第四章 移动通信数字调制技术

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移动通信中的调制解调

移动通信中的调制解调

移动通信中的调制解调

引言

移动通信是一种无线通信技术,可以实现移动设备之间的语音、数据和图像传输。在移动通信中,调制解调起着重要的作用。调制

解调是将数字信号转换为模拟信号,或将模拟信号转换为数字信号

的过程。

调制的目的

调制是为了适应信道传输的要求和提高信号的抗干扰能力。由

于信道通常是模拟的,而数字信号是离散的,在信道传输时需要将

数字信号转换为模拟信号。调制的目的是将数字信号转换为模拟信号,以便在信道输。

调制的分类

调制可以分为模拟调制和数字调制两种类型。模拟调制是将模

拟信号调制为模拟载波进行传输,常见的模拟调制方式有调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)。数字调制是将数字信号调制为

数字载波进行传输,常见的数字调制方式有二进制振幅移键(ASK)、二进制频移键(FSK)和二进制相移键(PSK)。

解调的目的

解调是将调制过的信号恢复为原始的数字信号。在信道传输中,信号会受到噪声和干扰的影响,解调的目的是将接收到的调制信号恢复为原始的数字信号,以便进行后续的处理和分析。

解调的分类

解调可以分为模拟解调和数字解调两种类型。模拟解调是将模拟调制信号恢复为模拟载波,常见的模拟解调方式有包络检波、相干解调和同步解调。数字解调是将数字调制信号恢复为数字信号,常见的数字解调方式有ASK解调、FSK解调和PSK解调。

调制解调技术在移动通信中的应用

调制解调技术在移动通信中扮演着重要的角色。在移动通信中,调制解调技术被广泛应用于无线传输系统中,如GSM、CDMA和LTE 等。调制解调技术可以通过提高信号的抗干扰能力和提高传输效率,实现可靠和高效的无线通信。

数字调制技术

数字调制技术

数字调制技术

数字调制是指用数字数据调制模拟信号,主要有三种形式:移幅键控法ASK、移频键控法FSK、移相键控法PSK。

幅度键控(ASK):即按载波的幅度受到数字数据的调制而取不同的值,例如对应二进制0,载波振幅为0;对应二进制1,载波振幅为1。调幅技术实现起来简单,但容易受增益变化的影响,是一种低效的调制技术。在电话线路上,通常只能达到1200bps的速率。

频移键控(FSK):即按数字数据的值(0或1)调制载波的频率。例如对应二进制0的载波频率为F1,而对应二进制1的载波频率为F2。该技术抗干扰性能好,但占用带宽较大。在电话线路上,使用FSK可以实现全双工操作,通常可达到1200bps的速率。

相移键控(PSK):即按数字数据的值调制载波相位。例如用180相移表示1,用0相移表示0。这种调制技术抗干扰性能最好,且相位的变化也可以作为定时信息来同步发送机和接收机的时钟,并对传输速率起到加倍的作用

FSK是频移键控调制的简写,即用不同的频率来表示不同的符号。例如2KHz 表示符号0,3KHz表示符号1。

GFSK是高斯频移键控的简写,在调制之前通过一个高斯低通滤波器来限制信号的频谱宽度。

调频:

调幅:

数字调制技术

数字调制技术

二进制移相键控(BPSK)
通常BPSK可表示为:
2 Eb COS (2f c t c ) 0 t Tb Tb 2 Eb COS (2f t ) 0 t T c c b Tb "1" (4.7) "0"
S BPSK
或写成:
S BPSK m(t )
R B B (( b / s) / Hz )
带宽效率有一个基本的上限,由香农定理:
S C B log 2 (1 ) N
其中C为信道容量,B为RF带宽,S/N为信噪比。 可得:
BMAX
C S log 2 (1 ) B N
例:对于GSM系统,B=200kHz,SNR=10dB,则有
与BPSK相似,QPSK也可以通过差分编码来进 行非相干解调。
交错正交四相相移键控(OQPSK)
QPSK信号的幅度是恒定的,然而当QPSK进行 波形成形时,由于实际信道是带限的,要经过 带通滤波,所以限带后的QPSK将失去恒包络 的性质。并且偶尔发生的180度的相移,会导 致信号的包络在瞬时间通过零点,反映在频谱 方面,会出现边瓣和频谱加宽的现象。为了防 止旁瓣再生和频谱扩展,必须使用效率较低的 线性放大器放大QPSK信号。对放大器线性度 敏感。 交错QPSK(OQPSK)对出现旁瓣和频谱加宽 等有害现象不敏感,可以得到效率高的放大。

