【正文】 bile channel, in order to effectively increase the fading channel adaptability. Variablerate modulation technique is II a bination of the basic modulation methods of transmission control, In essence, is a kind of adaptive modulation technology, it can adaptively change its transfer rate with random changes in the mobile channel, that is, when the channel conditions are good increase in transfer rate, when the channel conditions are poor lower transmission rate. It can conduct satisfactory results both in error spectrum efficiency and system performance. In this paper, the basic principles of variablerate modulation technology were stated and a brief introduction was made on the main methods(multicarrier code division multiple access, variable gain code division multiple access, variablerate quadrature amplitude modulation) . Keywords: Adaptive modulation technique MCCDMA VSGCDMA VRQAM 1 第一章 緒論 課題背景及意義 調(diào)制就是把要傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)（或信息信號(hào)）進(jìn)行處理，使其變?yōu)檫m合于信道傳輸?shù)男盘?hào)形態(tài)的過程。一般來說 ，就是把信息基帶信號(hào)變?yōu)檫m合傳輸?shù)母哳l帶通信號(hào)的處理過程。調(diào)制 是 各種通信系統(tǒng)必不可少的最基本內(nèi)容，但不同的通信系統(tǒng)和通信環(huán)境有不同的調(diào)制和解調(diào)技術(shù)。調(diào)制解調(diào)技術(shù)的性能常用它的功率效率帶寬效率來衡量。 無線通信是通信條件和通信環(huán)境最苛刻、最惡劣的通信方式，一個(gè)好的調(diào)制方 法和技術(shù)，要能在低的接收信噪比條件下提供低誤比特率解調(diào)性能，在移動(dòng)環(huán)境下抗無線信道衰落能力強(qiáng)，占用帶寬最小，實(shí)現(xiàn)容易，價(jià)格低，可變速率調(diào)制就是這樣一種調(diào)制技術(shù)。 可變速率調(diào)制技術(shù)大體可分為調(diào)整功率級(jí)別；調(diào)整星座圖大??；調(diào)整碼數(shù)；同時(shí)調(diào)整功率級(jí)別和星座圖大??；同時(shí)調(diào)整星座圖大小和符號(hào)速率；同時(shí)調(diào)整功率和傳輸速率以及同時(shí)調(diào)整碼速、符號(hào)速率和星座圖大小七種。 由于可變速率調(diào)制技術(shù)在當(dāng)前乃至今后一段時(shí)間都處于或?qū)⑻幱谝苿?dòng)通信的前沿，因此國(guó)內(nèi)外對(duì)它的研究都極為重視。為了跟蹤國(guó)際前沿，發(fā)展我國(guó)的新一代移 動(dòng)通信技術(shù)，滿足對(duì)該技術(shù)的需求，開展該領(lǐng)域的研究是非常必要而有實(shí)際意義的。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析 隨著現(xiàn)代無線通信技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)數(shù)字無線傳輸內(nèi)容和無線傳輸效率提出了更高的要求，未來的無線傳輸須得支持各類窄帶和寬帶傳輸、實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)傳輸、恒定速率和可變速率傳輸，尤其要能夠支持多媒體業(yè)務(wù)功能，但是通信系統(tǒng)的容量有限，因此研究更有效的傳輸方式是解決問題的有效途徑。 