移动通信-第2章-调制与解调

1、1 移动通信通信工程学院2第2章 调制与解调2.1 数字频率调制 二进制频移键控BFSK 最小频移键控MSK） 高斯最小频移键控GMSK2.3 数字相位调制 二进制移相键控调制2PSK 四相移键控调制QPSK 交错四相移键控调制OQPSK /4-DQPSK调制2.4 正交振幅调制QAM2.5 扩频调制技术2.6 多载波调制32.1.1 数字调制技术简介 调制的目的：使传输的数字信号与信道特性相匹配，便于有效的进行信息传输。在接收端需将已调信号还原成要传输的原始信号，该过程称为解调。 分类 按照调制信号的形式：模拟调制和数字调制 按照已调信号相位特性：相位不连续调制和相位连续调制 按照已调信号的

2、包络特性：恒包络调制和非恒包络调制42.1.2 移动通信调制解调技术特点 移动通信面临的无线信道问题 多径衰落、干扰( (自然、人为、ISI)ISI)、频率资源有限 移动通信对调制解调技术的要求 频谱资源有限高的带宽效率 用户终端小高的功率效率，抗非线性失真能力强 邻道干扰低的带外辐射 多径信道传播对多径衰落不敏感，抗衰落能力强 干扰受限的信道抗干扰能力强 产业化问题成本低易于实现 解调一般采用非相干方式或插入导频的相干解调 调制方案的性能评估：功率效率和带宽效率52.1.3 调制解调的功能 频谱搬移：基带信号搬移到相应频段的信道，使信源信号与信道特性相匹配实现可以分为两步：首先进行基带信号调

3、制，然后上变频到所需的频段。 抗干扰性主要体现通信系统的质量指标，即可靠性希望调制信号具有较小的功率谱占有率（图示） 提高系统有效性，即频谱有效性，主要体现通信系统的数量指标，即有效性提高频带利用率：即单位频带内传送尽可能高的信息率(bit/s/Hz)62.1.4 调制信号的功率谱 要求功率谱主瓣占有尽可能多的信号能量，且波瓣窄，具有快速滚降特性； 带外衰减大、旁瓣小，对其它通路干扰小72.1.5 数字调制分类的方法数字式调制数字式调制不恒定包络不恒定包络ASK（移幅键控）移幅键控）QAM（正交幅度调制）正交幅度调制）MQAM（星座调制）星座调制）恒定包络恒定包络BFSK（二进制移频键控）二进

4、制移频键控）MFSK（多进制移频键控）多进制移频键控）FSK(移频键控移频键控)BPSK（二进制移相键控）二进制移相键控）DPSK（差分二进制移相键控）差分二进制移相键控）QPSK (正交四相正交四相 移相键控移相键控)OQPSK（参差参差QPSK）DQPSK（差分差分QPSK）QPSK4 PSK(移相键控移相键控)CPM(连续相位调制连续相位调制)MSK（最小移频键控）最小移频键控）GMSK（高斯成型高斯成型MSK）TFM（平滑调频）平滑调频）82.1.6 数字移动通信中的调制技术 一类是以一类是以GSM为代表的，采用非线性连续相位调制为代表的，采用非线性连续相位调制CPM中的中的GMSK。

5、它避开了线性要求,可使用高效率的C类功率放大器，大大降低了放大器的成本，但实现复杂 另一类属于移相键控另一类属于移相键控PSK，包括包括IS-95以及以及IMT-2000中采中采用的用的BPSKQPSKOQPSK平衡四相扩频调制平衡四相扩频调制BQM复数复数四相扩频调制四相扩频调制CQM等。等。这类调制在码元转换时刻会产生相位跳变，带来频谱扩展，当频带受限后又会出现幅度上的波动。这类调制对线性度要求较高，功放只能使用线性度高而价格高昂的A类放大器，但实现简单 1986年前线性高功率放大器成本较高，因此采用恒包络的年前线性高功率放大器成本较高，因此采用恒包络的CPM调制实现高功率效率，特别是调制

