移動無線電中的調(diào)制

1、第八章第八章 移動無線電中的調(diào)制技術(shù)移動無線電中的調(diào)制技術(shù)制作者：汪鴻偉制作者：汪鴻偉 陳瑤陳瑤 吳博堯吳博堯 張星張星 許建波許建波華南師范大學(xué)華南師范大學(xué)信息光電子科技學(xué)院信息光電子科技學(xué)院移動通信中電波的調(diào)制移動通信中電波的調(diào)制 在無線通信中，需要傳送的由語言、音樂轉(zhuǎn)換來的屬于低頻的電信號，其頻率范圍從幾十赫到數(shù)千赫，不能直接從天線輻射出去；必須借助于高頻振蕩，由它將低頻信號“攜帶”到空間去，這就是所謂的“調(diào)制”方式。為什么低頻信號不能直接從天線上輻射出為什么低頻信號不能直接從天線上輻射出去呢？去呢？ 電磁波的頻率越高，向外輻射能量的本領(lǐng)就越大； 只有電磁波的頻率足夠高，即波長足夠短，短

2、到與天線的尺寸可以相比擬時（例如，通常采用的“半波振子天線”，天線的總長度應(yīng)為波長的一半），才會有足夠強(qiáng)的電磁能量輻射出去。低頻信號內(nèi)在的原因低頻信號內(nèi)在的原因 上述的低頻信號，所對應(yīng)的波長從十幾公里到幾千公里，要制造如此龐大的天線，是不可能的； 即使有可能把這種低頻信號發(fā)射出去，各個發(fā)射臺所發(fā)送的將是同樣的頻率范圍，互相干擾使接收機(jī)無法選擇所需的信號無線通信實現(xiàn)框圖無線通信實現(xiàn)框圖 接收設(shè)備：從受到減損的接收信號中正確恢復(fù)出原始電信號。 受信者（信宿）：把原始電信號還原成相應(yīng)的消息，如揚(yáng)聲器等。什么是調(diào)制？什么是調(diào)制？ 調(diào)制就是對信號源的信息進(jìn)行處理，使其變?yōu)檫m合于信道傳輸?shù)男问降倪^程。 基

3、帶信號(調(diào)制信號) 載波 已調(diào)信號調(diào)制調(diào)制 vs. vs. 解調(diào)解調(diào) 調(diào)制是通過改變高頻載波的幅度、相位或者頻率，使其隨著發(fā)送者（信源）基帶信號幅度的變化而變化來實現(xiàn)的； 而解調(diào)則是將基帶信號從載波中提取出來以便預(yù)定的接收者（信宿）處理和理解的過程。調(diào)制在無線通信的作用調(diào)制在無線通信的作用 頻譜搬移：將調(diào)制信號轉(zhuǎn)換成適合于傳播的已調(diào)信號； 調(diào)制方式往往決定一個通信系統(tǒng)的性能（對系統(tǒng)的傳輸有效性和可靠性的影響）調(diào)制方式調(diào)制方式 1.對于模擬調(diào)制而言，主要有幅度調(diào)制（調(diào)幅，雙邊帶調(diào)制）和角度調(diào)制（調(diào)頻，調(diào)相）兩種。2.對于數(shù)字調(diào)制而言，主要有脈沖調(diào)制（脈幅調(diào)制，脈寬調(diào)制等）以及增量調(diào)制等等。移動通

4、信中調(diào)制方式的選擇移動通信中調(diào)制方式的選擇 在移動通信環(huán)境中，移動臺的移動使電波傳播條件惡化，特別是快衰落的影響使接收場強(qiáng)急劇變化； 在選擇調(diào)制方式時，必須考慮： 采取抗干擾能力強(qiáng)的調(diào)制方式，能適用于快衰落信道； 占有較小的帶寬以提高頻譜利用率； 帶外輻射要小，以減小對鄰近波道的干擾。主要性能指標(biāo)主要性能指標(biāo)功率有效性功率有效性p帶寬有效性帶寬有效性B主要性能指標(biāo)主要性能指標(biāo)主要性能指標(biāo)主要性能指標(biāo)模擬調(diào)制技術(shù)模擬調(diào)制技術(shù) 模擬通信系統(tǒng)模型 模擬通信系統(tǒng)是利用模擬信號來傳遞信息的通信系統(tǒng)：圖1-4 模擬通信系統(tǒng)模型受信者（信宿）：把原始電信號還原成相應(yīng)的消息解調(diào)器：恢復(fù)原調(diào)制信號幅度調(diào)制（線性

