移动通信调制技术
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
01
卫星通信系统：利用卫星作为 中继站进行通信
02
02
卫星调制技术：将信号调制到 卫星通信频率上
03
03
卫星通信的优点：覆盖范围广， 传输速度快，抗干扰能力强
04
04
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
3
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
•
2020/2/29
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
2020/2/29
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：
2020/2/29
9/4
• 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"
31/4
2020/2/29
32/4
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
2020/2/29
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
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--BPSK调制与解调》报告
《移动通信--BPSK调制与解调》报告《移动通信BPSK 调制与解调》报告在当今的信息时代，移动通信技术的发展日新月异，为人们的生活和工作带来了极大的便利。
其中，BPSK（Binary Phase Shift Keying，二进制相移键控）调制与解调技术作为一种重要的数字通信技术，在移动通信中发挥着关键作用。
一、BPSK 调制的基本原理BPSK 是一种最简单的相移键控方式。
在 BPSK 中，通常用二进制数字“0”和“1”来控制载波的相位。
当数字信号为“0”时，载波的相位为0 度；当数字信号为“1”时，载波的相位为 180 度。
从数学角度来看，假设发送的二进制数字序列为{an}，其中 an 取值为 0 或 1，载波信号为Acos(2πfct)，那么 BPSK 调制后的信号可以表示为：s(t) ＝Acos(2πfct ＋πan)通过这种方式，将数字信息加载到载波信号的相位上，实现了信号的调制。
二、BPSK 调制的实现方式在实际应用中，BPSK 调制可以通过多种方式实现。
一种常见的方法是使用乘法器。
将数字信号与一个正弦载波相乘，得到调制后的信号。
另一种实现方式是基于数字电路，通过逻辑门和计数器等组件来生成 BPSK 调制信号。
这种方式在数字通信系统中应用广泛，具有稳定性高、易于集成等优点。
三、BPSK 解调的基本原理解调是从接收到的已调信号中恢复出原始数字信号的过程。
BPSK的解调通常采用相干解调的方法。
相干解调需要在接收端产生一个与发送端载波同频同相的本地载波。
接收到的 BPSK 信号与本地载波相乘，然后通过低通滤波器滤除高频分量，再进行抽样判决，恢复出原始的数字信号。
四、BPSK 解调的实现过程首先，接收到的信号与本地载波相乘，得到：r(t) ＝ s(t) × cos(2πfct ＋φ)其中，φ 为本地载波与发送端载波的相位差。
经过乘法运算后，得到：r(t) ＝ 05A1 ＋cos(2πfct ＋πan ＋φ 2πfct)＝ 05A1 ＋cos(πan ＋φ)通过低通滤波器后，滤除高频分量，得到：r'（t) ＝ 05A1 ＋cos(πan ＋φ)最后，对 r'（t) 进行抽样判决。
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。
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。
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
2020/1/6
25/4
• 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：
2020/1/6
26/4
