第二章3G關(guān)鍵技術(shù)第三講

其次章 3G關(guān)鍵技術(shù)2.5信道編碼技術(shù)

2.4信源編碼技術(shù)

2.3數(shù)字調(diào)制技術(shù)

2.2擴(kuò)頻通信系統(tǒng)

2.1移動(dòng)通信信道

2.6功率限制技術(shù)2.7發(fā)送接收技術(shù)

2.8蜂窩組網(wǎng)技術(shù)

信源編碼信道編碼信道解碼信源解碼調(diào)制解調(diào)信源數(shù)字調(diào)制技術(shù)11、定義調(diào)制是使信號(hào)f(t)限制載波的某一個(gè)(或N個(gè))參數(shù)，使這個(gè)參數(shù)依據(jù)信號(hào)f(t)的規(guī)律變更的過程。目的：將原始電信號(hào)變換成頻帶適合信道傳輸?shù)男盘?hào)作用：頻譜搬移，多路復(fù)用、頻率安排2、分類：按調(diào)制信號(hào)：原始基帶信號(hào)

模擬調(diào)制：調(diào)制信號(hào)為連續(xù)型的模擬信號(hào)；調(diào)制信號(hào)取值連續(xù)數(shù)字調(diào)制：調(diào)制信號(hào)為脈沖型的數(shù)字信號(hào)；調(diào)制信號(hào)取值離散數(shù)字調(diào)制技術(shù)22、分類：調(diào)制按載波可分為兩大類：（1）正弦波調(diào)制：用正弦高頻信號(hào)作為載波；（2）脈沖調(diào)制：用脈沖串構(gòu)成一組數(shù)字信號(hào)作為載波。

正弦波模擬調(diào)制正弦波數(shù)字調(diào)制脈沖模擬調(diào)制脈沖數(shù)字調(diào)制數(shù)字調(diào)制技術(shù)3調(diào)制方式用途連續(xù)波調(diào)制幅度調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅AM廣播雙邊帶抑制載波DSB立體聲廣播單邊帶調(diào)制SSB載波通信、無線電臺(tái)、數(shù)傳殘留邊帶調(diào)制VSB電視廣播、數(shù)傳、傳真角度調(diào)制頻率調(diào)制FM微波中繼、衛(wèi)星和移動(dòng)通信相位調(diào)制PM中間調(diào)制方式數(shù)字調(diào)制幅移鍵控ASK數(shù)據(jù)傳輸頻移鍵控FSK數(shù)據(jù)傳輸相移鍵控PSKDPSK數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)字微波、空間通信現(xiàn)代調(diào)制系統(tǒng)QAM、GMSK和MSK等數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)字微波通信、衛(wèi)星通信和數(shù)字移動(dòng)通信等脈沖調(diào)制脈沖模擬調(diào)制脈幅調(diào)制PAM中間調(diào)制方式、遙測脈寬調(diào)制PDM(PWM)中間調(diào)制方式、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)微波通信脈位調(diào)制PPM遙測、光纖傳輸脈沖數(shù)字調(diào)制脈碼調(diào)制PCM市話、衛(wèi)星、空間通信增量調(diào)制M軍用、民用通信新方式DPCM、LPC等圖像、話的編碼常用調(diào)制方式及用途

一、解調(diào)的定義和分類解調(diào):是將位于載頻的信號(hào)頻譜再搬回來，并且不失真地復(fù)原出原始信號(hào)。分類：三種方式：相干解調(diào)、非相干解調(diào)和載波插入法解調(diào)二、相干解調(diào)1、定義相干解調(diào)：是指為了不失真地的復(fù)原調(diào)制信號(hào)，要求本地載波和接收信號(hào)的載波必需保持同頻同相，這種方法稱為相干解調(diào)2、數(shù)學(xué)模型cos(0t+φ)fd(t)S(t)P(t)LPF×數(shù)字調(diào)制技術(shù)43、原理已調(diào)信號(hào)乘法器輸出通過LPF后當(dāng)θ＝φ＝常數(shù)時(shí)數(shù)字調(diào)制技術(shù)5調(diào)制器m(t)C(t)sm