6、实现高功率效率，特别是MSK和和GMSK很受欢很受欢迎。迎。1987年以后线性功率放大器已取得实质性进展，人们年以后线性功率放大器已取得实质性进展，人们开始将眼光转向实现技术简单的开始将眼光转向实现技术简单的 QPSK系列系列 多电平多电平QAM调制和多载波技术将成为未来移动通信主要调制和多载波技术将成为未来移动通信主要的调制技术的调制技术92.1.7 各类二进制调制原理图102.1.8 移动通信中的调制技术标准服务类型调制技术GSM蜂窝GMSKCD900蜂窝GMSKIS54蜂窝 /4 DQPSKIS-95蜂窝上行OQPSK下行BPSKPDC蜂窝 /4 DQPSKCT2无绳GFSKDECT无绳

7、GFSKPHS无绳 /4 DQPSKPACS个人通信 /4 DQPSK11第2章 调制与解调2.1 概述2.2 数字频率调制 二进制频移键控BFSK 最小频移键控MSK） 高斯最小频移键控GMSK2.3 数字相位调制 二进制移相键控调制2PSK 四相移键控调制QPSK 交错四相移键控调制OQPSK /4- DQPSK调制2.4 正交振幅调制QAM2.5 扩频调制技术2.6 多载波调制12 调频：载波的频率随调制信号而变化 FM信号的产生可以用压控振荡器(VCO)直接调频，也可以将调制信号积分后送入调相器进行“间接调频” FM信号解调可采用鉴频器或锁相环鉴频 与AM相比，FM具有： FM比AM有

8、更好的抗干扰性能：不容易受大气和脉冲噪声的干扰；幅度不承载信息；可用带宽换取信噪比的好处 FM具有截获效应（强信号压制弱信号），可抗同信道干扰 非相关解调时都有门限效应，但弱信号时AM可用相关解调故性能好 调频属于恒定包络的模拟调制，在模拟蜂窝系统中获得广泛使用2.2.1 模拟调制方式-调频（FM）系统系统频道间隔频道间隔最大频偏最大频偏TACS（英）25 kHz9.5 kHzAMPS（美）30 kHz12.0 kHz132.2.2 恒包络调制-FSK/MSK/GFSK/GMSK 恒包络调制的特点： 恒包络调制（包络幅度不变）对线性要求低，即使工作于非线性状态也不会引起频谱的扩散，可使用C类放

9、大器，功率效率高； 带外辐射低，可达 -60 -70dB； 可使用限幅器-鉴频器检测，系统结构简单，实现容易； 限幅器可克服随机噪声和瑞利衰落导致的信号幅度的变化，抗干扰和衰落能力强； 带宽较宽(比线性调制大）142.2.3 FSK和CPFSK 定义调制指数： 当h=0.5时，S0与S1为正交信号（波形相关系数为0） CPFSK (连续相位移频键控) 在时间Tb内相位是线性变化的，每经过时间Tb相位变化/2，且在t = kTb时(频率转换时刻)相位是连续的 1 )2/(2cos)(0)2/(2cos)(10fortffAtSfortffAtSccbbfTRfhbT21fff12 2FSK信号当

10、两载频间隔1/(2Tb)时：152.2.4 最小移频键控(MSK) MSK(Minimum Frequency Shift Keying) 称为最小移频键控，有时也称为快速移频键控(FFSK) “最小”：以最小的调制指数(0.5)获得正交信号； MSK 是一种特殊的CPFSK，调制指数为0.5 h=0.5时，满足在码元交替点相位连续的条件 h=0.5时，移频键控为保证良好误码性能所允许的最小调制指数 h=0.5时，波形相关系数为0，信号是正交的162.2.5 MSK信号的数学表示 c为载波角频率； ak/(2Tb) 为频偏； Tb为码元宽度；ak为第 k 个输入码元，取值为1； xk为第k个码

11、元的相位常数，在时间kTb t (k+1)Tb中保持不变，其作用是保证在t=kTb时刻信号相位连续)2cos()(kbkcMSKxtTattskTbt(k+1)Tb, k=0, 1, kkbkxtaT2附加相位：1aforT21f1aforT21fkbc1kbc2,2,2 可用模拟调频器来产生MSK信号 MSK信号的表示式为（式2-38）)()(bTkkkTtgatb双极性不归零矩形脉冲序列MSK信号172.2.6 MSK信号的特点 MSK信号是恒定包络信号 在一个码元期间内，信号应包括1/4载波周期的整数倍 在码元转换时刻，信号的相位是连续的，信号波形无突变 以载波相位为基准的信号相位在一个