现代移动通信蔡跃明第三版思考题与习题参考答案chapter_4

现代移动通信蔡跃明第三版思考题与习题参考答案chapter_4

I (+1* +1)

(+—1)

第四章思考题与习题

1. 移动通信对调制技术的要求有哪些?

在移动通信中,由于信号传播的条件恶劣和快衰落的影响, 接收信号的幅度会发生急剧 的变化。因此,在移动通信中必须采用一些抗干扰性能强、误码性能好、频谱利用率高的调 制技术,尽可能地提高单位频带内传输数据的比特速率以适用于移动通信的要求。

具体要求:

① 抗干扰性能要强,如采用恒包络角调制方式以抗严重的多径衰落影响;

② 要尽可能地提高频谱利用率;

③ 占用频带要窄,带外辐射要小;

④ 在占用频带宽的情况下,单位频谱所容纳的用户数要尽可能多;

⑤ 同频复用的距离小;

⑥ 具有良好的误码性能;

⑦ 能提供较高的传输速率,使用方便,成本低。

2. 已调信号的带宽是如何定义的?

信号带宽的定义通常都是基于信号功率谱密度 (PSD)的某种度量,对于已调(带通)信 号,它的功率谱密度与基带信号的功率谱密度有关。假设一个基带信号:

s(t) =Re{g(t)exp(j2二仁切

其中的g(t)是基带信号,设g(t)的功率谱密度为P g (f),则带通信号的功率谱密度如下:

P s (f )二1 P g (f - f c ) P g (-f - f c )l 4

信号的绝对带宽定义为信号的非零值功率谱在频率上占据的范围; 最为简单和广泛使用的带

宽度量是零点-零点带宽;半功率带宽定义为功率谱密度下降到一半时或者比峰值低 3dB 时

的频率范围;联邦通信委员会 (FCC)采纳的定义为占用频带内有信号功率的

99%。 3. QPS K 、OQPSK 的星座图和相位转移图有何差异?

数字调制解调技术基础

数字调制解调技术基础

1.2 数字调制的性能指标
因此,最大可能的BMAX为
对于GSM,B = 200kHz,SNR = 10dB, 则有:
C = = lb(1 + 10) = 3.46(kbit/s)/Hz B
骣 S÷ C = B lb ç 1+ ÷ = 200 lb(1 + 10) = 691.886kbit/s ç ÷ ç 桫 N hBMAX
使用矩形脉冲的QPSK信号的功率谱密度可 以表示为
2 骣 骣 sin π( f - fc )Tb Es 珑 sin π( f - fc )Ts 鼢 鼢 pOQPSK ( f ) = = Eb 珑 鼢 珑 鼢 珑 2 桫 π( f - f c )Ts 桫 π ( f - f c )Tb 2
(6-27)
1.2 数字调制的性能指标
带宽有效性B是反映调制技术在一定的频 带内数字有效性的能力,可表述成在给定 带宽条件下每赫兹的数据通过率:
式中,R为数据速率(bit/s),B为调制射 频RF信号占用带宽。
1.2 数字调制的性能指标
由香农(Shannon)定理:
式中,C为信道容量;B为RF带宽;S/N为 信噪比;lb = loga,a = 2。
6.2.5 交错QPSK(OQPSK)
图9 OQPSK调制器中同相和正交支路时间交 错的波形图
2.5 交错QPSK(OQPSK)

移动通信原理

移动通信原理

移动通信原理

移动通信原理

1. 引言

2. 移动通信系统结构

移动通信系统是由移动终端、基站和核心网组成的。移动终端是用户使用的移动设备,例如方式、平板电脑等。基站是无线信号的发射和接收站点,负责和移动终端进行无线通信。核心网是移动通信系统的中心,负责管理和控制移动终端之间的通信。

