移动无线电中的调制

1、第八章第八章 移动无线电中的调制技术移动无线电中的调制技术制作者：汪鸿伟制作者：汪鸿伟 陈瑶陈瑶 吴博尧吴博尧 张星张星 许建波许建波华南师范大学华南师范大学信息光电子科技学院信息光电子科技学院移动通信中电波的调制移动通信中电波的调制 在无线通信中，需要传送的由语言、音乐转换来的属于低频的电信号，其频率范围从几十赫到数千赫，不能直接从天线辐射出去；必须借助于高频振荡，由它将低频信号“携带”到空间去，这就是所谓的“调制”方式。为什么低频信号不能直接从天线上辐射出为什么低频信号不能直接从天线上辐射出去呢？去呢？ 电磁波的频率越高，向外辐射能量的本领就越大； 只有电磁波的频率足够高，即波长足够短，短

2、到与天线的尺寸可以相比拟时（例如，通常采用的“半波振子天线”，天线的总长度应为波长的一半），才会有足够强的电磁能量辐射出去。低频信号内在的原因低频信号内在的原因 上述的低频信号，所对应的波长从十几公里到几千公里，要制造如此庞大的天线，是不可能的； 即使有可能把这种低频信号发射出去，各个发射台所发送的将是同样的频率范围，互相干扰使接收机无法选择所需的信号无线通信实现框图无线通信实现框图 接收设备：从受到减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。 受信者（信宿）：把原始电信号还原成相应的消息，如扬声器等。什么是调制？什么是调制？ 调制就是对信号源的信息进行处理，使其变为适合于信道传输的形式的过程。 基

3、带信号(调制信号) 载波 已调信号调制调制 vs. vs. 解调解调 调制是通过改变高频载波的幅度、相位或者频率，使其随着发送者（信源）基带信号幅度的变化而变化来实现的； 而解调则是将基带信号从载波中提取出来以便预定的接收者（信宿）处理和理解的过程。调制在无线通信的作用调制在无线通信的作用 频谱搬移：将调制信号转换成适合于传播的已调信号； 调制方式往往决定一个通信系统的性能（对系统的传输有效性和可靠性的影响）调制方式调制方式 1.对于模拟调制而言，主要有幅度调制（调幅，双边带调制）和角度调制（调频，调相）两种。2.对于数字调制而言，主要有脉冲调制（脉幅调制，脉宽调制等）以及增量调制等等。移动通

4、信中调制方式的选择移动通信中调制方式的选择 在移动通信环境中，移动台的移动使电波传播条件恶化，特别是快衰落的影响使接收场强急剧变化； 在选择调制方式时，必须考虑： 采取抗干扰能力强的调制方式，能适用于快衰落信道； 占有较小的带宽以提高频谱利用率； 带外辐射要小，以减小对邻近波道的干扰。主要性能指标主要性能指标功率有效性功率有效性p带宽有效性带宽有效性B主要性能指标主要性能指标主要性能指标主要性能指标模拟调制技术模拟调制技术 模拟通信系统模型 模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统：图1-4 模拟通信系统模型受信者（信宿）：把原始电信号还原成相应的消息解调器：恢复原调制信号幅度调制（线性

5、调制）（AM） 使高频载波信号的振幅随调制信号的瞬时变化而变化 即通过用调制信号来改变高频信号的幅度大小，使得调制信号的信息包含入高频信号之中，通过天线把高频信号发射出去，然后就把调制信号也传播出去了。 在接收端可以把调制信号解调出来，也就是把高频信号的幅度解读出来就可以得到调制信号了调幅波的调制过程调幅波的调制过程调幅波的特点及应用调幅波的特点及应用 特点：高频信号幅度很容易被周围的环境所影响，所以调幅信号的传输并不十分可靠。在传输的过程中也很容易被窃听，不安全。 应用：现在这种技术已经比较少被采用；但在简单设备的通信中还有采用，比如收音机中的AM波段就是调幅波。（大家可以和FM波段的调频波

6、相比较，可以看到它的音质和FM波段的调频波相比会比较差，原因就是它更容易被干扰）角度调制角度调制 频率调制和相位调制的总称； 角度调制是使正弦载波信号的角度随着基带调制信号的幅度变化而改变； 角度变化的多少/快慢：调相/调频； 载波的幅度保持不变（恒包络）。调频调频 载波信号的频率随着调制信号的幅度变化而改变； 调制信号幅度变大时，载波信号的频率也变大（或变小）， 调制信号幅度变小时，载波信号的频率也变小（或变大）；调相调相 载波信号的相位随着调制信号的幅度变化而改变。 调制信号幅度变大时，载波信号的相位也变大（或变小）， 调制信号幅度变小时，载波信号的相位也变小（或变大）。调频与调相的关系调

7、频与调相的关系 调频信号可以被看作调制信号在调制前先积分的调相信号： 先对m(t)积分，再将结果作为调相器的输入即可得到调频信号。 先对m(t)微分，再将结果作为调频器的输入也可得到调相信号。调频信号的产生调频信号的产生 直接法： 载波的频率直接随着输入的调制信号的变化而改变； 间接法 先用平衡调制器产生一个窄带调频信号，然后通过倍频的方式把载波频率提高到需要的水平。FM FM vs. AMvs. AM 在模拟蜂窝移动通信中，调频是更为普遍应用的角度调制，这是因为FM不管信号的幅度如何，抗干扰能力都很强; 而在调幅中，正如前面所说的那样，抗干扰能力要弱得多。 调频也有自己的缺点，所以在后来的移

8、动通信技术中，我们更多地采用了数字调制方式来改善信号的传播数字调制技术数字调制技术 现代移动通信系统都使用数字调制技术； 数字调制：把数字基带信号变换为数字带通信号（已调信号）的过程。数字基带信号-未经调制的信号，它所占据的频谱是从零频或很低频率开始的。 数字信号的优点： 处理速度的提高（适合机器处理）； 灵活性高，能适应各种业务要求； 抗干扰性能得到加强，无噪声积累； 容易加密，保密性强； 设备便于集成化、微型化数字基带信号数字基带信号几种基本的基带信号波形：数字调制技术有两种方法： 利用模拟调制的方法去实现数字式调制； 通过开关键控载波，通常称为键控法。基本的键控方式：振幅键控（ASK）、频移键控（FSK)、相移键控(PSK)数字调制可分为二进制调制和多进制调制。二进制振幅键控（二进制振幅键控（2ASK)2ASK)二进制频移键控（二进