從 1993 年開始，很多學(xué)者提出了將 OFDM（正交頻分復(fù)用）和 CDMA（碼分多址）相結(jié)合的可變速率調(diào)制技術(shù)方案 MCCDMA（多載波碼 分多址），它結(jié)合了 ODFM 和CDMA 的優(yōu)點(diǎn)，在高速數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，其抗干擾的性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng) CDMA。在發(fā)送端 2 和接收端利用快速傅立葉變換 (FFT)及其反變換 (IFFT)可以很容易的恢復(fù)和產(chǎn)生這樣的多載波信號(hào)，而無需增加發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的復(fù)雜 性 。并且 由 于各個(gè)子載波頻譜相互交疊，多載波 CDMA 具有很高的頻譜利用率。隨后，對(duì) VRQAM（變速率正交幅度調(diào)制）的研究也風(fēng)生水起， 1999 年，劉喜斌在《電子工程師》上發(fā)表研究文章探究了可變速率正交幅度調(diào)制技術(shù)的原理和實(shí)現(xiàn)。 VRQAM 能根據(jù)衰落情況而自動(dòng)地改變 QAM 的調(diào)制電平 數(shù)，即改變其調(diào)制星座圖的星象點(diǎn)數(shù)。當(dāng)信道傳輸特性較好，信號(hào)受到的衰落比較小的時(shí)候，增加調(diào)制電平數(shù)；使 BER（誤比特率）保持在可以接受的程度。隨著移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展，尤其是基于碼分多址 CDMA 的蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的成熟，在其中發(fā)揮重要作用的 VSGCDMA（可變?cè)鲆娲a分多址）技術(shù)也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展?？勺?cè)鲆?CDMA 通過 動(dòng)態(tài)改變擴(kuò)頻增益和發(fā)射功率來實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)速率的傳輸。為保證傳輸質(zhì)量，在傳輸高速業(yè)務(wù)時(shí)降低擴(kuò)頻增益，同時(shí)相應(yīng)提高其發(fā)射功率；在傳輸?shù)退贅I(yè)務(wù)時(shí)增大擴(kuò)頻增益，同時(shí)適當(dāng)降低其發(fā)射功率，可以減少多址的干擾。 本文的研究?jī)?nèi)容 通過對(duì)可變速率調(diào)制技術(shù)的研究和發(fā)展現(xiàn)狀的綜述，和對(duì)其基本原理和實(shí)現(xiàn)方法的概述，確定本文的主要研究?jī)?nèi)容為可變速率調(diào)制技術(shù)的基本原理、 MCCDMA 理論基礎(chǔ)和 優(yōu)缺點(diǎn) 、 VSGCDMA 通信 原理 ，和 VRQAM 的原理及其調(diào)制性能。 本文共分 四 章，具體結(jié)構(gòu)如下： 第一章對(duì)移動(dòng)通信中可變速率調(diào)制技術(shù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述。確定本文的研究背景和研究?jī)?nèi)容。 第二章介紹可變速率調(diào)制技術(shù)的基本原理。 第三章對(duì) MCCDMA 理論基礎(chǔ)和實(shí)現(xiàn)方案 、 VSGCDMA 通信系統(tǒng)的理論基礎(chǔ) 及 其性能 、 VRQAM 的原理 及其調(diào)制性能 進(jìn)行了淺顯的闡述。 第四章對(duì)整個(gè)研究實(shí)踐所做的工作進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)可變速率調(diào)制技術(shù)的發(fā)展前景以及在我國(guó) 3G 中的一些應(yīng)用 做了 預(yù)測(cè)。 3 第二章 可變速率調(diào)制技術(shù)的理論基礎(chǔ) 實(shí)際上，可變速率調(diào)制是一種和基本調(diào)制方式相結(jié)合的傳輸控制方法。它可以根據(jù)移動(dòng)信道隨機(jī)變化的情況自適應(yīng)地改變無線傳輸速率：當(dāng)信道條件好時(shí)，用較高速率；信道條件差時(shí) ,降低傳輸速率。可以采用不同的判斷信道條件好壞的準(zhǔn)則和不同的改變速率的方案，發(fā)展成各種可變速率的調(diào)制方法 [1]。 