3. 无线信道原理

移动通信系统使用的是无线信道进行信息传输。无线信道是指通过无线电波进行传输的信道。无线信道的传播特性会受到多种因素的影响,例如距离、障碍物、多径等。为了提高无线通信的质量,通信系统会采取多种技术来克服这些影响,例如信号编码、调制解调、多址接入等。

4. 调制解调技术

调制解调技术是移动通信中非常重要的技术之一,它将数字信号转换成模拟信号进行传输。常见的调制技术包括调频(FM)、调相(PM)和调幅(AM)。调制技术可以将信号从低频信号转换为高

频信号,以便在无线信道中传输。解调技术则将接收到的信号转换为原始的数字信号。

5. 多址接入技术

多址接入技术是移动通信中实现多用户访问无线信道的关键技术。常见的多址接入技术包括时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)和码分多址(CDMA)。多址接入技术可以使多个用户共享同一个频率带宽的无线信道,提高了无线通信系统的容量和效率。

6. 移动通信网络

移动通信网络是由多个基站和核心网组成的。基站负责与移动终端进行通信,将用户的语音、数据和多媒体信息传输到核心网。核心网负责管理和控制移动通信系统的各个部分,协调基站之间的通信和移动终端的切换。

7. 移动通信标准

移动通信标准是制定移动通信系统中各种技术和规范的组织机构制定的。常见的移动通信标准包括GSM、CDMA2000、WCDMA和LTE 等。这些标准规定了移动通信系统的基本原理、技术和频谱分配,确保了不同厂商的设备之间的互通性。

模拟调制和数字调制

模拟调制和数字调制

模拟调制和数字调制

模拟调制和数字调制是通信领域中重要的技术,用于将原始信号转换为适合传输的信号。本文将介绍模拟调制和数字调制的基本概念、原理和应用。

一、模拟调制

模拟调制是将原始信号(模拟信号)转换为模拟载波信号的过程。模拟信号是连续的,可以采用各种波形表示,如正弦波、方波等。而模拟载波信号是通过调制技术将模拟信号的特征嵌入到载波信号中。

常见的模拟调制技术有幅度调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)。幅度调制是调制信号的幅度变化与原始信号的幅度变化成正比例关系。频率调制是调制信号的频率变化与原始信号的幅度变化成正比例关系。相位调制是调制信号的相位变化与原始信号的幅度变化成正比例关系。

模拟调制广泛应用于广播电视、手机通信等领域。例如,在广播电视中,音频信号经过幅度调制后,可以被传输到接收设备,再经过解调还原为原始音频信号。类似地,手机通信中的语音信号也经过模拟调制后传输。

二、数字调制

数字调制是将原始信号(数字信号)转换为数字载波信号的过程。

数字信号是离散的,由一系列二进制码组成。数字载波信号是由一系列离散的数字值组成,用于表示数字信号的特征。

常见的数字调制技术有振幅移移键控调制(ASK)、频移键控调制(FSK)和相移键控调制(PSK)。ASK是将数字信号的幅度变化与原始信号的二进制码成正比例关系。FSK是将数字信号的频率变化与原始信号的二进制码成正比例关系。PSK是将数字信号的相位变化与原始信号的二进制码成正比例关系。

数字调制在数字通信系统中得到广泛应用。例如,无线局域网中的Wi-Fi技术就采用了OFDM(正交频分复用)调制技术,将数字信号转换为一系列正交的子载波,提高了传输效率和抗干扰性能。此外,数字调制还被用于数字广播、数字电视等领域。

移动通信数字调制技术

移动通信数字调制技术

移动通信中的数字调制技术

调制技术

IS-95 CDMA系统中的QPSK调制技术

摘要:在移动通信中,为了实现数据高速、有效便捷的传输,常采用一种技术——调制。蜂窝移动通信中采用了众多的数字调制技术,在不同的蜂窝半径和应用环境下,移动信道将呈现不同的衰落特性。作为IS-95 CDMA系统使用的QPSK调制技术,它具有较高的频谱利用率、较强的抗干扰性、在电路上实现也较为简单。

关键词:调制;蜂窝移动通信系统;线性调制;QPSK调制

1引言

1.1调制的概念

将待传送的基带信号加到高频载波上进行传输的过程。其简单模型可以表示为:

