移动通信系统中的调制技术
移动通信调制技术介绍
无线传感器网络（WSN）：使用调制技术实现传 感器节点之间的无线数据传输。
卫星通信中的应用
01
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卫星通信系统：利用卫星作为 中继站进行通信
02
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卫星调制技术：将信号调制到 卫星通信频率上
03
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卫星通信的优点：覆盖范围广， 传输速度快，抗干扰能力强
04
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卫星通信的应用领域：军事、 航空、航海、应急通信等
4
更高效的调制技术
更高阶的调制技术： 如64QAM、 256QAM等，可 以提高频谱效率
更先进的多天线技 术：如MIMO、 波束赋形等，可以 提高传输速率和覆 盖范围
更智能的调制技术： 如自适应调制、动 态功率控制等，可 以提高系统灵活性 和性能
01
提高信号传输效 率
2
幅度调制技术
幅度调制技术是一
1
种通过改变信号的
幅度来传递信息的
技术。
常见的幅度调制技
2
术包括：调幅
（AM）、调频
（FM）和调相
（PM）。
调幅技术通过改变
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信号的幅度来传递
信息，具有较高的
抗干扰能力。
调频技术通过改变
4
信号的频率来传递
信息，具有较高的
传输速率和较低的
误码率。
更绿色的调制技术： 如低功耗、低辐射 等，可以降低能耗 和保护环境
更灵活的调制技术
自适应调制技术：根据信道条件自动调整调制方式， 提高传输效率
多载波调制技术：将多个载波组合在一起，提高传 输速率和频谱利用率
智能天线技术：利用多天线阵列，实现空间分集和 波束赋形，提高传输可靠性和覆盖范围
移动通信中的调制解调(2023版)
移动通信中的调制解调移动通信中的调制解调1.引言1.1 背景1.2 目的2.调制的概述2.1 调制的定义2.2 调制的目的2.3 调制的基本原理3.调制的分类3.1 模拟调制3.1.1 AM调制3.1.2 FM调制3.2 数字调制3.2.1 ASK调制3.2.2 FSK调制3.2.4 QAM调制4.调制器种类4.1 调幅器4.2 调频器4.3 调相器4.4 调性器5.解调的概述5.1 解调的定义5.2 解调的目的5.3 解调的基本原理6.解调的分类6.1 模拟解调6.1.1 按幅度解调 6.1.2 按频率解调 6.1.3 按相位解调 6.2 数字解调6.2.2 FSK解调6.2.3 PSK解调6.2.4 QAM解调7.解调器种类7.1 幅度解调器7.2 频率解调器7.3 相位解调器7.4 多解调器8.调制解调在移动通信中的应用8.1 调制解调在2G移动通信中的应用 8.2 调制解调在3G移动通信中的应用 8.3 调制解调在4G移动通信中的应用8.4 调制解调在5G移动通信中的应用9.未来发展趋势9.1 调制解调技术的进一步创新9.2 调制解调在物联网中的应用9.3 调制解调在中的应用附件：无法律名词及注释：1.调制：将信号按照一定规律调整成为适合传输的波形。
2.解调：从接收到的波形中还原出原始信号。
3.AM调制：调制信号的幅度随着原始信号的变化而变化。
4.FM调制：调制信号的频率随着原始信号的变化而变化。
5.ASK调制：调制信号的振幅随着原始信号的变化而变化。
6.FSK调制：调制信号的频率随着原始信号的变化而变化。
7.PSK调制：调制信号的相位随着原始信号的变化而变化。
8.QAM调制：将多个调制信号组合成一个符号，符号中的振幅和相位都可变化。
本文档涉及附件：无。
移动通信中的调制解调
移动通信中的调制解调引言移动通信是一种无线通信技术，可以实现移动设备之间的语音、数据和图像传输。
在移动通信中，调制解调起着重要的作用。
调制解调是将数字信号转换为模拟信号，或将模拟信号转换为数字信号的过程。
调制的目的调制是为了适应信道传输的要求和提高信号的抗干扰能力。
由于信道通常是模拟的，而数字信号是离散的，在信道传输时需要将数字信号转换为模拟信号。
调制的目的是将数字信号转换为模拟信号，以便在信道输。
调制的分类调制可以分为模拟调制和数字调制两种类型。
模拟调制是将模拟信号调制为模拟载波进行传输，常见的模拟调制方式有调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）。