12、码元期间内线性地变化 /2 信号的频率偏移等于1/(4Tb)，相应的调制指数h=0.5MSK信号的附加相位路径信号的附加相位路径kkbkxtaT2182.2.7 MSK的可能相位轨迹 对各种可能的输入序列ak所有可能的相位轨迹/20-/2-3/2-2Tb2Tb3Tb4Tb5Tb6Tb7Tb8Tb9Tb (t)t223/2kkbkxtaT2192.2.8 MSK信号的产生 将MSK信号表达式展开可得：tTtQtTtItScbKcbKMSKsin)2sin(cos)2cos()(IKQK也可由FM调制器产生，要求调制指数为0.5 调制器原理：kbkkbkkbkbkkkxTtxxtTaxTtxtTa

13、2xacos)2sin()2sin(cos)2cos()2cos(0, 1，）模或)2cos()(kbkcMSKxtTatts202.2.9 MSK的解调器 MSK信号的解调可用相干、非相干两种方式212.2.10 MSK信号的功率谱密度 单边功率谱密度： 特点：MSK的第一个零点是在0.75/Tb处，而2PSK是在1 /Tb处，故MSK信号的主瓣较窄功率旁瓣下降趋势比2PSK更为迅速，说明MSK的功率主要集中在主瓣之内，因此MSK比较适合在窄带中传输)(2cos)(161 8)(2222bcbcbMSKTffTffTfPMSK信号的归一化功率谱222.2.11 MSK信号的问题 MSK信号相

14、位变化是折线，在码元转换时刻会产生尖角，从而使其频谱特性的旁瓣滚降缓慢，带外辐射较大 当采用较高传输速率时，要求更为紧凑的功率谱才能满足对邻道辐射功率低于-60dB-80dB的要求232.2.12 GMSK GMSK是GSM的优选方案 实现简单，在原MSK调制器增加前置滤波器，得到平滑后的某种新的波形后再进行调频，就可以得到良好的频谱特性 对前置滤波器的要求 带宽窄且为锐截止型，以滤除基带信号中的高频成分 有较低的过脉冲响应，防止已调波瞬时频偏过大 保持输出脉冲响应的面积不变，使调制指数为1/2 目的：抑制高频分量，防止过量的瞬时频率偏移以及满足相干检测的需要 高斯滤波器满足以上要求242.2

15、.13 GMSK信号的产生原理252.2.14 高斯低通滤波器 高斯滤波器的冲击响应为： Bb为高斯滤波器的3dB带宽 对宽度为Tb的矩形脉冲的响应为 式中：bBntath212)exp()(222，22122212)(bbbbTtnBQTtnBQtgdtQt)2/exp(21)(2262.2.15GMSK信号的相位路径 GMSK信号在码元转换时刻其信号和相位不仅是连续的而且是平滑的 GMSK信号在一个码元周期内的增量，不象MSK那样固为/2，而是随输入序列的不同而不同272.2.16 GMSK信号的功率谱密度 当BbTb值越小，即LPF带宽越窄，则GMSK信号的高频滚降就越快，主瓣也越窄 在

16、GSM系统中,要求在 (f-fc)Tb=1.5 时，功率谱密度低于60dB，图中，BbTb =0.3时功率谱可满足GSM的要求 GMSK频谱改善特性是以误比特率(BER)性能下降为代价的1200.160.20.30.5BbTb: TFMQPSKBbTb(MSK)11010090807060504030201001000.51.01.52.02.5 归一化频差(f-fc)Tb 归一化功率谱密度/dB 282.2.17 GMSK信号对邻道的干扰功率 在BbTb一定时，f Tb越大则邻道干扰越小。在频道间隔fTb一定时，BbTb越小则邻道干扰越小数据速率1/Tb=16kb/s，频道间隔f=25kHz