5、調(diào)制）（AM） 使高頻載波信號的振幅隨調(diào)制信號的瞬時變化而變化 即通過用調(diào)制信號來改變高頻信號的幅度大小，使得調(diào)制信號的信息包含入高頻信號之中，通過天線把高頻信號發(fā)射出去，然后就把調(diào)制信號也傳播出去了。 在接收端可以把調(diào)制信號解調(diào)出來，也就是把高頻信號的幅度解讀出來就可以得到調(diào)制信號了調(diào)幅波的調(diào)制過程調(diào)幅波的調(diào)制過程調(diào)幅波的特點及應(yīng)用調(diào)幅波的特點及應(yīng)用 特點：高頻信號幅度很容易被周圍的環(huán)境所影響，所以調(diào)幅信號的傳輸并不十分可靠。在傳輸?shù)倪^程中也很容易被竊聽，不安全。 應(yīng)用：現(xiàn)在這種技術(shù)已經(jīng)比較少被采用；但在簡單設(shè)備的通信中還有采用，比如收音機(jī)中的AM波段就是調(diào)幅波。（大家可以和FM波段的調(diào)頻波

6、相比較，可以看到它的音質(zhì)和FM波段的調(diào)頻波相比會比較差，原因就是它更容易被干擾）角度調(diào)制角度調(diào)制 頻率調(diào)制和相位調(diào)制的總稱； 角度調(diào)制是使正弦載波信號的角度隨著基帶調(diào)制信號的幅度變化而改變； 角度變化的多少/快慢：調(diào)相/調(diào)頻； 載波的幅度保持不變（恒包絡(luò)）。調(diào)頻調(diào)頻 載波信號的頻率隨著調(diào)制信號的幅度變化而改變； 調(diào)制信號幅度變大時，載波信號的頻率也變大（或變?。?調(diào)制信號幅度變小時，載波信號的頻率也變?。ɑ蜃兇螅?；調(diào)相調(diào)相 載波信號的相位隨著調(diào)制信號的幅度變化而改變。 調(diào)制信號幅度變大時，載波信號的相位也變大（或變小）， 調(diào)制信號幅度變小時，載波信號的相位也變?。ɑ蜃兇螅Ｕ{(diào)頻與調(diào)相的關(guān)系調(diào)

7、頻與調(diào)相的關(guān)系 調(diào)頻信號可以被看作調(diào)制信號在調(diào)制前先積分的調(diào)相信號： 先對m(t)積分，再將結(jié)果作為調(diào)相器的輸入即可得到調(diào)頻信號。 先對m(t)微分，再將結(jié)果作為調(diào)頻器的輸入也可得到調(diào)相信號。調(diào)頻信號的產(chǎn)生調(diào)頻信號的產(chǎn)生 直接法： 載波的頻率直接隨著輸入的調(diào)制信號的變化而改變； 間接法 先用平衡調(diào)制器產(chǎn)生一個窄帶調(diào)頻信號，然后通過倍頻的方式把載波頻率提高到需要的水平。FM FM vs. AMvs. AM 在模擬蜂窩移動通信中，調(diào)頻是更為普遍應(yīng)用的角度調(diào)制，這是因為FM不管信號的幅度如何，抗干擾能力都很強(qiáng); 而在調(diào)幅中，正如前面所說的那樣，抗干擾能力要弱得多。 調(diào)頻也有自己的缺點，所以在后來的移

8、動通信技術(shù)中，我們更多地采用了數(shù)字調(diào)制方式來改善信號的傳播數(shù)字調(diào)制技術(shù)數(shù)字調(diào)制技術(shù) 現(xiàn)代移動通信系統(tǒng)都使用數(shù)字調(diào)制技術(shù)； 數(shù)字調(diào)制：把數(shù)字基帶信號變換為數(shù)字帶通信號（已調(diào)信號）的過程。數(shù)字基帶信號-未經(jīng)調(diào)制的信號，它所占據(jù)的頻譜是從零頻或很低頻率開始的。 數(shù)字信號的優(yōu)點： 處理速度的提高（適合機(jī)器處理）； 靈活性高，能適應(yīng)各種業(yè)務(wù)要求； 抗干擾性能得到加強(qiáng)，無噪聲積累； 容易加密，保密性強(qiáng)； 設(shè)備便于集成化、微型化數(shù)字基帶信號數(shù)字基帶信號幾種基本的基帶信號波形：數(shù)字調(diào)制技術(shù)有兩種方法： 利用模擬調(diào)制的方法去實現(xiàn)數(shù)字式調(diào)制； 通過開關(guān)鍵控載波，通常稱為鍵控法?；镜逆I控方式：振幅鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK)、相移鍵控(PSK)數(shù)字調(diào)制可分為二進(jìn)制調(diào)制和多進(jìn)制調(diào)制。二進(jìn)制振幅鍵控（二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK)2ASK)二進(jìn)制頻移鍵控（二進(jìn)