数字调制是将数字信号调制为数字载波进行传输，常见的数字调制方式有二进制振幅移键（ASK）、二进制频移键（FSK）和二进制相移键（PSK）。
解调的目的解调是将调制过的信号恢复为原始的数字信号。
在信道传输中，信号会受到噪声和干扰的影响，解调的目的是将接收到的调制信号恢复为原始的数字信号，以便进行后续的处理和分析。
解调的分类解调可以分为模拟解调和数字解调两种类型。
模拟解调是将模拟调制信号恢复为模拟载波，常见的模拟解调方式有包络检波、相干解调和同步解调。
数字解调是将数字调制信号恢复为数字信号，常见的数字解调方式有ASK解调、FSK解调和PSK解调。
调制解调技术在移动通信中的应用调制解调技术在移动通信中扮演着重要的角色。
在移动通信中，调制解调技术被广泛应用于无线传输系统中，如GSM、CDMA和LTE 等。
调制解调技术可以通过提高信号的抗干扰能力和提高传输效率，实现可靠和高效的无线通信。
移动通信中的调制解调是实现无线通信的关键技术之一。
调制是将数字信号转换为模拟信号的过程，解调是将调制信号恢复为原始的数字信号的过程。
调制解调技术在移动通信中有着广泛的应用，能够提高通信系统的效率和可靠性。
不断的技术创新和发展将进一步推动移动通信技术的进步和应用。
调制技术的应用
调制技术的应用随着无线通信技术的迅猛发展，调制技术成为了无线通信技术中的重要组成部分。
调制技术是将待传输信息信号与载波进行相互作用，使信息信号可以经过空气、导线等媒介传输。
在现代无线通信领域，调制技术应用广泛，如移动通信、卫星通信、航空通信、广播、电视等等。
本文将介绍调制技术的应用。
一、移动通信移动通信是无线通信领域中最为突出的应用之一，而移动通信中最为重要的调制技术是数字调制。
移动通信中常用的数字调制技术有ASK（振幅调制）、FSK（频移键控）、PSK （相移键控）和QAM（正交振幅调制）等。
数字调制技术通过使用数字信号来信号调制，可以提高信道容量，减少传输误码率，提高通信信号质量，因此其应用十分广泛。
二、卫星通信卫星通信中，调制解调器是重要的组成部分，其主要作用是将要传输的数据进行载波调制，以便于通过卫星传输。
卫星通信中常用的调制技术有BPSK（二进制相移键控）、QPSK （四进制相移键控）和8PSK（八进制相移键控）等。
这些技术具有高频谱效率和低误码率的特点，适用于土地和海洋等不同的地理环境和信息传播需求。
三、航空通信在航空通信中，调制技术逐渐发展为MF、HF、VHF/UHF等各种频段的无线电波通信系统。
调制技术的主要应用在航空导航、气象信息、空中交通管制等方面。
这些系统需要在不同频段和调制方式下进行信息传输，包括调幅、调频以及数字调制等。
这些技术可以提高通信信号的覆盖范围和传输速率，增强通信信号的可靠性和抗干扰性，提高系统的适用性和安全性。
四、广播电视广播电视是调制技术的重要应用领域之一，其主要应用的调制技术有AM（调幅）、FM （调频）和数字调制等。
广播电视中涉及到的信号类型与传输环境都各具特点，需要选择不同的调制技术来适应不同的传播需求，常规广播与电视采用调幅方式传播，而数字广播与电视采用数字调制方式传播。
广播电视的传输距离较远，信号传输可靠性要求高，调制技术在广播电视中的应用显得尤为重要。
移动通信中的数字调制技术
•
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1/4
• 培训的目的
1.了解数字调制原理和特点 2.了解移动通信系统中的各种调制技术
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2/4
• 调制的概念
将待传送的基带信号加到高频载波上进行传输的过程，即按照 调制信号（基带信号）的变化规律去改变载波的某些参数的过程。
其简单模型可以表示为：
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• 码元速率
码元：数字信号中每一个符号的通称。即可以用二进制表示，也可以用其 它进制的数表示。 码元传输速率，又称为码元速率或传码率。码元速率又称为波特率，指每 秒信号的变化次数。若数字传输系统所传输的数字序列恰为二进制序列， 则等于每秒钟传送码元的数目，而在多电平中则不等同。单位为"波特",常 用符号"Baud"表示，简写为"B"
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传输数字信号时也有三种基本的调制方式：幅移键控(ASK)、 频移键控(FSK)和相移键控(PSK)。 它们分别对应于用载波（正弦波）的幅度、频率和相位来传递数 字基带信号，可以看成是模拟线性调制和角度调制的特殊情况。 理论上，数字调制与模拟调制在本质上没有什么不同，它们都是 属正弦波调制。但是，数字调制是调制信号为数字型的正弦波调 制，而模拟调制则是调制信号为连续型的正弦波调制。 在数字通信的三种调制方式（ASK、FSK、PSK)中，就频带利用率 和抗噪声性能（或功率利用率）两个方面来看，一般而言，都是 PSK系统最佳。所以PSK在中、高速数据传输中得到了广泛的应用。
