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第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
远古时代,远距离的传递消息是以书信的形式来完成的,这种通信方式明显具有传递时间
长的缺点。为了在尽量短的时间内传递尽量多的消息,人们不断地尝试所能找到的各种最新
技术手段。1837 年发明的莫尔斯电磁式电报机标志着电通信的开始,之后,利用电进行通信
的研究取得了长足的进步。1866 年利用海底电缆实现了跨大西洋的越洋电报通信。1876 年
贝尔发明了电话 ,利用电信号实现了语音信号的有线传递,使信息的传递变的既迅速又准
确,这标志着模拟通信的开始,由于它比电报更便于交流使用,所以直到 20 世纪前半叶这
种采用模拟技术的电话通信技术比电报的到了更为迅速和广泛的发展。1937 年瑞威斯发明
的脉冲编码调制标志数字通信的开始。20 世纪 60 年代以后集成电路、电子计算机的出现,
使得数字通信迅速发展。在 70 年代末在全球发展起来的模拟移动电话在 90 年代中期被数字
移动电话所代替,现有的模拟电视也正在被数字电视所代替。数字通信的高速率和大容量等
各方面的优越性也使人们看到了它的发展前途。
目前数字移动通信系统采用的调制技术主要有两大类:恒包络调制技术和线性调制技
术。恒包络调制技术是指其射频已调波信号具有恒定包络的特性
[1]
。它避开了线性的要求,
可使用高效率 C 类功率放大器,降低了放大器的成本。其中有代表性的为最小频移键控
(MSK)高斯滤波最小频移键控(GMSK)、平滑调频(TFM)等
[3]
。线性调制技术可用于
线性移动无线通信。从基带频率变换到无线载频以及放大到发射电平,都需要高度的线性,
即低的失真,因此,设计难度和成本较高,但线性调制方法比非线性调制方法有更高的频谱
利用率。其中有代表性的为二相移相键控(BPSK)、四相移相键控(QPSK)、四电平正
交调幅即 16 状态正交调幅(16QAM)和
/ 4
偏置-四相移相键控(
( / 4) Q P SK
)
[4]
。
除了上述提到的调制的方式,还有一些追求窄带特性的数字调制方式,其中有代表性的如四电
平调频(4-level FM)、压缩频谱恒包络移相键控(CCPSK)、锁相环移相键控(PLLPSK)等。
泛欧的数字移动通信采用的是 GMSK 调制,而美国和日本的数字移动通信则采用
( / 4) Q P SK
调制技术。在 1986 年前的国际会议上讨论的数字调制技术几乎都集中在上述
的恒包络调制技术,尤其是 GMSK 调制受到普遍的欢迎。近年来由于放大器设计技术的进
展,实现了调制方法成为可能。1987 年中期,QPSK 等线性调制技术才开始流行来
[5]
。
数学解调是数字调制的逆变换。解调的方法必须与调制方式相适应。凡是涉及相位的解
调,必须采用相干或差分相干解调,而振幅调制与频率调制可以采用相干解调,也可以采用
非相干解调。无论哪一种调制方式,采用相干解调的性能优于非相干解调的性能
[7]
。
发展方向 新的多用途可编程数字信号处理器使得数字调制器和解调器完全用软件实行
成为可能,嵌入式的软件实现方法可以在不需要重新设计或替换调制解调器的提高其性能。