17、，则归一化频道间隔f Tb=25/16=1.56。从图可查得： BbTb=0.3时，邻道干扰为-60dB BbTb=0.25 时为-70dB BbTb=0.2 时为-80dB 邻道干扰：GMSK信号在相邻信道的带外辐射功率与本信道内的总功率之比292.2.18 MSK和GMSK的BER性能 GMSK频谱改善特性是以误比特率(BER)性能下降为代价的 误码率与信噪比、多普勒频移有关30第2章 调制与解调2.1 概述2.2 数字频率调制 二进制频移键控BFSK 最小频移键控MSK） 高斯最小频移键控GMSK2.3 数字相位调制 二进制移相键控调制2PSK 四相移键控调制QPSK 交错四相移键控调制

18、OQPSK /4- DQPSK调制2.4 正交振幅调制QAM2.5 扩频调制技术2.6 多载波调制312.3.1 移相键控（PSK） 1986年前线性高功率放大器成本较高，因此采用恒包络的CPM调制实现高功率效率，特别是MSK和GMSK很受欢迎。1987年以后线性功率放大器已取得实质性进展，人们开始将眼光转向实现技术简单的 QPSK系列 PSK是一种线性调制技术，具有带宽效率高，频谱利用率高等特点。但它必须使用线性RF放大器发射，因而功率有效性差。但功率有效性高的非线性放大器会导致严重的邻道干扰 移动通信中一般采用性能优良的绝对移相体制，而不采用相对移相体制，虽然相对移相体制可以解决相位模糊度

19、问题。而CDMA中，常采用导频信道传送载波进行相干解调322.3.2 多进制数字调制的概念 信息传输速率Rb、码元传输速率RB和进制数M之间的关系为： 在信息传输速率Rb不变的情况下， 通过增加进制数M，可以降低码元传输速率，从而减小信号带宽，节约频带资源，提高系统频带利用率； 在码元传输速率RB不变的情况下， 通过增加进制数M，可以增大信息传输速率，从而在相同的带宽中传输更多的信息量。)(log2BMRRbB)/(log2sbitMRRBb奈奎斯特第一准则:332.3.3 2PSK基本原理1001若用n表示第n个符号的 0, 发送发送 1 符号符号180, 发送发送 0 符号符号n= 当发送

20、二进制符号1时，已调信号e2PSK(t)取0相位，发送二进制符号0时，e2PSK(t)取180相位。 解调过程中存在着180的相位模糊，“倒”现象。 342.3.4 多进制数字相位调制 二进制： 载波相位只有0和或/2两种取值，它们分别代表信号1和0 四进制： 载波相位有0,/2 , 和3/2 (或 /4 ,3/4 ,5/4 和7/4 )，它们分别代表信息11,01,00和10 八进制： 8种载波相位分别为/8 ,3/8 ,5/8,7/8,9/8,11/8,13/8和15/8分别表示信息111,110，010,011,001,000,100和10101参 考 相 位01参 考 相 位0011参

21、考相位1001参考相位10110100参考相位010110111101100000001011352.3.5 多进制数字相位调制信号功率谱08PSK4PSK2PSK功功率率谱谱密密度度/ /d dB B604020ffc12Ts1Ts32Ts2Ts362.3.6 QPSK 表达式（两路正交的2PSK信号之和）： 调相法（正交调制法）框图将(a,b)变为双极性电平I(t),Q(t)ttQttItsccQPSKsin)(cos)()(n相比输入序列，I(t),Q(t)速率减半Ts=2Tb，且相互是对齐的;n相位跳变仅在码元跳变处发生，最大相移= 180QPSK星座图和相位转意图372.3.7 OQ

22、PSK（偏移四相相移键控） 与QPSK的比较 相同点：都是经串并变换后对两支路作正交调制速率减半，Ts=2Tb 不同点：I、Q支路码元在时间上不再是对齐的，而是偏移了一个比特间隔（半个码元宽度），即TbOQPSK星座图和相位转意图n任意时刻只有两路比特流中的一个改变它的值，故载波的最大相移= 90382.3.8 OQPSK与QPSK的区别 OQPSK调制器输入的信号其正交支路比特流比同相支路比特流延迟了1个比特 OQOSK信号的相位仅能产生/2的跳变，而无的变化，信号包络变化小，经硬限幅后或非线性放大后，不会再生旁瓣，频谱特性优于QPSK，非常适合移动通信使用QPSK由于包络过零点，经硬限幅后

