【導(dǎo)讀】讓用戶把精力從編程轉(zhuǎn)向模型的構(gòu)造，為用戶省去了許多重復(fù)的代碼編寫工作；人類社會一直從自然界獲取、處理、分析、傳遞和利用信息。年代以來，一場一信息技術(shù)為中心的新技術(shù)革命正席卷全球。基礎(chǔ)要素“物質(zhì)、能源、信息”中，“信息”的地位已經(jīng)上升到一個新的高度。根本性的變化，使人類社會由工業(yè)社會跨入了信息社會的新時代。社會經(jīng)濟的發(fā)展，改變著人們的生活方式。其中在與人類聯(lián)系最為緊密的個人通。所以移動通信的迅速發(fā)展給人類的生活帶來了極大的便利。

　　

【正文】 當(dāng)前移動數(shù)據(jù)通信發(fā)展迅速，它被認(rèn)為是移動通信發(fā)展的一個主要方向。近年來出現(xiàn)的移動數(shù)據(jù)通信主要有兩種：一種是電路交換型的移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如 TACS、 AMPS 和 GSM 中的承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以及 GSM 系統(tǒng)的 HSCSD；另一種是分組交換型的移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如 Motorola 公司的 Data TAC、 Ericsson 公司的 Mobitex和 GSM 系統(tǒng)的 GPRS。 （ 2） 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能化 。 移動通信需求的不斷增長以及新技術(shù)在移動通信中的廣泛應(yīng)用，促使移動網(wǎng)絡(luò)得到了迅速發(fā)展。移動網(wǎng)絡(luò)由 單純的傳遞和交換信息，逐步向存儲了處理信息的智能化發(fā)展，移動智能網(wǎng)也由此產(chǎn)生。移動智能網(wǎng)是在移動網(wǎng)絡(luò)中引入智能網(wǎng)功能實體，以完成對移動呼叫的只能控制的一種網(wǎng)絡(luò)，是一種開放性的智能平臺，使客戶對網(wǎng)絡(luò)有更強的控制功能，能夠方便靈活的獲取所需要的信息。移動智能網(wǎng)通過把交換與業(yè)務(wù)分離，建立集中的業(yè)務(wù)控制點和數(shù)據(jù)庫，進而進一步建立集中的業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)和業(yè)務(wù)生成環(huán)境。伴隨著移動網(wǎng)絡(luò)向第三代系統(tǒng)的演進，網(wǎng)絡(luò)的智能化也在不斷提升。智能網(wǎng)及其智能業(yè)務(wù)是構(gòu)成未來個人通信的基本條件。 **理工大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)論文 23 （ 3） 更高的頻段 。 從第一代的模擬移動電話，到 第二代的數(shù)字移動網(wǎng)絡(luò)，再到第三代移動通信系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)使用的無線頻段遵循一種由低到高的發(fā)展趨勢。 （ 4） 更有效的利用頻率 。 無線電頻率是一種寶貴的資源。隨著移動通信技術(shù)的飛速發(fā)展頻譜資源有限和移動用戶急劇增長的矛盾越來越尖銳，出現(xiàn)了頻率嚴(yán)重短缺的現(xiàn)象。解決頻率擁擠問題的出路是采用各種頻率有效利用的技術(shù)可開發(fā)新頻段。早期的模擬制蜂窩移動通信系統(tǒng)采用頻分多址方式。主要通過多信道共用、頻率復(fù)用和波道窄帶化等技術(shù)實現(xiàn)頻率的有效利用。隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，模擬系統(tǒng)以遠不能滿足擁護需求的發(fā)展。數(shù)字移動通信比模擬移動通信具有更大的 容量。同樣的頻分多址技術(shù)，數(shù)字系統(tǒng)要求的載干比較小因而頻率復(fù)用距離可以小一些，系統(tǒng)的容量可以大一些而且數(shù)字移動通信還可采用時分多址或碼分多址技術(shù)，它比模擬的頻分多址在系統(tǒng)容量上大 4 倍 至 20 倍。 在人類剛剛使用電信來傳送信號的時候，信號傳輸?shù)馁|(zhì)量在很大程度上會受傳輸距離的影響。