• 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。
2020/1/6
15/4
• 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：
2020/1/6
16/4
• 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
•
2020/1/6
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
2020/1/6
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：
2020/1/6
5/4
现归纳如下：
2020/1/6
6/4
2020/1/6
7/4
• 几个速率关系
移动通信中的数字调制技术
移动通信中的数字调制技术在当今信息时代，移动通信已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
从随时随地的语音通话到高速流畅的视频播放，从便捷的移动支付到智能的物联网应用，移动通信技术的不断发展和创新为我们的生活带来了巨大的便利和变革。
而在移动通信系统中，数字调制技术作为关键的组成部分，起着至关重要的作用。
数字调制技术，简单来说，就是将数字信息转换为适合在通信信道中传输的信号的过程。
它的主要目的是在有限的带宽资源下，实现高效、可靠的数据传输，同时抵抗信道中的噪声、干扰和衰落等不利因素。
在移动通信中，常用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）等。
幅移键控是通过改变载波信号的幅度来表示数字信息的“0”和“1”。
这种调制方式实现简单，但抗噪声性能较差，在实际的移动通信系统中应用较少。
频移键控则是根据数字信息改变载波信号的频率，其优点是对信道的选择性衰落不太敏感，但占用带宽较宽，传输效率相对较低。
相移键控是目前移动通信中应用较为广泛的一种调制技术。
其中，二进制相移键控（BPSK）通过改变载波信号的相位来表示“0”和“1”，具有较好的抗噪声性能。
而四相相移键控（QPSK）则将相位分为四个不同的取值，使得在相同的带宽内可以传输更多的信息，提高了传输效率。
除了上述基本的调制方式，还有一些更先进的数字调制技术在移动通信中得到了应用。
例如，正交幅度调制（QAM）将幅度和相位的变化结合起来，进一步提高了数据传输的速率和频谱利用率。
16QAM、64QAM 等在高速数据传输中发挥着重要作用。
移动通信信道具有复杂多变的特点，存在着多径衰落、多普勒频移和噪声干扰等问题。
为了适应这些挑战，数字调制技术也在不断发展和改进。
例如，采用自适应调制技术，根据信道条件实时调整调制方式和参数，以在保证传输质量的前提下提高传输效率。
在移动通信系统的设计中，选择合适的数字调制技术需要综合考虑多个因素。
首先是传输速率的要求。
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。
5g核心调制方式
5g核心调制方式5G核心调制方式5G是下一代移动通信技术,相比于4G,5G具有更高的传输速率、更低的时延和更大的连接密度等优势。
为了实现这些性能目标,5G采用了多种先进的调制和编码技术。
其中,核心调制方式是5G实现高速率和高可靠性通信的关键技术之一。
1. OFDM调制正交频分多址(OFDM)是5G下行链路的核心调制方式。
OFDM将整个系统带宽划分为多个正交子载波,每个子载波采用较低的调制速率传输数据,从而提高了对频率选择性衰落的抗性能。
OFDM还采用了循环前缀(CP)技术,可以有效消除多径延迟扩展造成的干扰。
2. QAM调制5G在OFDM基础上采用了高阶正交振幅调制(QAM)技术,如64QAM、256QAM和1024QAM等,以提高频谱利用率和系统吞吐量。
高阶QAM可以在每个子载波上传输更多的比特,但也要求更高的信噪比,因此需要配合先进的信道编码和均衡技术来保证接收性能。
3. FBMC调制滤波器银行多载波(FBMC)是5G上行链路的一种备选调制方式。
与OFDM相比,FBMC在每个子载波上使用了良好的时域滤波器,可以有效抑制邻道干扰,提高频谱利用率。
但FBMC的实现复杂度较高,目前主要用于特殊场景如大规模MIMO和非正交多址等。
