第三章移动通信的调制技术目录3.3二进制数字调制技术33.2调制技术的分类23.1调制技术的概念13.4多进制数字调制43.1调制技术的概念1.调制技术的概念信号源的编码信息中含有直流分量和频率较低的交流分量，称为基带信号。基带信号一般不能直接作为传输信号，必须有一个载波来运载基带信号。载波的频率相对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。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）调制、上行信道采用偏移四相相移键控（OQPSK）调制。第三代数字蜂窝系统将采用多进制正交幅度调制（MQAM）、平衡四相（BQM）扩频调制、复四相扩频调制（CQM）、双四相扩频调制（DQM）技术。3.2调制技术的分类调制方式很多，根据调制信号的形式可分为模拟调制和数字调制；根据调制信号改变载波参量（幅度、频率或相位）的不同，模拟连续波调制又可分为幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。数字调制也有三种方式：幅度键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）。从第二代蜂窝移动通信系统开始，都是采用数字调制技术，和模拟调制相比，数字调制和解调的抗噪性能更好，编码和纠错的技术更复杂，通信系统安全性和可靠性更高。数字调制的分类如图所示。3.2调制技术的分类3.3二进制数字调制技术调制信号是二进制数字基带信号的调制称为二进制数字调制。在二进制数字调制中，载波的幅度、频率和相位只有两种变化状态。主要的调制方法有二进制振幅键控（2ASK）、二进制频移键控（2FSK）和二进制相移键控（2PSK）。1.二进制振幅键控振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息的，其频率和初始相位保持不变。在2ASK中，载波的幅度只有两种变化状态，分别对应二进制信息“0”或“1”。2ASK信号的一般表达式为：(3-1)其中(3-2)式中,为码元持续时间；为持续时间为的基带脉冲波形。通常假设是高度为1、宽度等于的矩形脉冲；是第n个符号的电平取值，(3-3)3.3二进制数字调制技术下图为2ASK信号时间的波形，如下图所示：2ASK信号的产生方法通常有两种：模拟调制法（相乘器法）和键控法，相应的调制器如图所示。3.3二进制数字调制技术2ASK信号有两种基本的解调方法：非相干（noncoherent）解调（包络检波法）和相干（coherent）解调（同步检测法），相应的接收系统组成框图如图所示。在传输过程中，噪声电压和信号一起改变了振幅，所以2ASK是受噪声影响最大的调制技术，现已较少应用。3.3二进制数字调制技术3.3.2二进制频移键控频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息的。在2FSK中，载波的频率随二进制基带信号在f_1和f_2两个频率点间变化，其表达式为(3-4)典型波形如图所示。由图可见，2FSK信号的波形（a）可以分解为波形（b）和波形（c），也就是说，一个2FSK信号可以看成是两个不同载频的2ASK信号的叠加。因此，2FSK信号的时域表达式又可写成(3-5)式中，和均为单极性脉冲序列，且当为正电平脉冲时为零电平，反之亦然；和分别是第n个信号码元（1或0）的初始相位。在移频键控中，和不携带信息，通常可令和均为零。因此，2FSK信号的表达式可简化为(3-6)3.3二进制数字调制技术2FSK信号的产生方法主要有两种。一种可以采用模拟调频电路来实现；另一种可以采用键控法来实现，即通过开关电路对两个不同的独立频率进行选通，如图3-6所示。这两种方法产生2FSK信号的差异在于：由调频法产生的2FSK信号在相邻码元之间的相位是连续变化的，而键控法产生的2FSK信号是由电子开关选通独立频率源形成，故相邻码元之间的相位不一定连续...