23、或非线性放大后，会带来旁瓣再生和频谱扩散（由功率放大器“调幅-调相效应”引起）移动通信要求：高的带宽效率和功率效率 QPSK信号不能采用非相干解调 ，只能采用相干解调 应用：IS-95CDMA下行：OQPSK；上行：BPSK392.3.9 /4 DQPSK /4DQPSK （ /4-Shift Differentially Encoded Quadrature Phase Shift Keying）改进之一是将QPSK的最大相位跳变，降为3/4，从而改善了/4-DQPSK的频谱特性。有比QPSK更小的包络波动和比GMSK更高的频谱利用率。在多径扩展和衰落的情况下，/4DQPSK比OQPSK的性

24、能更好。改进之二是解调方式。QPSK只能用相干解调，而/4-DQPSK既可以用相干解调也可以采用非相干解调，采用非相干解调，使得接收机实现大大简化应用：IS-54、PDC，PHS等都采用/4DQPSK。402.3.10 /4DQPSK调制原理（1）输入的二进制数据序列经过串/ /并变换和差分相位编码输出同相支路信号I Ik k和正交支路信号QQk k，I Ik k和QQk k的符号速率是输入数据速率的一半在第k k个码元区间内，差分相位编码器的输出和输入有如下关系: :LPFLPF输出cosctsinct差分相位编码串 / 并变换输入QkIkIk=Ik-1cos k-Qk-1sin k Qk=

25、 Ik- 1sin k +Qk-1cos kk是当前码元的相位跳变xkykk00 /4013 /411-3 /410- /4采用Gray编码的双比特（xk,yk）与相移k的关系 xkyk412.3.11 /4DQPSK调制原理（2） 差分相位编码器的输出I Ik k和QQk k共有五种取值 , ,分别对应于8 8个相位点的坐标值1,21, 0 相位跳变必定在“ ”组和“ ”组之间跳变。即在相邻码元，仅会出现从“ ”组到“ ”组相位点（或“ ”组到“ ”组）的跳变，而不会在同组内跳变 42第2章 调制与解调2.1 概述2.2 数字频率调制 二进制频移键控BFSK 最小频移键控MSK） 高斯最小频

26、移键控GMSK2.3 数字相位调制 二进制移相键控调制2PSK 四相移键控调制QPSK 交错四相移键控调制OQPSK /4- DQPSK调制2.4 正交振幅调制QAM2.5 扩频调制技术2.6 多载波调制432.4.1 QAM QAM正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation)是2PSK、QPSK调制的进一步推广，通过相位和振幅的联合控制，可以得到更高频谱效率的调制方式。 对QAM而言，如何设计QAM信号的结构不仅影响到已调信号的功率谱特性，而且影响已调信号的解调及其性能。常用的设计准则是在的条件下，选择信号空间中信号点之间的信号结构，当然还要考虑解调的复杂性

27、 自适应QAM调制：根据信道情况自适应改变调制的电平数量442.4.2 QAM的表达式 QAM的一般表达式： 有两个相互正交的载波构成，每个载波被一组离散的振幅Am、 Bm所调制，故称正交振幅调整 A为固定振幅， (dm,em)由输入数据确定，它决定了QAM信号在信号空间中的坐标点scmcmTt0tBtAtysincos)(AeBAdAmmmm452.4.3 QAM星座图 方型星座 星型星座4QAM16QAM64QAM 信号矢量端点的分布图称为星座图。通常，可以用星座图来描述QAM信号的信号空间分布状态462.4.4 两种星座图的比较（16QAM） 平均功率不同： 方型： 星型：)(2122m

28、MmmavedMAP222203.14)61. 4861. 2(16A8APav 星座结构不同: 星型：2种振幅；8种相位 方型：3种振幅； 12种相位 在衰落信道中，星型16QAM比方型16QAM有利于接收端的自动增益控制和载波相位跟踪2210)18410824(16AAPav47第2章 调制与解调2.1 概述2.2 数字频率调制 二进制频移键控BFSK 最小频移键控MSK） 高斯最小频移键控GMSK2.3 数字相位调制 二进制移相键控调制2PSK 四相移键控调制QPSK 交错四相移键控调制OQPSK /4- DQPSK调制2.4 正交振幅调制QAM2.5 扩频调制技术2.6 多载波调制48