4. LDPC和Polar码5G还采用了低密度奇偶校验码(LDPC)和Polar码等新型信道编码技术,以提供更强的纠错能力和更高的编码增益。
这些编码技术与高阶QAM调制相结合,可以在保证高可靠性的同时,实现更高的频谱效率和系统吞吐量。
5G核心调制方式包括OFDM、高阶QAM、FBMC等,配合LDPC、Polar码等先进编码技术,为5G提供了高速率、高可靠性和高频谱效率的无线传输能力,满足了5G对enhanced Mobile Broadband(eMBB)、Ultra Reliable Low Latency Communications(URLLC)和Massive Machine Type Communications(mMTC)等多种应用场景的需求。
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。
移动通信技术的原理
移动通信技术的原理移动通信技术是现代社会中不可或缺的一部分，它使人们能够通过无线信号进行语音和数据交流。
本文将介绍移动通信技术的原理及其在现代通信中的应用。
一、移动通信技术的基本原理移动通信技术的基本原理是通过无线信号进行信息传输。
其核心原理是利用无线电波进行信号的传输和接收。
具体来说，移动通信技术包括以下几个关键环节：1. 信号调制与解调：移动通信技术首先将语音或数据信号进行调制，即将信号转换为适合在无线电波中传输的形式。
调制的方式通常有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）等。
接收端需要对接收到的信号进行解调，将信号还原为原始的语音或数据信号。
2. 信道编码与解码：为了提高信号传输的可靠性和抗干扰能力，移动通信技术常常采用信道编码和解码技术。
信道编码是在发送端对信号进行编码，增加冗余信息，以便在接收端进行纠错。
常用的编码方式有海明码、卷积码等。
接收端通过解码将接收到的编码信号还原为原始信号。
3. 多址技术：移动通信技术中，许多设备同时使用同一个频率进行通信，为了使各个设备能够同时传输和接收信息，采用了多址技术。
多址技术包括频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）等。
4. 频谱管理：为了避免不同设备之间的信号干扰，移动通信技术需要对频谱资源进行合理的管理。
通过对无线电频谱的分配和调度，使得不同设备能够在不同的频段上进行通信。
5. 基站与终端：移动通信技术中的基站负责接收和发送信号，管理网络资源，并提供一系列的通信服务。
用户使用的移动设备被称为终端，通过与基站的无线连接进行通信。
二、移动通信技术的应用移动通信技术在现代社会中得到了广泛的应用。
以下是移动通信技术在各个领域中的应用示例：1. 移动电话：移动电话是最常见的移动通信技术应用之一。
借助移动通信技术，人们可以随时随地进行语音通话。
2. 移动互联网：移动通信技术为移动互联网的发展提供了基础。
通过移动通信网络，用户可以使用手机或其他移动设备进行上网，浏览网页、发送电子邮件、观看视频等。
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
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
= (a 0 a1 )
3 k 2 ( a a ) + (a1 a 2 ) + 2 3 2 + (a k 1 a k ) 2 2 2
k ak
0 0
1 0
2 2
3 1
4 3
5 3
1 1 1
1 1
k
第二章 移动通信中的调制技术
这里的φ k不是每个码元相位变化的终了值，而是线性变 化的截距 由式（2.5）知 a S MSK = cos[ c t k (0)] （2.11） 2Ts
第二章 移动通信中的调制技术
图2.4 MSK的相位网格图
第二章 移动通信中的调制技术
（4）MSK调制器
图2.5 MSK调制器原理框图
第二章 移动通信中的调制技术