图1:调制模型

1.2调制的作用

①提高传输性能。低频信号如话音,直接传输时损耗比较大,不适宜长距离传输,通过调制能有效的解决传输问题。

②容易辐射。对于一些无线通信往往要求天线的尺寸和发射信号的波长在同一数量级,天线的长度为1/4波长,如果将基带信号直接通过天线发射,那么天线的长度将是几十至几百公里的数量级,这是不现实的。

③实现多路复用。调制技术反映到频域上就是频带的搬移,通过调制将基带信号搬移到合适的位置,那么在一个较宽的信道中就可以同时传输多路信号,习惯上

称为FDM。

④提高系统的性能。例如抗干扰能力,不同的调制方式具有不同的抗噪声能力,FM对信噪比的改善就比较大。

1.3调制的分类

调制是基带信号加到载波上的过程,而基带信号m(t)可以是模拟信号也可以是数字信号,而载波c(t)可以是连续波(通常称为正弦波),也可以是脉冲波形。当c(t)为正弦波时,m(t)可以改变其幅度、频率或相位中的某一个或两个参数。这样组合起来就会形成多种调制方式。现归纳如下:

移动通信(第五版)(章坚武)第4章

移动通信(第五版)(章坚武)第4章
第4章 数字调制技术
第4章 数字调制技术
4.1 引言
4.2 线性调制技术 4.3 恒包络调制技术 4.4 “线性”和“恒包络”相结合的调制技术 4.5 正交频分复用(OFDM)技术 4.6 扩频调制技术 4.7 在多径衰落信道中的调制性能分析
物信学院 课件制作:蔡彦
第4章 数字调制技术
4.1 引 言
(4-27)
由符号包络为矩形脉冲和余弦脉冲成型的 QPSK 信号的归 一化功率谱密度如图4-8所示。
物信学院 课件制作:蔡彦
第4章 数字调制技术
图4-8 QPSK信号的功率谱密度
物信学院 课件制作:蔡彦
第4章 数字调制技术 4.2.4 偏移四相相移键控(OQPSK) 限带后的 QPSK 已不能保持恒包络。相邻符号之间发 生 180°相移时,经限带后会出现包络过零的现象。反映 在频谱方面,出现边瓣和频谱加宽的现象。为防止出现这 种情况, QPSK 使用效率低的线性放大器进行信号放大是 必要的。 QPSK 的一种改进型是交错 QPSK(OffsetQPSK) 。 OQPSK对出现边瓣和频宽加宽等有害现象不敏感,可以得
物信学院 课件制作:蔡彦
第4章 数字调制技术
图 4-3 差分编码实现
物信学院
课件制作:蔡彦
第4章 数字调制技术
图4-4 DPSK接收机框图
物信学院 课件制作:蔡彦

《数字调制》课件

《数字调制》课件

3 PSK
4 QAM
将数字信号的不同状态映射到不同相位 的载波信号上,常用于无线通信。
将数字信号的多个位组合映射到不同幅 度和相位的载波信号上,常用于高速数 据传输。
数字调制的优点
1
灵活性高
2
数字调制可以根据需要灵活改变调
制方式和参数,适应不同的通信要
求。
3
抗干扰能力强
数字调制技术在传输过程中较好地 抵抗了信道噪声和干扰信号。
数字调制的未来发展趋势
5G通信技术
数字调制将在5G通信技术中 得到广泛应用,实现更高的 速率和更低的延迟。
物联网
数字调制将支持大规模的物 联网设备连接,实现智能化 和自动化的网络通信。
人工智能
数字调制与人工智能技术的 结合将推动通信系统的智能 化和自适应性。
《数字调制》PPT课件
数字调制是一种通过改变信号的某些特性来传输信息的过程。本课件将介绍 数字调制的定义、原理、应用、常用方式、优点、挑战以及未来发展趋势。
什么是数字调制?
数字调制是一种将数字信号转换为模拟信号或其他数字信号以传输信息的过程。它是现代通信 系统中不可或缺的技术。
定义
数字调制是将离散数字信 号转换为连续模拟或数字 信号的过程。
误码率低
数字调制技术有效地减少了传输中 的误码率,提高了信息传输的可靠 性。
数字调制的挑战