2020/
1.符号速率 符号速率*扩频因子=码片速率,符号速率=码片速率/扩频因子
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移动通信第2讲调制
MSK也是一类特殊形式的OQPSK，用半正弦脉冲取代 OQPSK的基带矩形脉冲
图
信号表达式: S (t ) cos ct ak t xk 2Tb
2PSK
Eb 4N0
Eb 2N0
2FSK
BER
-6 -7 -8 -9 -10 -11
2PSK
-12 0
1
1 P 3 5 6erfc9 10 2b 4 7 8 Eb/N0 (dB) 2
Eb 11 12 13 N0
14
移动通信中常用的调制技术
2.数字调制方法的分类
3. 基本调制方法原理及性能简要分析
2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK调制原理波形如下图所示。
基带信号 1 0 1 1 0 0 1
2ASK
2FSK
2PSK
2DPSK
性能简要分析
欧式空间距离法 将二进制的已调信号矢量表达为二维欧式空间的距离，显 然距离越大，抗干扰性就越强。 2ASK 当基带信号为“0”时，不发送载波，记A0＝0V； 当基带信号为“1”时，发送归一化载波，记A1＝1V； 则可用下列图型表示
高斯滤波器满足以上要求
输入数据 预调制滤波器 FM 调制器 调制指数为0.5
不归零(NRZ)
图 2 - 11 GMSK信号的产生原理
1. 高斯低通滤波器
冲击响应为:
g(t) 1.0
h(t ) exp( a t )
2 2 2
BT ＝ bb 0.7 0.4 0.3
2 Bb 1n 2
移动通信原理
移动通信原理移动通信原理是指通过无线电技术和信号处理技术，实现移动电话、数据传输和其他移动通信服务的原理。
移动通信原理主要包括以下几个方面：信号传输、频率复用、调制解调、多址接入、移动台的位置跟踪与切换等。
信号传输是移动通信中最基本的原理之一。
在移动通信系统中，语音、数据、图像等信息被转换成电信号，并通过无线电波传输。
信号传输主要有两个关键环节：发送端的信号发射和接收端的信号接收。
移动通信系统中通常使用的调制技术包括幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）等。
频率复用是提高移动通信系统频谱利用率的一种方法。
移动通信系统中，有限的频谱资源需要被多个用户同时共享。
频率复用通过将频谱划分成若干个频带，并在不同的时间或空间上给不同的用户使用，实现信号的同时传输。
常见的频率复用技术包括频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）等。
调制解调是移动通信中将数字信号转换成模拟信号或将模拟信号转换成数字信号的过程。
在移动通信中，数字信号和模拟信号之间需要进行相互转换，以实现信息的传输。
调制技术主要包括调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）等。
多址接入是移动通信中实现多个用户同时通过同一信道进行通信的一种技术。
在移动通信系统中，多个用户需要同时进行通信，因此需要一种方法将各个用户的信号区分开来。
常用的多址接入技术有频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）等。
移动台的位置跟踪与切换是移动通信系统中的关键技术之一。
在移动通信中，移动用户随时可以改变位置，因此需要对移动用户的位置进行跟踪，并在用户从一个基站覆盖区域切换到另一个基站覆盖区域时完成切换。
位置跟踪和切换技术可以确保用户在移动过程中能够始终保持通信的连续性和稳定性。
2012-13-1移动通信技术简明教程2：第2章移动通信的调制技术
cosmt m t） s（ s (t ) （ cos st s t） s
移动通信技术简明教程
ak=1
ak=-1
第2章 移动通信的调制技术
式中： 传号角频率
m c 2T b
s c 2T b
2. 多进制数字调制 1）多电平（多幅）调制 2）多相调制（QPSK、OQPSK、π/4—QPSK、MPSK） 3）多相多电平调制（MQAM) 4）多载波调制（OFDM和COFDM）
移动通信技术简明教程