MSK调制器的工作过程为： ①对输入二进制数据信号进行差分编码 ②经串/并转换，分成相互交错一个码元宽度的两路信号Ik和Qk ③用加权函数cos (πt/2Ts)和sin (πt/2Ts)分别对两路数据信号Ik 和Qk进行加权 ④加权后的两路信号再分别对正交载波cosωct和sinωct进行调制 ⑤将所得到的两路已调信号相加，通过带通滤波器，就得到MSK 信号 MSK解调，可用相干、非相干两种方式 (5) MSK信号特点 ①已调信号振幅是恒定的。 ②信号频率偏移严格符合±1/4Ts，相位调制指数h＝1/2 ③以载波相位为基准的信号相位，在一个码元期间内准确地 按线性变化±π/2
Ps ( f ) （f1 +f2 ） f0 = 2 f2 － f1
o
f1 － fs
f1
f0
f2
f2 ＋ fs
B f 2 f1 2 f s
图2.2 FSK信号的功率谱
第二章 移动K信号的解调方法有包络检波法、相干解调法和非相干解 调法等。相位连续时可以采用鉴频器解调。包络检波法是收 端采用两个带通滤波器，其中心频率分别为f1和f2，其输出经 过包络检波。如果f1支路的包络强于f2支路，则判为“1”；反之 则判为“0”。非相干解调时，输入信号分别经过对cosω1t和 cosω2t匹配的两个匹配滤波器，其输出再经过包络检波和比 较判决。如果f1支路的包络强于f2支路，则判为“1”；反之则判 为“0”。相干解调的原理框图如图2.3。 2.2.2 最小频移键控（MSK）调制 1.最小频移键控调制原理 （1）问题的引入 在实际应用中，有时要求发送信号具有包络恒定、高频分量 较小的特点
是的反码，若＝0，则＝1；若＝1，则＝0，于是
1－P） 0， 概率为（ an 1， 概率为P
(2.3)
第二章 移动通信中的调制技术
令g(t)的频谱为G(ω),an取1和0的概率相等，则e0(t)的功率谱 表达式为
2 1 2 P( f ) f s [ G( f f 1 ) G( f f 1) ] 16
图2.6 GMSK调制器
即最小频差等于码元速率的一半 设1/Ts＝fs，则调制指数
f 1 1 h Ts f s 2Ts 2
（2.6）
第二章 移动通信中的调制技术
（3）第k个码元期间内相位变化
k (t ) = a k
t
2Ts
k
kTs《t<(k 1)Ts
（2.7）
根据相位连续条件，要求在t＝kTs时刻满足
(2.4)
第二章 移动通信中的调制技术
第一、二项表示FSK信号功率谱的一部分由g(t)的功率谱从0搬 移到f1，并在f1处有载频分量；第三、四项表示FSK信号功率谱 的另一部分由g(t)的功率谱从0搬移到f2，并在f2处有载频分量。 FSK信号的功率谱如图2.2所示。可以看到，如果（f2-f1）小于 fs(fs＝1/Ts)，则功率谱将会变为单峰。FSK信号的带宽约为
k 为第k个码元的相位常数。而a k
为第k个码元的数据，分
别表示二进制信息1和0，当ak＝+1时，信号频率
2
f
=
1 ( c ) 2 2Ts
当ak＝-1时，信号频率
第二章 移动通信中的调制技术
f1
1 = 2 ( c 2Ts )
最小频差（最大频偏）：
1 f f 2 f 1 2Ts
n、θn分别是第n个信号码元的初相位。
1 2 f s G(0) [ ( f f 1 ) ( f f 1 )] 16
1 2 2 f s [ G( f f 2 ) G( f f 2 ) ] 16
1 2 2 f s G(0) [ ( f f 2 ) ( f f 2 )] 16
第二章 移动通信中的调制技术
图2.3 2FSK相干解调
第二章 移动通信中的调制技术
移相键控信号PSK(4PSK、8PSK)的缺点之一是，没能从根本 上消除在码元转换处的载波相位突变，使系统产生强的旁瓣 功率分量，造成对邻近波道的干扰；若将此信号通过带限系 统，由于旁瓣的滤除而产生信号包络起伏变化，为了不失真 传输，对信道的线性特性要求就过于苛刻。 两个独立信源产生的2FSK信号，一般来说在频率转换处 相位不连续，同样使功率谱产生很强的旁瓣分量，若通过带限 系统也会产生包络起伏变化。 OQPSK虽然消除了QPSK信号中的180°相位突变，但也 没能从根本上解决消除信号包络起伏变化的问题。 为了克服以上缺点，需控制相位的连续性，这种形式的数 字频率调制方式，称之为相位连续变化的(恒定包络)频移键控 (CPFSK)。其一特例为最小(调制指数)频移键控（MSK）。每个码 元持续时间Ts内，频率恰好引起π /2相移变化，而相位本身的变化 是连续的。
eo (t ) [ an g (t nTs )] cos( 1t n ) [ an g (t nTs )] cos( 2 t n ) (2.1)
