移动通信中的数字调制
作者：唐云飞 来源：长沙湖湘学校 日期：2010-08-31
一、 通信系统与对应的调制方式：
1、 GSM 通信系统采用GMSK数字调制方式。
2、 IS-95通信系统：OQPSK（上行）和BPSK（下行）
3、 PHS 通信系统：π／4-DQPSK
4、 CDMA2000通信系统 ：QPSK和8PSK
5、 WCDMA通信系统：QPSK和HPSK
6、 TD-SCDMA 通信系统：QPSK和BPSK
7、 B3G(4G) 通信系统：OFDM及其相关技术
二、 调制：
调制：对信号源的信息进行处理加到载波上，使其变为适合于信道传输的形式的过程，就是使载波随信号而改变的技术。信号源信息称之为基带信号，也可以叫做调制信号。由调制信号控制产生一个适应信道传输的高频信号，该信号叫已调信号。调制分为模拟调制和数字调制两种。模拟调制就是用模拟信号去控制高频信号变化，分为调幅、调频、调相三种，其中调频和调相也叫做角度调制。数字调制就是用高低变化的数字信号去控制高频信号变化，主要分为：ASK、FSK、PSK三大类。
移动通信系统中，为了提高信号的抗干扰能力、提高频率资源的利用率，专门研究了一些数字调制技术。湖湘学校手机维修主要应用的技术如下： 1、最小频移键控（MSK）;
2、高斯最小移频键控（GMSK）;
3、四相相移键控（QPSK）;
4、交错正交四相相移键控（OQPSK）;
5、四相相对相移键控（DQPSK）;
6、π/4正交相移键控（π/4－DQPSK）;
GMSK基本原理是让基带信号先经过高斯滤波器滤波，使基带信号形成高斯脉冲，之后进行MSK调制。它的优点是能在保持频谱效率的同时维持相应的同波道和邻波道干扰，且包络恒定，实现起来较为容易。优点抗干扰能力强，语音传输稳定，缺点是数据传输速率相对较低，其频谱效率不如QPSK，并不太适合数据会话和高速传输。因此，为提高传输效率，在GPRS系统中的增强蜂窝技术（EDGE）则运用了3 π /8-8PSK 的调制方式，以弥补GMSK 的不足，为GSM 向3G 的过渡做好了准备。 PSK是以基带数据信号控制载波的相位，使它作不连续的、有限取值的变化以实现传输信息的方法。理论上，相移键控调制方式中不同相位差的载波越多，传输速率越高，并能够减小由于信道特性引起的码间串扰的影响，从而提高数字通信的有效性和频谱利用率。但相邻载波间的相位差越小，对接收端的要求就越高，将使误码率增加，传输的可靠性将随之降低。为了实现两者的统一，各通信系统纷纷采用改进的PSK 调制方式，而实际上各类改进型都是在最基本的BPSK 和QPSK 基础上发展起来的，如北美的IS-54 TDMA、我国的PHS 系统均采用π /4- DQPSK 方式、OQPSK、正交复四相移键控CDQPSK 以及混合相移键控HPSK 等。在2G 向3G 演进的过程中，它已成为各移动通信系统主要的调制方式。 OFDM 是一种多载波数字通信调制技术，属于复用方式，是由多载波调制（MCM）技术发展而来。它开始主要用于军用的无线高频通信系统。目前，已被广泛应用于广播式的音频和视频领域以及宽带通信系统中。由于其具有频谱利用率高、抗噪性能好等特点，适合高速数据传输，已被普遍认为是第四代移动通信系统最热门的技术之一。基本原理是将高速串行数据变换成多路相对低速的并行数据并对不同的载波进行调制，这种并行传输体制大大扩展了符号的脉冲宽度，提高了抗多径衰落的性能。传统的频分复用方法中各个子载波的频谱是互不重叠的，需要使用大量的发送滤波器和接受滤波器，这样就大大增加了系统的复杂度和成本。同时，为了减小各个子载波间的相互串扰，各子载波间必须保持足够的频率间隔，这样会降低系统的频率利用率。OFDM系统采用数字信号处理技术，各子载波的产生和接收都由数字信号处理算法完成，极大地简化了系统的结构。另一个优点在于每个载波所使用的调制方法可以不同。各个载波能够根据信道状况的不同选择不同的调制方式，比如BPSK、QPSK、8PSK、16QAM、64QAM 等，实现频谱利用率和误码率之间的最佳平衡为原则。例如，为了保证系统的可靠性，很多通信系统都倾向于选择BPSK 或QPSK 调制，以确保在信道最坏条件下的信噪比要求，但是这两种调制方式的频谱效率很低。OFDM 技术由于使用了自适应调制，可根据信道条件选择不同的调制方式。比如在信道质量差的情况下，采用BPSK等低阶调制技术;而在终端靠近基站时，信道条件一般会比较好，调制方式就可以由B P S K （频谱效率1 b i t / s / H z ）转化成16QAM～64QAM（频谱效率4bit/s/Hz～6bit/s/Hz），整个系统的频谱利用率就会得到大幅度的提高。目前OFDM 也有许多问题亟待解决。其不足之处在于峰均功率比大，导致射频放大器的功率效率较低;对系统中的非线性、定时和频率偏移敏感，容易带来损耗，发射机和接收机的复杂度相对较高等。湖湘学校手机维修 目前移动通信在研究的技术还有很多。如：可变速率调制、平滑调频( TFM)、通用平滑调频(GTFM)。