29、2.5.1 扩频通信 扩频通信是将待传送的信息数据用伪随机编码(扩频序列：Spread Sequence)调制，实现频谱扩展后再传输；接收端采用相同的编码进行解调及相关处理，恢复原始信息数据 原理 传输任何信息都需要一定的频带如人类语音信息带宽0.33.4kHz，电视图像信息带宽为6.5MHz 时间上有限的信号，其频谱是无限的。脉冲宽度越窄，其频谱就越宽。1s的脉冲其频谱宽度约为1MHz. 扩频通信以100倍以上的信号带宽来传输信息，目的是为了提高通信的抗干扰能力492.5.2 扩展频谱技术的理论基础 信息论中的香农定理 其中C-信道容量（比特/秒） N-噪声功率 W-带宽（赫兹） S-信号功

30、率 当S/N很小时（0.1）得到： 在无差错传输的信息速率C不变时，使用大的带宽W，只需小的S/N就可以了。可以用带宽换取信噪比的好处。)1(log2NSWC NSWC44. 1 502.5.3 扩频通信可行性的另一理论基础 柯捷尔尼可夫关于信息传输差错概率的公式：Pe f(E/N0) Pe- 差错概率 E - 信号能量 N0- 噪声功率谱密度 信号功率：PET (T为信息持续时间，信息带宽B=1/T，S=E/T) 噪声功率：NWN0 (W为信号的带宽） 由此可得： 信噪比与带宽是可以互换的，可以用增加带宽的方法换取信噪比上的好处)()(BWNSfWNSTfPe512.5.4 扩频通信的一般工

31、作原理 与一般通信系统比较，扩频通信就是多了扩频调制和解扩部分 一是信息的频谱扩展后形成宽带传输 二是相关处理后恢复成窄带信息数据522.5.5 扩频通信的分类 直接序列扩频DS 直接用高码率的扩频码序列在发端去扩展信号的频谱，在收端用相同的扩频码序列去进行解扩，把扩展的扩频信号还原成原始信息 跳频FH 用扩频码序列去进行移频键控，使载波频率不断地跳变 跳时TH 使发射信号在时间轴上跳变，在一帧内哪个时片发送信号由扩频码序列进行控制。 混合扩频 DS/FH DS/TH DS/FH/TH53跳频FH跳时TH2.5.6 跳频和跳时542.5.7 直接序列扩频 直接序列扩频：用比信息速率高很多倍的P

32、N码与信号相乘来扩展信号的带宽(没有信号频谱搬移的功能) 扩频增益（处理增益）：Gp=10logBW/BSBwBs552.5.8 直接序列扩频主要波形信息比特信息比特扩频比特扩频比特已扩比特已扩比特用扩频比特与信息比特用扩频比特与信息比特模模2 2加加来扩展信号的带宽来扩展信号的带宽（参考教材P60P60）扩频增益：扩频增益：Gp = 10log7/1= 8.4 dB解扩比特解扩比特信息比特信息比特562.5.9 频谱宽度与功率谱密度572.5.10 扩频通信的主要性能指标 扩频增益G (Spreading Gain) 频带扩展后的信号带宽BW与频谱扩展前的信息带宽BS之比 Gp=10logB

33、W/BS G反映了扩频通信系统信噪比改善的程度在扩频通信系统中，接收机作扩频解调后，只提取伪随机编码相关处理后的带宽为BS 的信息，而排除掉宽带BW 中的外部干扰、噪音和其地用户的通信影响 抗干扰容限 指扩频通信系统能在多大干扰环境下正常工作的能力，定义为：Mj = Gp - (S/N)out + Ls Mj - 抗干扰容限 Gp - 扩频增益 (S/N)out -信息数据被正确解调而要求的最小输出信噪比 Ls - 接收系统的工作损耗582.5.11 IS-95系统的扩频增益如：IS-95，扩展带宽为1.2288MHz，数据带宽为9.6kHz， 则扩频增益为：Gp=10log1228.8/9.