第2章 移动通信的调制技术
3. 典型应用 1）GMSK用于GSM数字蜂窝移动通信系统 2）QPSK用于IS-95 CDMA数字蜂窝移动通信系统 3）π/4—DQPSK用于PHS无线市话数字蜂窝移动 通信系统（小灵通） 4）QPSK/BPSK用于W—CDMA和 cdma 2000第三 代数字蜂窝移动通信系统 5）DQPSK/16QAM用于TD—SCDMA第三代数字 蜂窝移动通信系统 6）OFDM技术用于TD—LTE第四代数字蜂窝移动 通信系统
s(t ) cosct k
移动通信技术简明教程
第2章 移动通信的调制技术
π /4-QPSK 信号具有频谱特性好，功率效率高，抗干 扰能力强等特点。可以在 25kHz 带宽内传输 32kb/s 的数字 信息，从而有效地提高了频谱利用率，增大了系统容量。 因而在低功率系统 ( 如 PHS ，“小灵通”系统 ) 中得到应用。
移动通信技术简明教程
第2章 移动通信的调制技术 假设
1 (t ) 2 (t )
2 cos(2f c t ) Ts 2 sin(2f c t ) Ts
0≤t≤Ts
0≤t≤Ts
移动通信中的调制解调
移动通信中的调制解调移动通信中的调制解调1、简介1.1 调制解调的概念1.2 调制解调在移动通信中的作用2、调制技术2.1 模拟调制2.1.1 AM调制2.1.2 FM调制2.1.3 PM调制2.2 数字调制2.2.1 ASK调制2.2.2 FSK调制2.2.3 PSK调制2.2.4 QAM调制3、调制解调器3.1 调制解调器的基本原理 3.2 调制解调器的分类3.2.1 数字调制解调器 3.2.2 模拟调制解调器3.2.3 混合调制解调器4、调制解调过程4.1 发送端调制过程4.1.1 信号处理4.1.2 调制方法选择4.2 接收端解调过程4.2.1 信号接收4.2.2 解调方法选择5、调制解调的性能评估5.1 误码率性能5.2 谱效率5.3 传输延迟6、调制解调在移动通信中的应用6.1 调制解调在无线局域网中的应用6.2 调制解调在蜂窝网络中的应用7、附件本文档附带有以下附件：- 模拟调制示例代码- 数字调制解调器原理图8、法律名词及注释- 调制：将原始信号转换为适合传输的信号形式。
- 解调：将接收到的信号恢复为原始信号。
- AM调制：幅度调制，利用信号的幅度变化来表示信息。
- FM调制：频率调制，利用信号的频率变化来表示信息。
- PM调制：相位调制，利用信号的相位变化来表示信息。
- ASK调制：振幅假定键控调制，通过改变振幅来表示数字信号。
- FSK调制：频移键控调制，通过改变频率来表示数字信号。
- PSK调制：相位假定键控调制，通过改变相位来表示数字信号。
- QAM调制：正交幅度调制，利用正交信号的幅度和相位变化来表示数字信号。
调制技术
现代移动通信中的调制技术通信2班陈铭铎15号调制技术的概念在移动通信中，信源产生的原始信号绝大部分需要经过调制，变换为适合于在信道内传输的信号，才能在线路中传输。
把输入信号变换为适合于通过信道传输的波形，这一变换过程成为调制。
通常把原始信号称为调制信号，也称基带信号；被调制的高频周期性脉冲起运载原始信号的作用，因此称载波。
调制技术其实也就是实现了信源与信道的频带匹配。
调制技术的主要功能1.频率变换：为了采用无线传送方式，如将（0.3MHz～3.4kHz）有效带宽内的信号调制到高频段上去。
2.实现信道复用：例如将多路型号互不干扰地安排在同一物理信道中传输。
3.提高抗干扰性：抗干扰性（即可靠性）与有效性互相制约，通常可通过牺牲有效性来提高抗干扰性，如FM替代AM。
调制原理形式调幅、调频和调相是调制的三种基本形式。
1.调幅(AM)：用调制信号控制载波的振幅，使载波的振幅随着调制信号变化。
已调波称为调幅波。
调幅波的频率仍是载波频率，调幅波包络的形状反映调制信号的波形。
调幅系统实现简单,但抗干扰性差,传输时信号容易失真。
2.调频(FM)：用调制信号控制载波的振荡频率，使载波的频率随着调制信号变化。
已调波称为调频波。
调频波的振幅保持不变，调频波的瞬时频率偏离载波频率的量与调制信号的瞬时值成比例。
调频系统实现稍复杂，占用的频带远较调幅波为宽，因此必须工作在超短波波段。
抗干扰性能好，传输时信号失真小，设备利用率也较高。
3.调相(PM)：用调制信号控制载波的相位，使载波的相位随着调制信号变化。
已调波称为调相波。
调相波的振幅保持不变，调相波的瞬时相角偏离载波相角的量与调制信号的瞬时值成比例。
在调频时相角也有相应的变化，但这种相角变化并不与调制信号成比例。
在调相时频率也有相应的变化，但这种频率变化并不与调制信号成比例。
在模拟调制过程中已调波的频谱中除了载波分量外在载波频率两旁还各有一个频带，因调制而产生的各频率分量就落在这两个频带之内。
