通信工程師終端與業(yè)務(wù)多進(jìn)制調(diào)制技術(shù)

　　　在線輔導(dǎo)　面授招生　考試大綱　指定教材　試題匯總

1.2.3 多進(jìn)制調(diào)制技術(shù)
現(xiàn)代調(diào)制技術(shù)的進(jìn)展，已經(jīng)開始走出僅僅對(duì)相位或頻率單一調(diào)制的方式，而通過同時(shí)改 變發(fā)射載波的包絡(luò)和相位(或頻率)來傳輸基帶數(shù)字信號(hào)。由于包絡(luò)和相位的改變提供了兩個(gè)自由度，這樣的調(diào)制技術(shù)可以將基帶信息數(shù)據(jù)映射到4種或更多參數(shù)改變的射頻載波信號(hào)上 ，因此，這種調(diào)制技術(shù)稱之為多進(jìn)制調(diào)制，它與單獨(dú)的相位調(diào)制或頻率調(diào)制相比，有更高的信息數(shù)據(jù)傳送能力。多進(jìn)制調(diào)制技術(shù)特別適合于追求頻帶利用率的帶寬受限的通信信道。
在多進(jìn)制調(diào)制方式中，按載波被調(diào)制的是幅度、相位還是頻率，分別稱為多進(jìn)制頻率調(diào)制、多進(jìn)制相位調(diào)制和多進(jìn)制正交幅度調(diào)制。同時(shí)改變載波的幅度和相位的調(diào)制方法是目前移動(dòng)通信調(diào)制技術(shù)研究的熱門課題。
(1)多進(jìn)制頻率(MFSK)調(diào)制 MFSK調(diào)制信號(hào)為：

其中，對(duì)于某些固定的ncfc=nc/2Ts。M個(gè)傳輸信號(hào)具有相同的能量和時(shí)間長度，信號(hào)頻率彼此間隔1/2TsHz，相互正交。MFSK信號(hào)可以用相干或非相干的方法檢測(cè)。MFSK信號(hào)的 帶寬效率隨著M的增加而降低。如果它的M個(gè)信號(hào)都是正交的，互不干擾，功率效率隨著M增加而增加。另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是MFSK信號(hào)可用非線性放大器進(jìn)行放大，不會(huì)引起性能降低。
目前，采用正交頻分復(fù)用(OFDM)方式作為提供高功率效率和高傳輸速率的多址接入技術(shù)，可以說是正交MFSK調(diào)制技術(shù)的演進(jìn)，啟發(fā)人們將公式(1)中的每一個(gè)頻率都采用二進(jìn)制數(shù) 據(jù)調(diào)制，這樣就構(gòu)成多路并行載波，每個(gè)載波都攜帶了用戶的信息，因此，它可在一個(gè)信道 內(nèi)傳送大量用戶的信息。
(2)多進(jìn)制相位(MPSK)調(diào)制  MPSK調(diào)制是多進(jìn)制相位調(diào)制，載波相位按信息數(shù)據(jù)比特，取M個(gè)可能相位值中的一個(gè)，即θi=2(i－1)π/M,i=1,2,…M。那MPSK一次調(diào)制可傳送log2M比特的信息數(shù)據(jù)，調(diào)制信號(hào)為：

本正交信號(hào)。因此，調(diào)制信號(hào)的星座圖是二維的，所有信號(hào)點(diǎn)均勻分布在以原點(diǎn)為中心， 為半徑的圓周上。
MPSK信號(hào)功率譜密度可以用類似處理BPSK和QPSK調(diào)制的方法得到，矩形脈沖的MPSK信號(hào)功率譜密度為：

