移动通信中的数字调制技术.ppt

1、,2020/7/13,1/4,移动通信数字调制技术介绍,培训的目的,2020/7/13,2/4,1.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,调制的概念,2020/7/13,3/4,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：,调制的作用,2020/7/13,4/4,提高传输性能。低频信号如话音，直接传输时损耗比较大，不适宜长距离传输，通过调制能有效的解决传输问题。 容易辐射。对于一些无线通信往往要求天线的尺寸和发射信号的波长在同一数量级，比如天线的长度为1/4波长。如果将基带信号直

2、接通过天线发射，那么天线的长度将是几十至几百公里的数量级，这是不现实的。 实现多路复用。调制技术反映到频域上就是频带的搬移，通过调制将基带信号搬移到合适的位置，那么在一个较宽的信道中就可以同时传输多路信号，习惯上称为FDM，现在大家常听到的OFDM。 提高系统的性能。例如抗干扰能力，不同的调制方式具有不同的抗噪声能力，FM对信噪比的改善就比较大。扩频也提升抗躁和保密性能。,调制的分类,2020/7/13,5/4,调制是基带信号加到载波上的过程，而基带信号m(t)可以是模拟信号也可以是数字信号，而载波c(t)可以是连续波（通常称为正弦波），也可以是脉冲波形。当c(t)为正弦波时，m(t)可以改变

3、其幅度、频率或相位中的某一个或两个参数。这样组合起来就会形成多种调制方式。,2020/7/13,6/4,现归纳如下：,2020/7/13,7/4,几个速率关系,2020/7/13,8/4,1、什么是码片速率，波特率，比特率，调制速率？ 在电子通信领域，波特率即调制速率，指的是信号被调制以后在单位时间内的波特数，即单位时间内载波参数变化的次数。它是对信号传输速率的一种度量，通常以“波特每秒”（Bps）为单位。比特率在数字信道中，比特率是数字信号的传输速率，它用单位时间内传输的二进制代码的有效位(bit)数来表示，其单位为每秒比特数bit/s(bps)、每秒千比特数(Kbps)或每秒兆比特数(Mb

4、ps)来表示。 波特率有时候会同比特率混淆，实际上后者是对信息传输速率（传信率）的度量。波特率可以被理解为单位时间内传输码元符号的个数（传符号率），通过不同的调制方法可以在一个码元上负载多个比特信息。波特率与比特率的关系为：比特率=波特率X单个调制状态对应的二进制位数。显然，两相调制(单个调制状态对应1个二进制位)的比特率等于波特率；四相调制(单个调制状态对应2个二进制位)的比特率为波特率的两倍；八相调制(单个调制状态对应3个二进制位)的比特率为波特率的三倍；依次类推。,几个速率关系,2020/7/13,9/4,1、什么是码片速率，波特率，比特率，调制速率？ 在电子通信领域，波特率即调制速率，

5、指的是信号被调制以后在单位时间内的波特数，即单位时间内载波参数变化的次数。它是对信号传输速率的一种度量，通常以“波特每秒”（Bps）为单位。比特率在数字信道中，比特率是数字信号的传输速率，它用单位时间内传输的二进制代码的有效位(bit)数来表示，其单位为每秒比特数bit/s(bps)、每秒千比特数(Kbps)或每秒兆比特数(Mbps)来表示。 波特率有时候会同比特率混淆，实际上后者是对信息传输速率（传信率）的度量。波特率可以被理解为单位时间内传输码元符号的个数（传符号率），通过不同的调制方法可以在一个码元上负载多个比特信息。波特率与比特率的关系为：比特率=波特率X单个调制状态对应的二进制位数。

6、显然，两相调制(单个调制状态对应1个二进制位)的比特率等于波特率；四相调制(单个调制状态对应2个二进制位)的比特率为波特率的两倍；八相调制(单个调制状态对应3个二进制位)的比特率为波特率的三倍；依次类推。,码元速率,2020/7/13,10/4,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,符号速率,2020/7/13,11/4,1.符号速

7、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,几个速率关系,2020/7/13,12/4,1、什么是码片速率，波特率，比特率，调制速率？ 在电子通信领域，波特率即调制速率，指的是信号被调制以后在单位时间内的波特数，即单位时间内载波参数变化的次数。它是对信号传输速率的一种度量，通常以“波特每秒”（Bps）为单位。比特率在数字信道中，比特率是数字信号的传输速率，它用单位时间内传输的二进制代码的有效位(bit)数来表示，其单位为每秒比特数bit/s(bps)、每秒千比特数(Kbps)或每秒兆比特数(Mbps)来表示。 波特率有时候会同比特率混淆，实际上后者是对信息传输速率（传信率）

8、的度量。波特率可以被理解为单位时间内传输码元符号的个数（传符号率），通过不同的调制方法可以在一个码元上负载多个比特信息。波特率与比特率的关系为：比特率=波特率X单个调制状态对应的二进制位数。显然，两相调制(单个调制状态对应1个二进制位)的比特率等于波特率；四相调制(单个调制状态对应2个二进制位)的比特率为波特率的两倍；八相调制(单个调制状态对应3个二进制位)的比特率为波特率的三倍；依次类推。,二进制数字调制方式,2020/7/13,13/4,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

9、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。,二进制数字调制方式,2020/7/13,14/4,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

10、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。,二进制数字调制方式,2020/7/13,15/4,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

11、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。,典型数字调制,2020/7/13,16/4,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：,二进制数字调制方式的性能比较,2020/7/13,17/4,2ASK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

12、是设备简单，频带利用率较高；缺点是抗噪声性能差，并且对信道特性变化敏感，不易是抽样判决器工作在最佳判决门限状态。 FSK是数字通信中不可或缺的一种调制方式。其优点是抗干扰能力较强，不受信道参数变化的影响，因此FSK特别适合应用于衰落信道；缺点是占用频带较宽，尤其是MFSK，频带利用率较低。目前，调频体制主要应用于中、低速数据传输中。 PSK和DPSK是一种高传输效率的调制方式，其抗噪声能力比ASK和FSK都强，且不易受信道特性变化的影响，因此在高、中速数据传输中得到了广泛的应用。绝对相移（PSK）在相干解调时存在载波相位模糊度的问题，在实际中很少采用于直接传输，MDPSK应用更为广泛。 和AS

13、K、FSK、PSK、和DPSK对应，分别有MASK、MFSK、MPSK和MDPSK。这些多进制数字键控的一个码元中包括更多的信息量。但是，为了得到相同的误比特率，它们需要使用更大的功率或占用更宽的频带。,蜂窝移动通信系统中的调制技术,2020/7/13,18/4,其他通信模块调制技术,2020/7/13,19/4,WIFI的调制,2020/7/13,20/4,802.11协议的演进过程本质上是调制技术的演进过程，用户感受到的直观效果是数据传输速率翻倍提高。当然，数据传输速率提高的代价是对发射信号的调制精度要求的增加，特别是802.11n协议，所采用技术上的复杂性使得对器件校准、一致性以及器件性

14、能方面的要求更加严格。,2020/7/13,21/4,2020/7/13,22/4,2020/7/13,23/4,常见的“调制”,2020/7/13,24/4,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：,扩频调制,2020/7/13,25/4,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：,信道编码,2020/7/13,26/4,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：,多址技术,2020/7/13,27/4,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：,复用技术,2020/7/