移动通信复习资料
填空题1调制技术有：线性调制技术和恒包络调制技术。
2电波传播方式有：直射波，地面反射波，地表面波。
电波遇到障碍物会发生反射和散射现象，对直射波会引起干涉，产生多径衰落现象3快衰落引起原因是多径效应，服从瑞利分布，而慢衰落服从对数正态分布；RAKE接收机主要解决多径效应问题4卷积码编码器由三个移位寄存器和两个模2加法器组成，码率为1/3；纠正突发差错主要靠交织编码来解决；利用监督方程进行纠错，信息速率降低为1/35交织编码主要用来纠正突发差错，还可以纠正随机差错，数字移动通信使用交织编码技术的原因是：数字信号传输常出现成串的突发差错。
6在用户进入一个新的登记区（RA）将进行位置更新，位置更新的策略是1基于时间的位置更新策略2基于运动的位置更新策略3基于距离的位置更新策略7 GSM蜂窝系统的主要由：移动台(MS)子系统、基站子系统（BSS）、网络子系统(NSS)、管理子系统等组成8 HLR是原籍位置寄存器，VLR是访问位置寄存器，HLR号码用来识别每个移动用户，储存在SIM卡上，IMSI是移动用户识别码9 GSM的主要接口有：A接口，A bis接口，Um接口。
BSC与BTS之间的接口是A bis接口，NSS与BSS之间的通信接口是A接口，MS与BTS之间的无线通信接口是Um接口10. 基站系统（BSS）包括基站控制器（BSC）和基站收发信台（BTS）11 GSM系统根据所用频段可分为上行（移动台发、基站收）890-915MHZ，下行（基站发、移动台收）935-960 MHZ，收发频率间隔是45 MHZ12 GSM的调制方式是高斯型最小移频键控方式（GMSK）；GSM系统从逻辑功能将传输信息分为：业务信息和控制信息13 GSM系统中，每一个TDMA帧共有8个时隙，帧长度为4.615ms，每个时隙含156.25个码元，占0.577ms。
由26TDMA 帧组成业务复帧, 长度为120ms,主要用于业务信息传输;由51帧组成控制复帧, 长度为235.385ms,主要用于控制信息传输.由51个业务复帧或26个控制复帧组成超帧, 超高帧由2048个超帧组成14保护期GP，占用8.25bit，为了防止不同移动台按时隙突发的信号因传播时延不同而在基站中发生前后交叠现象。
移动通信中各类数字调制方式的分析比较
移动通信中各类数字调制方式的分析比较1.1 GMSK调制方式GSM系统GSM系统采用的是称为GMSK的调制方式。
GMSK 在二进制调制中具有最优综合性能。
其基本原理是让基带信号先经过高斯滤波器滤波，使基带信号形成高斯脉冲，之后进行MSK调制，属于恒包络调制方案。
它的优点是能在保持谱效率的同时维持相应的同波道和邻波道干扰，且包络恒定，实现起来较为容易。
目前，常选用锁相环(PLL)型GMSK调制器。
从其调制原理可看出，这种相位调制方法选用90°相移，每次相移只传送一个比特，这样的好处是虽然在信号的传输过程中会发生相当大的相位和幅度误差，但不会扰乱接收机，即不会生成误码，对抗相位误差的能力非常强。
如果发生相位解码误差，那么也只会丢失一个数据比特。
这就为数字化语音创建了一个非常稳定的传输系统，这也是此调制方式在第二代移动通信系统中得以广泛使用的重要原因。
但其唯一的缺点是数据传输速率相对较低，其频谱效率不如QPSK，并不太适合数据会话和高速传输。
因此，为提高传输效率，在GPRS系统中的增强蜂窝技术（EDGE）则运用了3π/8-8PSK的调制方式，以弥补GMSK的不足，为GSM向3G的过渡做好了准备。
1.2 PSK 类调制方式以基带数据信号控制载波的相位，使它作不连续的、有限取值的变化以实现传输信息的方法称为数字调相，又称为相移键控，即PSK。
理论上，相移键控调制方式中不同相位差的载波越多，传输速率越高，并能够减小由于信道特性引起的码间串扰的影响，从而提高数字通信的有效性和频谱利用率。
如四相调制（QPSK）在发端一个码元周期内（双比特）传送了２位码，信息传输速率是二相调制（BPSK）的2倍，依此类推，8PSK的信息传输速率是BPSK的3倍。
但相邻载波间的相位差越小，对接收端的要求就越高，将使误码率增加，传输的可靠性将随之降低。
为了实现两者的统一，各通信系统纷纷采用改进的PSK调制方式，而实际上各类改进型都是在最基本的BPSK和QPSK基础上发展起来的。
移动通信中的数字调制技术
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• 信道编码
将待传送的基带信号加到高频载波上进行传输的过程，即按照 调制信号（基带信号）的变化规律去改变载波的某些参数的过程。
其简单模型可以表示为：
