移动通信中的调制解调技术探究

人的耳朵能够听到的语音频率范围为20～20000Hz，一般认为只要300～3400Hz，就足以表达说话的内容了。如果考虑到语音的原始声音和真实度问题，则需要50～15000Hz的频率范围。声音范围的频率被称作低频或音频。

1.常用的调制解调技术

调制时必须具备调制信号和载波。调制信号可以分为模拟信号和数字信号。可供使用的载波有正弦波和方波。调制方式可以按照调制信号的类型和载波类型的组合来分类。表2-1给出了调制方式的分类情况，可以依照信息的形式、传送线路的特性和对传送质量的要求来选择调制方式。

表2-1 调制方式

载波具有振幅、频率、相位和宽度等要素。调制就是让载波的某一个要素随调制信号变化，如图2-5所示。

图2-5 载波的要素

数字调制是指调制信号为数字基带信号，载波为高频正弦波的调制。与模拟调制相同，数字调制也同样是让载波的振幅、频率或者相位产生变化，但调制信号是1或0。

2.数字移动通信系统的调制方式

经语音编码后的信号是数字信号，此信号向外发送还需要经过调制。应用于移动通信的数字调制技术，按信号相位是否连续可分为相位连续型调制和相位不连续型调制，按信号包络是否恒定可分为恒包络调制和非恒包络调制。在实际应用中，有两类用得最多的数字调制方式：线性调制技术、恒包络（连续相位）调制技术。数字调制技术是振幅和相位联合调制（APM）技术。

图2-6 FSK基本原理示意图

频移键控FSK是数字信号的频率调制，可看成调频的一种特例。产生频移键控信号的基本原理如图2-6所示。

传送编码为10001101，其工作波形如图2-7所示。从图中可以看出，FSK调制相当于D-A转换，经过调制后的数字信号变成了f₁、f₂二值频率变化，显然，这个信号具有模拟信号的特点。

3.高斯最小频移键控GMSK(www.xing528.com)

调制技术中，应用最多的是最小频移键控MSK、平滑调频TFM、高斯最小频移键控GMSK。GSM系统采用高斯最小频移键控GMSK。GMSK与FSK不同之处是：

1）在调制时，使高、低电平所调制的两个频率f₁、f₂尽可能接近，即频移最小，这样可节省频带。

图2-7 FSK工作波形

2）可以控制相位的连续性，在每个码元持续期T_s内，频移恰好引起π/2的相位变化。

3）在MSK调制器之前加入了高斯低通滤波器，因其滤波特性与高斯曲线相似，故以此相称。GMSK信号产生原理如图2-8所示，GMSK调制器电路框图如图2-9所示。

图2-8 GMSK信号产生原理

图2-9 GMSK调制器电路框图

4.解调技术

频移键控调制完成后，接收端如何解调出这个二进制码呢？FSK解调如图2-10所示。

图2-10 FSK解调