從上式(3)可知，在數(shù)據(jù)速率不變的情況下，MPSK信號(hào)的主瓣隨著M的增加而減小，即帶 寬效率隨之增加。但M增加意味著星座圖上的點(diǎn)更加緊密，功率效率因而降低。為此，如果 在移動(dòng)通信系統(tǒng)中采用GMSK調(diào)制方式，需要使用導(dǎo)頻或均衡，需要有比BPSK等一維調(diào)制信號(hào) 更高的解調(diào)處理能力。所以，在目前的移動(dòng)系統(tǒng)中，MPSK調(diào)制方式并沒有應(yīng)用。
(3)多進(jìn)制正交幅度調(diào)制(QAM)
在MPSK調(diào)制中，由于傳輸信號(hào)的幅度保持恒定，它的星座圖是圓形的。隨著M的增大 ，星座圖上矢量端點(diǎn)之間的最小距離隨之減小，會(huì)造成解調(diào)性能下降。如果我們充分利用整 個(gè)星座平面，將矢量端點(diǎn)合理分布，則有可能在不減少最小距離的情況下增加信號(hào)矢量的端 點(diǎn)數(shù)目，從而提高信息數(shù)據(jù)傳輸能力。基于上述概念可以同時(shí)改變載波的相位和幅度，獲得 一種新的調(diào)制方法，稱為QAM。
QAM調(diào)制方式與MPSK調(diào)制方式一樣具有很高的頻譜利用率，其功率譜和帶寬效率也與MPSK調(diào)制方式相同，而功率效率優(yōu)于MPSK。但是，QAM調(diào)制方式存在載波恢復(fù)和自動(dòng)增益控制方面的問題，在無線通信系統(tǒng)中必須使用導(dǎo)頻信號(hào)或均衡處理，因此現(xiàn)有的蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng) 沒有采用。隨著無線IP通信業(yè)務(wù)的高速數(shù)據(jù)速率的傳輸需求，采用微蜂窩和微微蜂窩，使得 無線信道的傳輸特性發(fā)生了很大的變化，在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間就容易建構(gòu)很強(qiáng)的主徑信號(hào) 分量，現(xiàn)在正被廣泛研究。
應(yīng)該看到，在瑞利衰落環(huán)境中，即使信噪比高，QAM傳輸也會(huì)因?yàn)闊o線信道的深衰落而造成解調(diào)產(chǎn)生突發(fā)錯(cuò)誤。為此，可以采用功率控制技術(shù)，根據(jù)信道情況改變傳輸信號(hào)功率，使得傳輸過程中的星座圖上矢量端點(diǎn)改變盡量小，改善解調(diào)性能，稱為可變功率QAM調(diào)制方式。但是，增加發(fā)射功率會(huì)增加同信道干擾，造成系統(tǒng)容量下降。對(duì)此，提出了根據(jù)信道情 況改變調(diào)制的電平數(shù)量，即信道條件好時(shí)，增加星座圖上矢量端點(diǎn)數(shù)，而在衰落時(shí)，減少星 座圖上矢量端點(diǎn)數(shù)，使得系統(tǒng)的誤碼性能保持穩(wěn)定，發(fā)射功率也基本恒定的自適應(yīng)QAM調(diào)制 方式及可變速率QAM調(diào)制方式。這意味著在快衰落時(shí)，為保持 BER近似不變，而減小數(shù)據(jù)速 率；在慢衰落時(shí)，增加數(shù)據(jù)速率。在平坦衰落信道中，自適應(yīng)調(diào)制可以達(dá)到高的系統(tǒng)通信流量?？勺兯俾?、可變功率的QAM方式與非自適應(yīng)調(diào)制方式相比，可以有20dB的功率增益。

返回目錄： 蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)調(diào)制解調(diào)技術(shù)的研究論文

編輯推薦：

 通信工程師考試終端與業(yè)務(wù)培訓(xùn)營銷文案寫作匯總

  通信工程師考試現(xiàn)代通信市場(chǎng)營銷環(huán)境

    終端與業(yè)務(wù)考試培訓(xùn)通信市場(chǎng)購買行為分析

  終端與業(yè)務(wù)考試通信市場(chǎng)調(diào)研與決策