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• 多址技术
将待传送的基带信号加到高频载波上进行传输的过程，即按照 调制信号（基带信号）的变化规律去改变载波的某些参数的过程。
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• 典型数字调制
将待传送的基带信号加到高频载波上进行传输的过程，即按照 调制信号（基带信号）的变化规律去改变载波的某些参数的过程。
其简单模型可以表示为：
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• 二进制数字调制方式的性能比较
2ASK和2PSK所需要的带宽是码元速率的2倍；2FSK所需的带宽比2ASK和2PSK都要高。 各种二进制数字调制系统的误码率取决于解调器输入信噪比r。在抗加性高斯白噪 声方面，相干2PSK性能最好，2FSK次之， 2ASK最差。 ASK是一种应用最早的基本调制方式。其优点是设备简单，频带利用率较高；缺点
移动通信数字调制技术介绍
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• 培训的目的
1.了解数字调制原理和特点 2.了解移动通信系统中的各种调制技术
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• 调制的概念
将待传送的基带信号加到高频载波上进行传输的过程，即按照 调制信号（基带信号）的变化规律去改变载波的某些参数的过程。
其简单模型可以表示为：
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• 几个速率关系
移动通信中的调制解调
移动通信中的调制解调移动通信中的调制解调一、调制与解调的基本概念在移动通信系统中，调制（Modulation）是指将要传输的数字信号转换为模拟信号的过程，而解调（Demodulation）则是将接收到的模拟信号转换回数字信号的过程。
调制解调技术在移动通信中起着至关重要的作用，它们决定了无线信号在传播过程中的可靠性和效率。
调制解调技术的核心思想是利用模拟信号的某些特性来表示数字信号，以便于在传输过程中保持信号的完整性。
常见的调制方式有频移键控（FSK）、相移键控（PSK）、振幅移键控（ASK）等。
解调过程则是将接收到的调制信号恢复成原始的数字信号。
二、调制解调器的工作原理调制解调器（Modem）是实现调制解调功能的设备或软件。
它一般由调制器和解调器两个部分组成。
调制器负责将数字信号转换为模拟信号，并在发送端将信号发送出去；解调器则负责将接收到的模拟信号转换回数字信号，并在接收端进行解码等后续处理。
调制器通常包含一个调制器算法，用于将数字信号转换为模拟信号。
常见的调制算法有调相（PSK）和调频（FSK）等。
调制器通过改变模拟信号的频率、振幅或相位等特性，将数字信号转换为模拟信号，然后发送出去。
解调器则是对调制过程的逆过程。
它接收到经过传输过程中受到噪声和干扰后的模拟信号，通过解调算法将其转换为数字信号。
解调器还会对接收到的信号进行解码、纠错等处理，以提高接收到的数字信号的质量。
三、调制解调技术在移动通信中的应用调制解调技术在移动通信中发挥着重要的作用。
在无线通信系统中，调制技术用于将数字数据转换为模拟信号，以便于在无线信道中传输。
解调技术则负责将接收到的模拟信号转换回数字数据，以便于后续处理和解码。
在移动通信系统中，调制解调技术不仅用于语音通信，还广泛应用于数据通信。
例如，在3G和4G网络中，调制解调技术被用于将高速的数字数据转换为适合无线信道传输的模拟信号。
调制解调技术的性能直接影响着数据传输的速度和可靠性。
蜂窝移动通信用调制
为了适应不同类型和质量的多媒体信号传输需求，可以采用适应性调制技术。根据传输环境和质量要求， 自适应地选择适当的调制方式和参数，以保证多媒体数据的传输质量和效率。
05 调制技术的发展趋势
高阶调制技术的发展
16QAM（16阶正交幅度调制）
01
通过增加信号的相位和幅度状态数，提高了频谱利用率和数据
02 调制技术基础
调制的基本概念
01
调制的基本概念
调制是一种将低频信号转换为高频信号的过程，以便通过无线电波传输。
在蜂窝移动通信中，调制是将信息转换为适合无线传输的信号形式。
02 03
调制的作用
调制的主要作用是提高信号的抗干扰能力和传输效率，同时降低传输所 需的带宽。通过调制，可以有效地利用无线频谱资源，提高通信系统的 容量和覆盖范围。
调制方式的分类
调制方式有多种分类方法，其中最常见的是根据载波信号的相位、幅度 和频率变化进行分类。常见的调制方式包括调频（FM）、调相（PM） 和调幅（AM）等。
