信源输出的信息进行适当的变换 和处理，目的是为了提高信息的传输效率。信源 编码又称为频带压缩编码或数据压缩编码。
信道编码：是为了提高信息的可靠性而对消息进 行的变换和处理。
信道：指通信系统中传输信息的媒介，信道中存 ）
·PCM是一种典型的波形编码技术，是最早 提出的语音编码方法，至今仍被广泛采用， 主要用于有线电话网，它的语音质量好，可 与模拟语音相比，达到网络质量。
PCM的优点是技术简单、无时延，对语音 信号和其他类型信号都能可靠地编码传输。
图3.2 PCM原理框图
抽样:对模拟信号进行周期性扫描，把时 间上连续的信号变成时间上离散的信号。
移动通信中的编码与调制
移动通信中的编码与调制
李伟章
【期刊名称】《当代通信》
【年(卷),期】2003(000)018
【总页数】5页(P36-40)
【作者】李伟章
【作者单位】普天东方通信股份有限公司副总工程师
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.5
【相关文献】
1.微加速度计中Sigma Delta调制与脉冲编码调制的对比分析 [J], 谭晓昀;周贤中;姜一鸣;陈伟平
2.自适应调制编码技术及其在移动通信中的应用 [J], 葛跃田
3.现代移动通信中高效信道编码与调制技术 [J], 吕沛
4.卫星宽带移动通信系统自适应编码调制技术研究 [J], 李林郁
5.第三代移动通信中的自适应调制和编码方法 [J], 汤敏;蔡润;周蓓磊;王宗欣
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第3章 移动通信中的编码和调制技术
第3章 移动通信中的编码和调制技术
3.1 3.2 3.3 3.4 概述 编码技术 调制技术 扩频技术
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第3章 移动通信中的编码和调制技术
第3章 移动通信的编码和调制技术
3.1 概述 3.2 编码技术
3.2.1 信源编码 3.2.2 信道编码 3.2.3 交织编码
移动通信原理与系统
第三章 移动通信的编码 和调制技术
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第3章 移动通信中的编码和调制技术
实验安排： 实验一：
4月24（星期三）：1-2节2A小班，3-4节1A小班 4月26（星期五）：1-2节1B小班，3-4节2B小班 实验二： 5月8（星期三）：1-2节2A小班，3-4节1A小班 5月10（星期五）：1-2节1B小班，3-4节2B小班
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第3章 移动通信中的编码和调制技术
移动通信编码技术补充问题：
1、GSM移动通信系统采用什么信道编码方 式？ 2、对于分组码（80,70）,它的编码效率是多 少？ 3、请画出对长度为128bit的信息进行交织编 码的简略图？（注：分成8个组）
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第3章 移动通信中的编码和调制技术
本章提示
3.3 调制技术 3.4 扩频技术
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第3章 移动通信中的编码和调制技术
第3章 移动通信的编码和调制技术
3.1 概述 3.2 编码技术 3.3 调制技术
3.3.1 调制与解调技术 3.3.2 FSK调制 3.3.3 高斯最小移频键控（GMSK） 3.3.4 QPSK调制技术 3.4 扩频技术
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第3章 移动通信中的编码和调制技术
实验三：
6月5（星期三）：1-2节2A小班，3-4节3-4节2B小班 实验四： 6月12（星期三）：1-2节2A小班，3-4节1A小班 6月14（星期五）：1-2节1B小班，3-4节2B小班
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第3章 移动通信中的编码和调制技术
第2章问题：
1、移动通信传播的基本特性？ 2、什么是多径衰落？在时间上引起什么现象？ 3、自由空间传播损耗的分贝公式？ 4、什么是多普勒频移？计算公式是什么？在 频率上会引起什么现象？
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第3章 移动通信中的编码和调制技术
移动通信编码技术问题：
1、信源编码的原理是什么？GSM系统的信 源编码器是什么？编码后的信息速率是多 少？ 2、信道编码的原理是什么？ 3、移动通信的信号处理流程？ 4、信道编码的分类？分别处理什么情况？
Turbo码是近年来倍受瞩目的一项新技术。 虽然它的复杂性、译码时延对有些应用带 来困难（例如对实时语音），但它是目前 已知的可实现的好的编码技术之一。
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第3章 移动通信中的编码和调制技术
要掌握的名词解释
FSK: Frequency Shift Keying,移频键控 GMSK：Gaussian-filtered Minimum Shift Keying,高斯滤波最小移位键控 PSK：Phase Shift Keying,移相键控 QPSK：Quaternary Phase Shift Keying,四相 相移键控 PCM：Pulse Code Modulation,脉码调制 OFDM：Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用
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第3章 移动通信中的编码和调制技术
本章提示——编码技术
突发性干扰是快衰落在衰落深度和持续时 间较长的情况下，对信号造成成串的错误， 用一般信道编码方法很难纠错；只能用交 织技术将成串的错误转换成随机差错后， 再用信道编码方法纠错。
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第3章 移动通信中的编码和调制技术
本章提示——编码技术
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第3章 移动通信中的编码和调制技术
移动通信系统的信源编码
信源编码方式
2G (GSM)
2.5G、3G和4G
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第3章 移动通信中的编码和调制技术
1、GSM系统的语音编码
由于GSM系统是一种全数字系统， 语音或其 它信号都要进行数字化处理， 因而第一步要 把语音模拟信号转换成数字信号（即 1 和 0 的 组合）。 A/D
频段、时隙 和功率
有效性：占用尽可能少的信道资源，传送 尽可能多的信源信息。 可靠性：指在传输的过程中，抵抗各类客 观、自然干扰的能力。 安全性：在传输中的安全保密性能，即发 端防伪造、篡改、收端防窃听的能力等。
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第3章 移动通信中的编码和调制技术
本章提示——编码技术
蜂窝移动通信系统由于频率资源受限，一 般信源编码技术如PCM、ADPCM、 M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。 信道编码是以增加传输码元冗余度，降低 有效码元传输速率为代价，以牺牲通信的 有效性换取通信的可靠性。
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第3章 移动通信中的编码和调制技术
3.1 概述
第一代模拟移动通信系统（1G）因其容量 小，语音质量不高，保密性差，不能提供非话 业务，限制了模拟系统的进一步发展。1991年， GSM900MHz数字蜂窝移动通信系统在欧洲问 世，从此，移动通信跨入了第二代（2G）。 本文的主要研究对象为第二代移动通信 （GSM），以下内容中移动通信即代表第二代 移动通信，即蜂窝移动通信系统。
转换
语音信号有多种编码方式， 但最基本的是脉 冲编码调制PCM。 典型的脉冲编码调制电路 组成如图3-2所示。
基站
信源解码 信道解码 TDMA帧 分离 b) 语音接收 解调 放大
图3-1 移动通信信号处理流程
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第3章 移动通信中的编码和调制技术
3.2.1 信源编码——别废话，拣主要的说
使用信源编码的目的
在移动通信系统中，信源编码主要指 语音编码。压缩信源产生的冗余信息，降 低开销，提高传输的有效性。 历数移动通信中的信源编码技术
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第3章 移动通信中的编码和调制技术
移动通信信号处理流程
GSM系统传输与处理的信号主要是语 音和数据业务，涉及的主要信号流程如图 3-1所示。
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第3章 移动通信中的编码和调制技术
移动台甲 语音编码 模拟 信号 数字 信源编码 信号 信道编码
TDMA帧 形成
调制 功率放大
a) 语音发送