數(shù)字調(diào)制技術(shù)的要求及性 能指標(biāo) [2] 移動(dòng)通信的數(shù)字調(diào)制技術(shù)要求 必須采用抗干擾能力較強(qiáng)的調(diào)制方式 (采用恒包絡(luò)角調(diào)制方式以抗嚴(yán)重的多徑衰落影響 )； 盡可能提高頻譜利用率 ： （ 1） 占用頻帶要窄，帶外輻射要?。ú捎?FDMA（頻分多址）、 TDMA（時(shí)分多址）調(diào)制方式）； （ 2） 占用頻帶盡可能寬，但單位頻譜所容納的用戶數(shù)多（采用 CDMA 調(diào)制方式）； 數(shù)字調(diào)制技術(shù)的性能指標(biāo) 數(shù)字調(diào)制的性能指標(biāo)通常通過功率有效性 p? （ Power Efficiency）和帶寬有效性B? 來反映。功率有效性 p? 是反映調(diào)制技術(shù)在低功率電平情況下保證系統(tǒng)誤碼性能的能力 , 可表述成每比特的信號(hào)能量與噪聲功率譜密度之比 0NEbp?? （ 21） 帶寬有效性 B? 是反映調(diào)制技術(shù)在一定的頻帶內(nèi)數(shù)字有效性的能力 , 可表述成在給定帶寬條件下每赫茲的數(shù)據(jù)通過率 。 ))(( HzsbBRB ?? （ 22） 4 數(shù)字調(diào)制方式應(yīng)考慮如下因素：抗擾性，抗多徑衰落的能力， 已調(diào)信號(hào)的帶寬，以及使用、成本等因素。好的調(diào)制方案應(yīng)在低信噪比的情況下具有良好的誤碼性能，具有良好的抗多徑衰落能力，占有較小的帶寬， 使用方便，成本低。 可變速率調(diào)制技術(shù)的原理和實(shí)現(xiàn)方式 可變速率調(diào)制實(shí)質(zhì)上是一種自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)。自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)是在無線多媒體接入系統(tǒng)中提出來的，在給定數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的情況下，它根據(jù)業(yè)務(wù)量、平均信噪比、平均時(shí)延、斷話概率和數(shù)據(jù)速率等來決定采用的調(diào)制方式，包括 MCCDMA、 VSGCDMA、VRQAM 等。在多媒體業(yè)務(wù)的可變速率情況下，可保證信噪比不變時(shí)不產(chǎn)生鄰道干擾起伏，同時(shí)也可控制系統(tǒng)的通信容量。 可變速率調(diào)制技術(shù)有兩個(gè)步驟 [3]： 傳輸信道參數(shù)的測(cè)量； 在優(yōu) 化預(yù)先指定的代價(jià)函數(shù)的基礎(chǔ)上，選擇一種或是多種傳輸參數(shù)。 但是有一個(gè)假設(shè)前提，那就是信道 變化不是很快，否則選擇的信道參數(shù)很難與信道實(shí)際情況相匹配 。 所以可變速率調(diào)制技術(shù)只適用于多普勒擴(kuò)展不是很大的情況?？勺兯俾收{(diào)制技術(shù)在室內(nèi)環(huán)境中具有很明顯的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樵谑覂?nèi)環(huán)境中傳播時(shí)延很小，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)間的相對(duì)速度也很慢。在這種情況下，可變速率調(diào)制技術(shù)可以逐幀使用。下面我們羅列了一些可變速率調(diào)制技術(shù)。 調(diào)整功率級(jí)別：按照信道的衰減幅度，調(diào)整功率級(jí)別，也就是傳輸級(jí)別。這種方案增加了發(fā)射機(jī)的峰值功率，在多 用戶環(huán)境中，增加了同頻干擾，從而可能引起信道容量的降低。 調(diào)整星座圖大?。涸谧赃m應(yīng)傳輸技術(shù)中，可變速率調(diào)制扮演了一個(gè)非常重要的角色，因?yàn)樗梢栽诓辉黾佣嘀方尤敫蓴_功率的情況下，提高傳輸效率。在調(diào)整星座圖大小時(shí)，一定要保證傳輸?shù)墓β什蛔儯瑥亩梢蕴峁┮欢ǖ?QoS（業(yè)務(wù)質(zhì)量）。當(dāng)短期的 BER（比特差錯(cuò)率）近似恒定，但比特率有所改變的時(shí)候，就需要調(diào)整星座圖中的信號(hào)數(shù)目，反之亦然。在單用戶環(huán)境中，可變速率調(diào)制相對(duì)于僅有功率控制的固定速率系統(tǒng)來說，可以提供 5~10dB 的增益。 調(diào)整碼速：為了適應(yīng)相 應(yīng)信道的狀態(tài)，可以選擇最佳的碼速，以實(shí)現(xiàn)編碼方案的調(diào) 5 整。截短的卷積編碼就是這種情況，因?yàn)樗鼈兛梢栽诓桓淖兙幋a器和譯碼器結(jié)構(gòu)的情況