《现代移动通信技术与系统（第3版）》课件 任务2.3调制技术

移动通信技术与系统《移动通信技术与系统》课程团队项目一移动通信认知项目二移动通信基础技术项目三移动通信工程技术项目四移动性管理课程目录项目五4G移动通信系统项目六5G移动通信系统任务2.1信源编码技术任务2.2信道编码技术任务2.3调制技术任务2.4多址技术项目二移动通信的基础技术任务2.5多天线技术任务2.6功控技术任务2.3调制技术

【重点】调制的原理【难点】如何实现QAM

【目标】掌握调制的原理问题分析：如何保证天线的尺寸不要过大？结论：调制技术首先是为了和信道匹配，电磁波频率与天线尺寸要匹配（1/4波长为佳），高频段易于采用与频分复用。一、为什么需要调制（频谱搬移）？问题提出：300-3400Hz的语音信号（基带信号）可以直接在大气层传播吗？移动通信面临的无线信道问题：频率资源有限、干扰和噪声影响大，存在着多径衰落。通信的最终目的：是远距离传递信息。由于传输失真、传输损耗以及保证带内特性的原因，基带信号是无法在无线信道上进行长距离传输的。为了进行长途传输，必须对要传输的信号进行载波调制：将信号频谱搬移到高频处才能在无线信道中传输。二.调制技术的基本概念1.调制:就是用基带信号控制高频载波u(t)=Umcos(ωt+Φ)的参数(振幅、频率和相位)，使这些参数随基带信号变化。2.基带信号:是要传输的原始的电信号，一般是指基本的信号波形，在数字通信中则指相应的电脉冲。低频低功率3.载波：未调制的高频电振荡信号。可以是正弦波,也可以是非正弦波,如方波、脉冲序列等。高频4.调制信号：用来控制高频载波参数的基带信号。5.已调波或已调信号：被调制信号调制过的高频电振荡信号.6.调制技术：就是把要传输的模拟信号或数字信号(基带信号)变换成适合信道传输的信号(已调信号)的技术。7.解调:是调制的逆过程。是指在接收端将已调信号还原成要传输的原始信号的过程。调制的目的：就是对信源信息进行处理，使信号适合在空中长距离的传输。数字信号的调制与解调是移动通信中的一项关键技术,对信道的传输性能起着重要的作用。调制器高频信号发生器基带信号或调制信号已调信号载波人的语音频带范围为300～3400Hz；取样速率fs=8kHz800MHz；900MHz；1800MHz；2100MHz；3500MHz；5000MHz要传输的原始的电信号讨论：在移动通信中，对调制技术的要求有哪些？三.移动通信对调制解调技术的功能要求（1）提供高的传输效率：所有技术必须在规定频带内提供高的传输效率，确保信号能够有效地传输数据。（2）降低信号衰落引起的误差：通过技术手段减少信号深衰落引起的误差数，提高通信的可靠性。（3）使用高效率的放大器：应使用高效率的放大器，以减少能量消耗并提高信号传输的质量。（4）获得所需的误码率：在衰落条件下获得所需要的误码率，确保通信质量在各种条件下都能满足要求。四.调制技术的分类按调制信号的性质数字调制频移键控FSK幅度键控ASK相移键控PSK调幅AM调频FM调相PM模拟调制讨论：QAM调制是调幅还是调相？在3GPP协议(TS38.201)中，定义了5G支持的调制方式如下:四相相移键控多进制正交幅度调制π/2二进制相移键控五.调制技术在移动通信中的应用星座调制说明：星座图中的点，可以指示调制信号的幅度和相位的可能状态。BPSK定义了2种相位，分别表示0和1，因此BPSK可以在每个载波上调制1比特的信息。BPSKπ/2-BPSK是BPSK在序列的奇数位时调制信号相位偏移π/2，序列的偶数位时和BPSK调制信号的相位一样，也就是π/2-BPSK定义了4种相位来表示0和1π/2-BPSKQPSK全称是正交相移键控，它定义了4个不同的相位，分别表示00、01、10、11，因此QPSK可以在每个载波上调制2比特的信息。QPSK16QAM0000000100110010010001010111011011001101111111101000100110111010QI16QAM的情况下，一个符号点位可以表示4个比特的信息。SQAM(t)=Aicos（）cos2πft+Aisin（）cos2πft

θ

θ64QAM和256QAM64QAM的情况下，一个符号点位可以表示6个比特的信息。256QAM的情况下，一个符号点位可以表示8个比特的信息。QI结论：从星座图中可以看出PSK调制信号的幅度不变，相位有变化。QAM调制信号的幅度和相位在变化。正是因为每个符号能代表的bit数不断提升，使得携带的信息量提升，最终让这个“交通工具”能显著提升速率。1901.要点一调制是将信号频谱搬移到高频处,信号才能在无线信道中传输02.要点二

调制技术：就是把要传输的模拟信号或数字信号(基带信号)变换成适合信道传输的信号(已调信号)