(t)數(shù)字基帶信號(hào)正弦載波數(shù)字調(diào)制技術(shù)61、數(shù)學(xué)表達(dá)式在幅移鍵控中，載波幅度隨調(diào)制信號(hào)而變更，即用二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)的“1”和“0”限制載波的通和斷，所以又稱之為通—斷鍵控(OOK)。2ASK信號(hào)的表達(dá)式可寫為“1”“0”二進(jìn)制振幅調(diào)制(2ASK)數(shù)字調(diào)制技術(shù)7OOK是正弦載波的幅度隨數(shù)字基帶信號(hào)而變更的數(shù)字調(diào)制2、2ASK的波形及功率譜數(shù)字調(diào)制技術(shù)8二進(jìn)制振幅調(diào)制(2ASK)2、波形和功率譜f-f0PASK(f)2fsf0f2fsfs0-fs-2fsSf(f)2ASK的功率譜(a)基帶信號(hào)的功率譜

(b)已調(diào)信號(hào)的功率譜二進(jìn)制振幅調(diào)制(2ASK)數(shù)字調(diào)制技術(shù)91、表達(dá)式用二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)去限制正弦載波的載頻稱為二進(jìn)制移頻鍵控（2FSK）。在二進(jìn)制頻移鍵控中載波的頻率受調(diào)制信號(hào)的限制。二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)的“1”對(duì)應(yīng)載波頻率f1，“0”對(duì)應(yīng)于載頻f2。其時(shí)域表達(dá)式可寫為“0”“1”二進(jìn)制頻移鍵控(2FSK)數(shù)字調(diào)制技術(shù)10tS2FSK(t)10011f1f2f2f1f1TsA-A02FSK信號(hào)的波形圖二進(jìn)制頻移鍵控(2FSK)2、波形及頻譜數(shù)字調(diào)制技術(shù)11f-f1f1f2-f2P2FSK(f)02FSK功率譜示意圖

f2fsfs0-2fs-fsSf(f)2、波形及頻譜二進(jìn)制頻移鍵控(2FSK)數(shù)字調(diào)制技術(shù)12用二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)限制正弦載波的相位稱為二進(jìn)制移相鍵控，記為2PSK或BPSK一、二進(jìn)制確定調(diào)相2PSK1、表達(dá)式“確定調(diào)相”是利用載波的不同相位干脆去表示相應(yīng)的數(shù)字信息，發(fā)送二進(jìn)制符號(hào)1時(shí)，取0相位，發(fā)送二進(jìn)制符號(hào)0時(shí)，取π相位。其時(shí)域表達(dá)式為：“1”“0”二進(jìn)制相移鍵控(2PSK)數(shù)字調(diào)制技術(shù)132、波形及功率譜t(a)101100101f(t)t(b)SPSK(t)A-A

2PSK的波形圖

二進(jìn)制相移鍵控(2PSK)數(shù)字調(diào)制技術(shù)14二進(jìn)制相移鍵控(2PSK)數(shù)字調(diào)制技術(shù)153、產(chǎn)生方法模擬調(diào)制法和相移鍵控法f(t)

Acosω0t單/雙SPSK(t)

SPSK(t)ω0f(t)振蕩器移相

(a)模擬調(diào)相法（b）相移鍵控法。二進(jìn)制相移鍵控(2PSK)數(shù)字調(diào)制技術(shù)164、解調(diào)LPFAcos(ω0t+)定時(shí)抽樣SPSK

(t)

抽樣判決BPF輸出(a)相干解調(diào)二進(jìn)制相移鍵控(2PSK)數(shù)字調(diào)制技術(shù)17二、二進(jìn)制相對(duì)調(diào)相2DPSK1、定義相對(duì)調(diào)相是利用前后相鄰碼元載波相位的相對(duì)變更來表示數(shù)字信號(hào)。相對(duì)相位△φ：是指本碼元的初相與前一碼元的初相(或終相)的相位差。二進(jìn)制相移鍵控(2PSK)表達(dá)式：數(shù)字調(diào)制技術(shù)182、波形(a)t(b)SDPSK

(t)t101100101f(t)002DPSK的波形二進(jìn)制相移鍵控(2PSK)數(shù)字調(diào)制技術(shù)19其次章 3G關(guān)鍵技術(shù)2.5信道編碼技術(shù)

2.4信源編碼技術(shù)

2.3數(shù)字調(diào)制技術(shù)

2.2擴(kuò)頻通信系統(tǒng)

2.1移動(dòng)通信信道

2.6功率限制技術(shù)2.7發(fā)送接收技術(shù)

2.8蜂窩組網(wǎng)技術(shù)