数字调制技术
数字调制技术概述
数字调制是利用数字信号控制载波的相位、幅度或频率参数，以实现信息的传输。数字调 制具有抗干扰能力强、传输效率高、易于保密等优点。
联合调制
将多种调制方式联合使用，根据信道状态和传输需求自适应地选 择最佳的调制方式。
混合调制
将模拟调制和数字调制相结合，以提高信号的抗干扰能力和频谱 利用率。
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详细描述
QAM调制将多个二进制位信息映射到幅度和相位上，通过正 交信号的组合实现高速数据传输。它具有较高的频谱效率和 抗干扰能力，广泛应用于数字电视广播和宽带通信等领域。
Байду номын сангаас
移动通信原理与系统——第三章 移动通信中的信源 编码和调制技术
根据ak ,h ,Tb可以重写一个码元内 2FSK信号表达式:
sFSK
(t)
cos(ct
akd t
k
)
cos ct
ak
h
Tb
t
k
cosct k (t)
式中
k (t) ak
h
Tb
k
kTb t (k 1)Tb
称作附加相位。
Mobile Communication Theory
3.3.1 相位连续的FSK
Mobile Communication Theory
3.2.2 移动通信中的信源编码
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。以GSM为例 说明。
以GSM系统中普通的全速率和半速率话音编码来说， 其速率分别为13kbps和6.5kbps，前者的话音质量好 于后者，但占用的系统资源是后者的两倍左右。当系统 的覆盖不是限制因素时，使用半速率编码可以牺牲质量 换取倍增的容量，即提高系统的有效性。而当系统的容 量相对固定时，可以通过使用半速率编码牺牲质量换取 覆盖的增加，因为半速率编码对于接收信号质量的要求 降低了。
f2
f1
f1
f2
f2
(a) 相位不连续的FSK波形
(b) 相位连 续的FSK波形
图 3.4 2FSK信号的波形
Mobile Communication Theory
3.3.1 相位连续的FSK
由图3.4可以看出，相位不连续的2FSK信号在码元交 替时刻，波形是不连续的，而CPFSK信号是连续的， 这使得它们的功率谱特性很不同。图3.5分别是它们的 功率谱特性例子。
移动通信系统中的调制技术
移动通信系统中的调制技术在当今高度互联的世界中，移动通信已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
从简单的语音通话到高清视频流、在线游戏和各种智能应用，移动通信技术的不断发展让我们能够随时随地与世界保持联系。
而在这一庞大的通信系统背后，调制技术扮演着至关重要的角色。
那么，什么是调制技术呢？简单来说，调制就是将信息（比如语音、图像、数据等）加载到适合在通信信道中传输的高频载波信号上的过程。
这个过程就像是把货物（信息）装进合适的车辆（载波信号），以便它们能够在道路（通信信道）上顺利运输。
在移动通信系统中，常用的调制技术有多种。
其中，幅度调制（AM）和频率调制（FM）是比较早期和基础的调制方式。
幅度调制通过改变载波信号的幅度来携带信息，而频率调制则是通过改变载波信号的频率来实现信息的传递。
然而，随着移动通信需求的不断增长和技术的进步，更复杂和高效的调制技术逐渐崭露头角。
例如，相位调制（PM）就是一种重要的调制方式。
它通过改变载波信号的相位来传输信息。
相比幅度调制和频率调制，相位调制具有更高的频谱效率，能够在有限的带宽内传输更多的信息。
而在现代移动通信系统中，数字调制技术得到了广泛的应用。
其中，最常见的数字调制技术包括幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）。
幅移键控通过改变载波信号的幅度来表示不同的数字信号，频移键控则是通过改变载波信号的频率来实现数字信号的传输，相移键控则是依靠改变载波信号的相位来传递数字信息。
在移动通信中，正交振幅调制（QAM）是一种非常重要的调制技术。
QAM 同时利用了振幅和相位的变化来传输信息，从而大大提高了数据传输的效率。
比如，16QAM、64QAM 等就是常见的 QAM 调制方式。
数字越多，意味着每个符号能够携带的信息量就越大，但同时对信道条件的要求也更高。
调制技术的选择对于移动通信系统的性能有着重要的影响。
首先，不同的调制技术具有不同的频谱效率。
频谱效率越高，就能在相同的带宽内传输更多的数据，这对于频谱资源日益紧张的移动通信来说至关重要。
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