数字通信原理04-调制与解调_范

数字通信原理04-调制与解调_范

已知某调频波S(t)=20cos[2×108πt+8cos4000πt], 试确定已调信号功率、调制指数、最大频偏和信号带。 基带信号为单频时,FM信号一般形式:
S (t ) Acos[ c t FM sinm t]
本题FM信号表达式: S (t ) 20cos[2108 pt 8 cos4000 pt ] 调频指数: FM 8 基带信号带宽: f m 2000Hz FM信号功率:
C( )
信源
调制
发滤波器
信道 n(t)
收滤波器
解调 调制
信宿
图4-2模拟调制系统模型
第4章 调制解调
4.1.1 幅度调制与解调
AM因为其调制解调实现简单,曾经成为人们 获取信息的重要方式,利用非常容易找到的材料 自制AM收音机。
图4-3自制简易矿石收音机
第4章 调制解调
4.1.1 幅度调制与解调
(4)FM调制、解调的实现
调频信号的解调有相干解调和非相干解调两种。相 干解调仅适用于窄带调频信号,且需同步信号;而非相 干解调适用于窄带和宽带调频信号,而且不需同步信号, 因而是FM系统的主要解调方式。 由于调频信号的瞬时频率正比于调制信号的幅度, 因而调频信号的解调器必须能产生正比于输入频率的输 出电压,最简单的解调器是具有频率-电压转换特性的鉴 频器。
4.1.1

4-移动通信的基本技术

4-移动通信的基本技术

4.5.1分集技术
宏分集(多基站分集):用于蜂窝通信克服慢衰落。慢衰落
是由阴影区引起的,具体做法是把多个基站设置在不同的地理
位置上和方向上,并同时和小区内的移动台进行通信。利用了 在各个方向上的信号传播不同时出现严重慢衰落。
4.5.1分集技术
微分集是以减小即快衰落为目的,应用于各种无线通信系统。
4.4数字调制技术
调制的原因及调制信号带宽的定义
ASK频谱的形状 a)基带信号的时间波形 b)调制信号的频谱
a)3dB等效带宽 b)等效噪声带宽
4.4数字调制技术
ASK(幅度键控) 不恒定 包络 MASK QAM(正交幅度) MQAM BFSK 数字 调制 FSK(移频键控) MFSK BPSK PSK(移相键控非 连续相位路径) QPSK MPSK OQPSK π/4-QPSK DQPSK
4.3 信道编码和交织技术
实例:GSM系统的编码
4.3 信道编码和交织技术
无线系统中常见的两类误码:

随机性误码:它是单个码元错误,并且随机地发生,主
要由噪声引起;

突发性误码:长串连续的块状误码!!!主要是由于衰 落或阴影造成的。
祸不单行啊,怎么办
移动台的语音信号处理过程
GSM系统中MS语音信号处理过程
4.4数字调制技术
各数字调制方式的频带利用率及BER性能

北京工业大学移动通信作业答案

北京工业大学移动通信作业答案

北京⼯业⼤学移动通信作业答案

第⼀章绪论

1、移动通信的⼯作⽅式主要有⼏种?蜂窝式移动通信系统采⽤哪种⽅式?双⼯⽅式分类。答:移动通信的⼯作⽅式:单⼯、双⼯、半双⼯。

蜂窝式移动通信系统采⽤双⼯。

双⼯⽅式分类:时分双⼯(TDD)、频分双⼯(FDD)。

2、什么叫移动通信?有哪些主要特点?

答:移动通信是指通信双⽅中⾄少有⼀⽅在移动中(或暂时停留在某处)进⾏信息传递的通信⽅式,成为现代通信中发展最快的通信⼿段之⼀。

特点:利⽤⽆线电波进⾏信息传输;在强⼲扰环境(外部⼲扰+内部⼲扰)下⼯作;⽆线电频率资源⾮常有限;提⾼通信容量;对移动终端设备要求⾼,必须适合移动环境;系统复杂,⽹络管理和控制必须有效。