目的：壓縮數(shù)據(jù)率，去除信號(hào)中的冗余度，提高傳輸?shù)挠行?。任?wù)：將信源輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)（模數(shù)轉(zhuǎn)換，A/D）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮信源編碼技術(shù)1語音編碼分類依據(jù)編碼器的實(shí)現(xiàn)機(jī)理，分成三大類波形編碼參數(shù)編碼混合編碼信源編碼技術(shù)21、波形編碼從語音信號(hào)的波形動(dòng)身，對(duì)波形的抽樣值、預(yù)料值、預(yù)料誤差進(jìn)行編碼，它以重建語音波形為目的，力圖使重建波形接近原信號(hào)波形。特點(diǎn)：利用抽樣定理，復(fù)原原始信號(hào)的波形信源編碼技術(shù)3優(yōu)點(diǎn)：適應(yīng)實(shí)力強(qiáng)，重建語音質(zhì)量好缺點(diǎn)：編碼速率較高類型：PCM，自適應(yīng)增量調(diào)制（ADM），自適應(yīng)差分編碼調(diào)制（ADPCM），自適應(yīng)預(yù)料編碼APC速率通常在16------64kbit/s范圍信源編碼技術(shù)4脈沖編碼調(diào)制（PCM）定時(shí)信道譯碼LPF噪聲n(t)抽樣量化編碼A/DD/ASNiS0N0對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行抽樣、量化、編碼的過程稱為脈沖編碼調(diào)制(PCM)，或簡稱為脈碼調(diào)制。信源編碼技術(shù)5圖解分析f(t)t246(a)t2t464664322fq(t)量化樣值2t46單極性碼PCM抽樣、量化、編碼波形圖2464.26.36.14.22.51.81.9fS(t)準(zhǔn)確樣值(b)(c)(d)012345670123456701234567信源編碼技術(shù)6PCM的過程

抽樣：按抽樣定理要求選擇抽樣點(diǎn)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行抽樣。

把時(shí)間連續(xù)————時(shí)間離散

量化：利用預(yù)先規(guī)定的有限個(gè)電平值來表示模擬抽樣值的過程。把取值連續(xù)———取值離散編碼：把經(jīng)量化得到的信號(hào)電平值轉(zhuǎn)換成數(shù)字代碼的過程

信源編碼技術(shù)72.參數(shù)編碼

提取語音的一些特征信息進(jìn)行編碼，在收端利用這些特征參數(shù)合成語音。優(yōu)點(diǎn)：編碼速率低。缺點(diǎn)：語音的音質(zhì)和自然度較差，很難辨別說話人。（有確定的可懂度)類型:LPC線性預(yù)料編碼速率通常是在4kbit/s以下信源編碼技術(shù)83.混合編碼介于波形編碼和參數(shù)編碼的一種編碼。即在參數(shù)編碼的基礎(chǔ)上引入了波形編碼的一些特征。波形編碼+參數(shù)編碼可在4----16kbit/s范圍內(nèi)達(dá)到良好的語音質(zhì)量類型：子帶編碼信源編碼技術(shù)9語音編碼技術(shù)是數(shù)字移動(dòng)通信的基礎(chǔ)，其意義： 提高通話質(zhì)量（數(shù)字化＋信道編碼糾錯(cuò)） 提高頻譜利用率（低碼率編碼） 提高系統(tǒng)容量（低碼率，語音激活技術(shù)）移動(dòng)通信對(duì)語音編碼的要求： 編碼速率低，話音質(zhì)量好 抗噪聲干擾和抗誤碼的實(shí)力強(qiáng) 編譯碼延時(shí)小 編譯碼器困難度低，便于大規(guī)模集成 功耗小，以便應(yīng)用于手持機(jī)信源編碼技術(shù)10在低比特率語音編碼中，有4個(gè)參數(shù)是很重要的，即比特率、質(zhì)量、困難度和處理時(shí)延。1．?dāng)?shù)據(jù)比特率數(shù)據(jù)比特率越低，壓縮倍數(shù)越大，通話的話路越多，移動(dòng)通信系統(tǒng)越有效。降低比特率的方法：自適應(yīng)傳輸，語音激活技術(shù)。信源編碼技術(shù)112．語音質(zhì)量評(píng)估當(dāng)前世界上流行的語音質(zhì)量評(píng)估方法是接受原CCITT提議的從1級(jí)到5級(jí)的主觀評(píng)定的方法。這就是“平均評(píng)價(jià)得分”（MeanOpinionScore），簡稱MOS。達(dá)到4級(jí)以上就可以進(jìn)公共骨干網(wǎng)，達(dá)到3.5級(jí)以上可以基本進(jìn)入移動(dòng)通信網(wǎng)。信源編碼技術(shù)123．語音編碼器的困難度和處理時(shí)延語音數(shù)字編碼的算法通常用數(shù)字信號(hào)處理器（DSP