34、6=21.07dB. 若信息解调器要求输入信噪比为7 dB，接收系统损耗为3dB，则抗干扰容限为：Mj = 21.07-(7+3)=11dB这表明：干扰信号功率超过有用信号功率11dB时，系统不能正常工作；反之，二者之差不大于11dB时，系统仍能正常工作；信号在一定的噪声（或干扰）湮没下也能正常工作！592.5.12 伪随机序列 伪随机序列称为伪码，序列的码元称为码片(CHIP)，码片的长度决定扩展频谱的宽度 直扩系统中对伪码的要求伪码的比特率应能满足扩展带宽的需要伪码的自相关要大，互相关要小伪码应具有近似噪声的频谱性质，即近似连续谱，且均匀分布 常用的伪码m序列、Gold序列602.5.13

35、 扩频系统的优点抗干扰能力强：可抗白噪声、单频干扰、人为干扰、跟踪干扰、宽带等效白噪声干扰和多径干扰等保密性好：扩频信号频谱近似白噪声，难于获得原始信息(如果不知PN序列生成方法)。隐秘性好：扩频信号近似噪声，难于检测，而且宽度扩频信号功率谱密度非常低，很难侦听到易于实现大容量多址通信：不同用户可用不同的扩频码来区别易于精确定时和测距：利用电磁波的传播特性和PN码的相关性，可以比较正确地测出两个物体之间的距离，如GPS易于采用各种分集系统。RAKE、智能天线等612.5.15 扩频技术抗频率选择性衰落 扩频/解扩过程实现频率分集622.5.16 扩频技术抗多径-RAKE接收 相关时延大于码片宽

36、度的多径分量可以被分解1.2288Mcps的PN码片允许以0.8138s的时间间隔分解多径成分 RAKE接收实现多径分离与合并-时间分集632.5.17 扩频通信的历史及应用 自50年代中期美国军方便开始研究，一直为军事通信所独占，广泛应用于军事通信、电子对抗以及导航、测量等各个领域。直到80年代初才被应用于民用通信领域。为了满足日益增长的民用通信容量的需求和有效地利用频谱资源，各国都纷纷提出在数字峰窝移动通信、卫星移动通信和未来的个人通信中采用扩频技术，扩频技术已广泛应用于蜂窝电话、无绳电话、微波通信、无线数据通信、遥测、监控、报警等系统中。64第2章 调制与解调2.1 概述2.2 数字频率

37、调制 二进制频移键控BFSK 最小频移键控MSK） 高斯最小频移键控GMSK2.3 数字相位调制 二进制移相键控调制2PSK 四相移键控调制QPSK 交错四相移键控调制OQPSK /4- DQPSK调制2.4 正交振幅调制QAM2.5 扩频调制技术2.6 多载波调制652.6.1 多载波传输技术 多载波传输的概念出现于1960s 概念：高速串行数据流经串/并转换后分割成若干低速数据流，每路数据采用独立载波调制并叠加发送。在接收端用同样数量的载波对发送信号进行相干接收，获得低速率的信息数据后再通过并/串变换得到原来的高速信号 多载波传输技术的几种等效提法 多载波传输技术 正交频分复用技术(OFD

38、M) 离散多音频调制(DMT) 多载波调制(MCM) 正交频分调制 (OFM)662.6.2 为什么要引入多载波调制技术 对抗多径信道的方法：并行传输，降低数据率，增大信息码元周期，减小多径时延扩展的影响，消弱多径干扰对系统传输性能的影响 对于高速数据业务，单载波TDMA和窄带CDMA都存在缺陷 GSM：均衡器抽头数量要足够大，复杂度大大增加 窄带CDMA：扩频增益与带宽的矛盾67 发送端 f为子载波间隔， 接收端2.6.3 多载波传输系统基本原理框图tf2j1N0nnnedts)(fnffcn，T1f dtetsN1dT0ttf2jnn)(归一化的OFDM频谱682.6.4 子载波的设置方案 传统频分复用，频带划分为N个互不重叠的子信道 实现简单，但频谱利用率低 偏置QAM(SQAM)技术，在3dB处载波重叠 正