n n
式中，g(t)为单个矩形脉冲，脉宽为Ts：
0， 概率为P an 1－P） 1， 概率为（
(2.2)
第二章 移动通信中的调制技术
2.2 数字频率调制
2.2.1 移频键控（FSK）调制 1.基本原理 用基带数据信号控制载波频率，称为移频键控（FSK），二 进制移频键控记为2FSK。2FSK信号便是0符号对应于载频 ω1，1符号对应于载频ω2（ω1≠ω2）的已调波形，而且ω1 与ω2 之间的改变是瞬时完成的。根据前后码元的载波相位是 否连续，分为相位不连续的移频键控和相位连续的移频键控。 2FSK调制的实现非常简单，一般采用键控法，即利用受矩形脉 冲序列控制的开关电路对两个不同的独立频率源进行选通。 2FSK信号的产生方法和波形如图2.1所示。
第二章 移动通信中的调制技术
（2）MSK信号 MSK信号可表示为 （2.5） 2Ts a k k c 式中： 为载频； 为频偏；为第 k个码元中的相位常数。而
2Ts
S MSK (t ) cos( c t
a k
t k ) kT《 t <(k 1)Ts s
1 1
第二章 移动通信中的调制技术
2.1 概述
2.2数字频率调制
2.3数字相位调制 2.4平滑调频和通用平滑调频 2.5正交振幅调制
第二章 移动通信中的调制技术
知识点 — 移动通信中的几种数字调制方式 难点 — 各种调制信号的调制、解调方法 — 几种主要调制方式的性能比较 要求 掌握： — MSK和GMSK调制方式及特点 — 数字相位调制几种方式的比较 了解： — 几种调制信号的频谱特性 — TFM、GTFM和QAM调制方式
第二章 移动通信中的调制技术
④在一个码元(Ts)期间内，信号应是四分之一载波周期的整 数倍 ⑤码元转换时刻，信号的相位是连续的，即信号波形无突变
2.2.3 高斯最小移频键控（GMSK）调制 MSK是二电平矩形基带信号进行调频得到的，MSK信号 在任一码元间隔内，其相位变化(增加或减小)为π/2，而在码 元转换时刻保持相位是连续的。但MSK信号相位变化是折线， 在码元转换时刻产生尖角，从而使其频谱特性的旁瓣滚降不快， 带外辐射还相对较大。参见图2.7及图2.8。
第二章 移动通信中的调制技术
移动通信必须占有一定的频带，然而可供使用的频率资 源却非常有限。因此，在移动通信中，有效地利用频率资源 是至关重要的。为了提高频率资源的利用率，除了采用频率 再利用技术外，通过改善调制技术而提高频谱利用率也是我 们必须慎重考虑的一个问题。鉴于移动通信的传播条件极其 恶劣，衰落会导致接收信号电平急剧变化，移动通信中的干 扰问题也特别严重，除邻道干扰外，还有同频道干扰和互调 干扰，所以移动通信中的数字调制技术必须具有优良的频谱 特性和抗干扰、抗衰落性能。 目前在数字移动通信系统中广泛使用的调制技术 1.连续相位调制技术 这种调制技术的射频已调波信号具有确定的相位关系而且包 络恒定，故也称为恒包络调制技术。它具有频谱旁瓣分量低， 误码性能好，可以使用高效率的C类功率放大器等特点。
第二章 移动通信中的调制技术
1
载波f1
0
0
1
s
数据
eo(t)
f1 载波f2 波形
f2
f2
f1
s(t)
(a) 2FSK信号的产 生方法
(b) 2FSK 信号 波形
图2.1 2FSK信号的产生方法和波形
第二章 移动通信中的调制技术
根据以上对2FSK信号的产生原理的分析，已调信号的数 学表达式可以表示为
第二章 移动通信中的调制技术
2.1 概 述
数字调制是为了使在信道上传送的信号特性与信道特 性相匹配的一种技术。就话音业务而言，经过话音编码所 得到的数字信号必须经过调制才能实际传输。在无线通信 系统中是利用载波来携带话音编码信号，即利用话音编码 后的数字信号对载波进行调制，当载波的频率按照数字信 号“1”、“0”变化而对应地变化，这称为移频键控（FSK）； 相应地，若载波相位按照数字信号“1”、“0”变化而对应地 变化则称之为移相键控（PSK）；若载波的振幅按照数字信 号“1”、“0”变化而相应地变化，则称之为振幅键控 （ASK）。然而通常的FSK在频率转换点上的相位一般并不 连续，这会使载波信号的功率谱产生较大的旁瓣分量。为 克服这一缺点，一些专家先后提出了一些改进的调制方式， 其中有代表性的调制方式是最小移频键控（MSK）和高斯 预滤波最小移频键控（GMSK）