3、1G、2G、3G、4G移动通信系统的主要特点对⽐。

答:1G:全⾃动拨号,全双⼯⽅式,越区频道转换,⾃动漫游。是模拟通信系统,采⽤⼩区制,蜂窝组⽹,多址接⼊⽅式为频分多址FDMA,调制⽅式为FM。

2G:数字移动通信系统;采⽤⼩区制,微蜂窝组⽹;能够承载低速的数据业务;调制⽅式有GMSK、QPSK等;多址接⼊⽅式为时分多址TDMA和码分多址CDMA;采⽤均衡技术和RAKE接收技术,抗⼲扰多径衰落能⼒强;保密性好。

3G:微蜂窝结构,宽带CDMA技术;调制⽅式QPSK⾃适应调制;多址⽅式主要是CDMA,电路交换采⽤分组交换;具备⽀持多媒体传输能⼒的要求。

4G:是⼀个可称为宽带接⼊和分布式⽹络,是功能集成的宽带移动通信系统,是⼴带⽆线固定接⼊、⼴带⽆线局域⽹、移动⼴带系统和互操作的的⼴播⽹络,是⼀个全IP的⽹络结构,包括核⼼⽹和⽆线接⼝,采⽤多种新的技术和⽅法来⽀撑。

移动通信系统中的调制技术

移动通信系统中的调制技术

移动通信系统中的调制技术

在当今高度互联的世界中,移动通信已经成为我们生活中不可或缺

的一部分。从简单的语音通话到高清视频流、在线游戏和各种智能应用,移动通信技术的不断发展让我们能够随时随地与世界保持联系。

而在这一庞大的通信系统背后,调制技术扮演着至关重要的角色。

那么,什么是调制技术呢?简单来说,调制就是将信息(比如语音、图像、数据等)加载到适合在通信信道中传输的高频载波信号上的过程。这个过程就像是把货物(信息)装进合适的车辆(载波信号),

以便它们能够在道路(通信信道)上顺利运输。

在移动通信系统中,常用的调制技术有多种。其中,幅度调制(AM)和频率调制(FM)是比较早期和基础的调制方式。幅度调制

通过改变载波信号的幅度来携带信息,而频率调制则是通过改变载波

信号的频率来实现信息的传递。

然而,随着移动通信需求的不断增长和技术的进步,更复杂和高效

的调制技术逐渐崭露头角。例如,相位调制(PM)就是一种重要的调

制方式。它通过改变载波信号的相位来传输信息。相比幅度调制和频

率调制,相位调制具有更高的频谱效率,能够在有限的带宽内传输更

多的信息。

而在现代移动通信系统中,数字调制技术得到了广泛的应用。其中,最常见的数字调制技术包括幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)和相

移键控(PSK)。幅移键控通过改变载波信号的幅度来表示不同的数字信号,频移键控则是通过改变载波信号的频率来实现数字信号的传输,相移键控则是依靠改变载波信号的相位来传递数字信息。

在移动通信中,正交振幅调制(QAM)是一种非常重要的调制技术。QAM 同时利用了振幅和相位的变化来传输信息,从而大大提高了数据

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Eb p n0
Performance of a modulation scheme
• Bandwidth efficiency
– Describes the ability of a modulation scheme to accommodate data within a limited bandwidth. – Is defined as the ratio of the throughput data rate per Hertz in a given bandwidth.
an an 1 xn 1 xn an an 1 xn 1 k