移动通信中的调制技术
Modulation Technology in Mobile Communication
CHEN Yue 2bin DOU L i2yun Q IW ei2jun
1 2 3
( 1. School of Physics and Infor m ation Technology, Yunnan Nationalities University, Kunm ing 650031, China; 2. Fundmertal Science Departm ent, Yunnan Comm unication Technology College, Kunm ing 650031, China; 3. Huangp ing Education B ureau, Guizhou Huangp ing, China ) Abstract: The digital modulation technology in mobile comm unication is summarized. of these technology has been discussed also in the paper . Key words: mobile communication; digital modulate; spectrum; error; frequency utilize The characteristic,
spectrum , frequency utilize and error performance of these technology were introduced mostly . The new evolvem ent
众所周知 ,现代移动通信系统几乎都采用数字 调制技术 ,这是因为数字调制相对于模拟调制而言 具有以下几方面的优势 : ( 1 ) 更好的抗噪声性能 ; ( 2 )更强的抗信道损耗 ; ( 3 ) 更容易复用各种不同 形式的信息 ; ( 4 )更好的安全性等 . 选择一个好的调 制方案 ,一般应基于如下几方面的考虑 : ●能在低接收信噪比的条件下提供小的误码率 ; ●对抗多径和衰落情况性能良好 ,占用尽量小 的带宽 ; ●实现容易 ,经济实用 . 从技术上看 , 常用调制技术的功率效率和带宽 效率来衡量其性能的优劣 , 也主要根据这两个指标 来选择调制方案 . 不过 ,实际中常常遇到的情况是需 要对其中的一个指标作出必要的牺牲以换取另一个 指标的提升 . 所谓功率效率 (有时也称为能量效率 ) 通常表 - 6 示为在接收机输入端特定的误码率下 (如 10 ) ,每 比特信号能量和噪声功率谱密度的比值 Eb /No. 它 描述了在低功率条件下一种调制技术保持数字信息
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信号的调制可分为模拟 调制和数字调制。
当前主流蜂窝式移动通信采用的是数字调 制技术
1.更好的抗噪声 性能
2.更强的抗信道损耗
3.更容易复用各种 不同形式的信息
4.更好的安全性等
数字信号按控制正弦载波的振幅、频率或相位的 变化可分为：
数字信号对载波的振幅调制成为幅 度键控，记为ASK
对载波的频率调制称为移频键控， 记为FSK；对载波的相位调制称为移
移动通信系统中的调制技术
调制的目的？
A
1. 将基带信号变换成适合在信 道中传输的已调信号
B
2. 改善系统的抗噪声性能
C
3. 实现信道的多路复用
蜂窝移动通信
当前主流蜂窝式移动通信系统采用的调制 技术是哪些？
调制可以通过改变调制 后载波的幅度，相位或 者频率来实现。
载Hale Waihona Puke 调制幅度调制（ AM） 频率调制（ FM） 相位调制（ PM)
4
是否容易实现
5
是否经济实用
GSM采用GMSK技术，它与FSK,MSK有何 区别？
FSK是最普通的频移键控，而 MSK是最小频移键控，它保证 了符号间频率变化时的相位连 续性，减少了射频信号的带外 辐射，具有很重要的意义。 GMSK是高斯滤波的最小频移 键控，只是在MSK的基础上对 信号做了脉冲成形，进一步减 少了信号的带外辐射。严格来 讲这一步并不应该算作调制的 内容。GMSK是GSM标准所采 用的调制方式。
相键控，记为PSK。
调制技术有那些主要的技术指标？
03
04
对信道影响的 抵抗力（最小 误比特率）
02
功率效率
01
传输速率
频带利用率
05
功耗和成本
你认为移动通信系统在选择调制技术应怎 么考量？
1
能否在低接收信噪比的条件下提 供小的误码率
2
对抗多径和衰落情况性能是否 良好
3
占用的带宽是不是能尽量 小