n (t ) an
t xn 2Tb
Assume x0=0, then xn=0 or ±п
t 在任一个码元期间内,
的变化量总是 2 1 时,增大 2
SiБайду номын сангаасnaling
Voice GMSK
2FSK
FM Down lnk Up lnk QPSK OQPSK
Factors that influence the choice of digital modulation • Low bit error rates at low received signal-to-noise ratios • Occupies a minimum of bandwidth • Easy and cost-effective to implement Existing modulation schemes do not simultaneous satisfy all of these requirements. Tradeoffs must be made.
s1 (t ) A cos 2f1t S FSK (t ) s2 (t ) A cos 2f 2t 传“1”时(an 1) 传“0”时(an 1)
(n 1)Tb t nTb
Tb为码元宽度
• Wave forms
f 2 2 f1
Spectrum and bandwidth of BFSK signals
The upper bound on bandwidth efficiency
• Shannon’s channel coding theorem states that for an arbitrary small probability of error, the maximum possible bandwidth efficiency is limited by the noise in the channel, and is given by the channel capacity formula.
R B B
(bps / Hz )
The system capacity of a digital mobile communication system is directly related to the bandwidth efficiency of the modulation scheme. Since a modulation with a greater value of ηB will transmit more data in a given spectrum allocation.
Pulse Shaping Techniques
• Band limited • ISI free or minimum
Nyquist Pulses for zero-ISI
Raised Cosine Spectrum
RF signal using Raised Cosine
Gaussian pulse-shapes
Classification
Analog
AM FM PM
Continuous
ASK FSK digital Modulation PSK Other efficient: MSK,QAM,OFDM PAM Analog Pulse PCM PDM PPM
digital
DM
Other: ADPCM, LPC
Modulation techniques in Cellular System
Signaling AMPS 1G TACS GSM IS-95 Systems 2G DAMPS PDC CDMA2000 3G TS-SCDMA WCDMA Pi/4-DQPSK Pi/4-DQPSK data ss QPSK, 16PSK, 16QAM data ss U:BPSK, D:QPSK QPSK/OQPSK U:BPSK, D:QPSK QPSK/OQPSK Voice 2FSK FM
Performance of a modulation scheme
• Power efficiency
– Describes the ability of a modulation technique to preserve the fidelity(保真度) of the digital message at low power levels. – Is often expressed as the ratio of the signal energy per bit to noise power spectral density (Eb/N0) required at the receiver input for a certain probability of error.
Two FSK signals vH(t) and vL(t) are said to be orthogonal if T
v
0
H
(t )vL (t )dt 0
The expressions of MSK signal in time domain
1 s1 (t ) A cos 2 ( f c 4T )t b S FSK (t ) s (t ) A cos 2 ( f 1 )t 2 c 4Tb 传“1”时(an 1) 传“0”时(an 1)
Binary Frequency Shift Keying (BFSK)
• The frequency of a constant amplitude carrier signal is switched between two values according to the two possible message states (“0” or “1”). • The expression in time domain:
Chapter 4 Modulation techniques for Mobile Radio
LI-Yicai Chongqing Jiaotong University
An Overview
• Modern mobile communication systems use digital modulation techniques.
• The transmission bandwidth BT of an FSK signal is:
BT 2f 2B 2(f R)
• If a raised cosine pulse-shaping filter is used, the bandwidth reduces to:
B max
C S log 2 1 B N
Note that C is the capacity in bps, B is the RF bandwidth in Hz, and S/N is the signal-to-noise ratio (not in dB) Example: p280 6-6 and 6-7
Phase changing in MSK
• Because MSK is a special type of continuous phase-frequency shift keying. • So when t nTb
n 1 (nTb ) n (nTb )
n xn xn 1 (an 1 an ) 2
– VLSI & DSP have made digital modulation more cost effective than analog transmission systems.
– More advantages in digital modulation • Greater noise immunity • Robustness to channel impairments • Easier multiplexing of various forms of information • Greater security • Digital modulation offers error controlling • Can use equalization techniques to improve the performance of the overall communication link • New techniques made it possible to implement digital modulator and demodulator completely in software
OR
S MSK (t ) A cosct an 2T t b
• Assume that the initial phase is xn. the general form of MSK expression also can be presented as:
ak
ak 1 时,减小 2
信息发射速率为1000Baud,载波频率为2000Hz,试画出MSK已 调调制信号波形及相位轨迹图。
S MSK (t ) A cosct an 2T t xn b
In the expression,
n (t ) an 2T t xn b
Is called excess phase or Instantaneous phase.
Constant Envelope Modulation
• The constant envelope family of modulation has the advantage of satisfying a number of conditions, some of which are:
– Power efficient Class C amplifiers can be used – Low out-of-band radiation of the order of -60 dB to -70 dB can be achieved
BT 2f (1 ) R
FSK Coherent Detection
Noncoherent FSK
Minimum Shift Keying (MSK)
• MSK is a special type of continuous phasefrequency shift keying. • The peak frequency deviation is equal to ¼ the bit rate.( or the modulation index is 0.5 kFSK=(2△F)/Rb • name minimum shift keying implies the minimum frequency separation that allows orthogonal detection.
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