這是因為信道的衰減與線路距離的長短成正比，線路越長，信號衰減越大。為了解決這個問題，人們首先想到的是提高接收機的接受靈敏度。但這樣的后果并不十分理想，接收到的信號，通常與原有信號有較大差別。 到了 1856 年，英國科學(xué) 家凱爾文（ Kelven）首先解決了這個問題，他的基本思路是采用微分方程，頻率較低的成分可以通過信道，而頻率高的成分則被衰減掉了。人們從凱爾文的發(fā)現(xiàn)中的到了很大的啟發(fā)，知道了信道對于頻率成分具有選擇性，并不是所有的頻率成分都能都通過信道傳輸。這也使人們開始注意到，應(yīng)該找到有效提高信道中信號傳輸質(zhì)量的方法，這就導(dǎo)致了調(diào)治技術(shù)的出現(xiàn) 。 實際上，信源產(chǎn)生的原始信號絕大部分需要調(diào)制，變換為適合于在信道內(nèi)傳輸?shù)男盘?，才能在信道中傳輸。把輸入信號變換為適合于信道傳輸?shù)牟ㄐ?，這一變換過程稱為調(diào)制。通常把原始信號稱為調(diào)制信號 ，也稱基帶信號；被調(diào)制的高頻周期性脈沖起運載原始信號的作用，因此稱為載波。調(diào)制技術(shù)其實也就是實現(xiàn)了信源的頻譜與信道的頻帶匹配。 調(diào)制技術(shù)主要有以下 3 個方面的功能： **理工大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)論文 24 (1) 頻率變換：為了采用無線傳輸方式，將有效帶寬內(nèi)的話音信號調(diào)制到高頻段上去。 （ 2） 實現(xiàn)信道復(fù)用：將多路信號互不干擾的安排雜同一物理信道中傳輸。 （ 3） 提高抗干擾性：抗干擾性（可靠性）與有效性相互制約，通?？赏ㄟ^犧牲有效性來提高抗干擾性，如 FM 代替 AM。 數(shù)字調(diào)制技術(shù) 現(xiàn)代移動通信系統(tǒng)都使用數(shù)字調(diào)制技術(shù)。 現(xiàn)有的通信系統(tǒng)都在模擬的方式向數(shù)字方式過渡，數(shù)字通信具有很多模擬通信不可比擬的優(yōu)勢，由于數(shù)字通信技術(shù)采用數(shù)字技術(shù)進行加密和差錯控制，便于系統(tǒng)集成。近 10 年來，數(shù)字移動通信新系統(tǒng)的開發(fā)研制取得了巨大進展，要求既傳輸數(shù)字化的信令，又傳輸數(shù)字化的信息。因此系統(tǒng)中必須采用數(shù)字調(diào)制技術(shù)。 所謂數(shù)字調(diào)制技術(shù)，就是采用連續(xù)的數(shù)字信號來表示所要傳輸?shù)男盘?。比如，一連串的“ 100110101”就是一個數(shù)字信號的代表。也就是說，數(shù)字信號采用二進制，而不是十進制，也即逢 2 進 1，比如十進制的 2 用而進制表示就是“ 010”。由于機器與 人不同，他不能夠處理十進制的的信號，最簡單的而極管開關(guān)方式就是“開”和“關(guān)”。所謂的機器語言就是而進制語言。是否將信號數(shù)字化、是否采用二進制的代碼來表示信號是區(qū)別數(shù)字系統(tǒng)和模擬系統(tǒng)的基本原則。 模擬調(diào)制就是用模擬信號調(diào)制載波，數(shù)字調(diào)制就是用數(shù)字信號調(diào)治載波。采用數(shù)字化的好處很多，最明顯的是加強了抗干擾性能、容易加密等等。 數(shù)字 調(diào)制 的目的是使所傳送的信息能夠更好的適應(yīng)于信道特性，以達到最有效、最可靠的傳送。在移動通信中，由于電波傳輸?shù)臈l件極其惡劣，使接受信號幅度發(fā)生很大變化，衰減幅度達到最小。因此，在移動通信 中必須采用干擾能力強的調(diào)制方式。頻率調(diào)制在抗干擾和抗衰落能力上優(yōu)于幅度調(diào)制，但頻率調(diào)制也存在著固有的缺點：需要站用較大的帶寬，同時還存在著門限效應(yīng)。 數(shù)字調(diào)制用 “ 星座圖 ” 來描述，星座圖中定義了一種調(diào)制技術(shù)的兩個基本參數(shù)：（ 1）信號分布；（ 2）與調(diào)制數(shù)字比特之間的 映射 關(guān)系。 星座圖 中規(guī)定了星座點與傳輸比特間的對應(yīng)關(guān)系，這種關(guān)系稱為 映射 ，一種調(diào)制技術(shù)的特性可由信號分布和映射完全定義，即可由星座圖來完全定義。 **理工大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)論文 25 移動通信的數(shù)字調(diào)制的要求： （ 1） 必須采用抗干擾能力強的調(diào)制方式。 （ 2） 盡可能提高頻鋪利用率，站用的帶寬較窄，帶外幅度要?。ú捎?FDMA、TDMA 調(diào)制方式），占用頻帶盡可能寬，但單位頻譜所容納的用戶較多（采用CDMA 方式）。 （ 3） 具有良好的誤碼性。 （ 4） 較高的帶寬效率。 （ 5） 恒定包絡(luò)。 （ 6） 成本低，易于實現(xiàn)。 當(dāng)然要同時實現(xiàn)這些最佳的特 性是不可能的，因為每種特性都有其局限性，且互相之間會有矛盾。例如，要獲得較高的帶寬效率，可選用多電平調(diào)制，但他要求線性放大，因此會使功率效率較低，而且已調(diào)波的包絡(luò)變化大。如果采用恒包絡(luò)調(diào)制，因要求非線性放大，所以它具有高的功率效率，但又會引起較大的帶外輻射。因此，只能折中考慮上述要求。 一般的數(shù)字調(diào)制技術(shù)，如幅度鍵控（ ASK）、移相鍵控（ PSK）和移頻鍵控（ FSK），因傳輸效率低而無法滿足移動通信的要求。為此，需要專門研究一些抗干擾能力強、誤碼性能好、頻譜利用率高的調(diào)制技術(shù)，盡可能的提高單位頻帶內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)的 比特速率，以適用于移動通信的要求。為適應(yīng)目前移動通信使用的25kHz信道帶寬，提出了各種窄帶數(shù)字調(diào)制方式。目前已在數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用的有：正交相移鍵控（ QPSK）、正交調(diào)幅（ QAM）和最小移頻鍵控（ MSK）、高斯最小移頻鍵控（ GMSK）等方式。目前，在北美和日本的數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)中，采用高斯濾波最小頻移鍵控?？傊捎谜{(diào)制技術(shù)的最終目的，就是使調(diào)制后的信號對干擾有較強的抵抗作用，同時對相鄰的信道信號干擾較小，解調(diào)方便且易于集成。 數(shù)字調(diào)制的基本方式 一般指調(diào)制信號是離散的， 而載波是連續(xù)波的調(diào)制方式。它有四種基本形式：振幅鍵控、移頻鍵控、移相鍵控和差分移相鍵控。 （ 1） 振幅鍵控 (ASK)：用數(shù)字調(diào)制信號控制載波的通斷。如在二進制中 ,發(fā) 0 時不發(fā)送載波 ,發(fā) 1 時發(fā)送載波。有時也把代表多個符號的多電平振幅調(diào)制**理工大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)論文 26 稱為振幅鍵控。振幅鍵控實現(xiàn)簡單，但抗干擾能力差。 （ 2） 移頻鍵控 (FSK)：用數(shù)字調(diào)制信號的正負控制載波的頻率。當(dāng)數(shù)字信號的振幅為正時載波頻率為 f1，當(dāng)數(shù)字信號的振幅為負時載波頻率為 f2。有時也把代表兩個以上符號的多進制頻率調(diào)制稱為移頻鍵控。移頻鍵控能區(qū)分通路，但抗干擾能力不如移相鍵控和差分移相鍵控。 （ 3） 移相鍵控 (PSK)：用數(shù)字調(diào)制信號的正負控制載波的相位。當(dāng)數(shù)字信號的振幅為正時，載波起始相位取 0；當(dāng)數(shù)字信號的振幅為負時 ,載波起始相位取180176。有時也把代表兩個以上符號的多相制相位調(diào)制稱為移相鍵控。移相鍵 控抗干擾能力強，但在解調(diào)時需要有一個正確的參考相位，即需要相干解調(diào)。 （ 4） 差分移相鍵控 (DPSK)：利用調(diào)制信號前后碼元之間載波相對相位的變化來傳遞信息 。 通常規(guī)定 ： 傳送 1 時后一碼元相對于前一碼元的載波相位變化 180176。，而傳送 0 時前后碼元之間的載波相位不發(fā)生變化。因此，解調(diào)時只看載波相位的相對變化。而不看它的絕對相位。只要相位發(fā)生 180176。躍變，就表示傳輸 1。若相位無變化，則傳輸?shù)氖?0。差分移相鍵控抗干擾能力強，且不要求傳送參考相位，因此實現(xiàn)較簡單。 脈沖調(diào)制有兩種含義：第一種是指用調(diào)制信號控制脈沖本身的參 數(shù) (幅度、寬度、相位等 )，使這些參數(shù)隨調(diào)制信號變化。此時 ,調(diào)制信號是連續(xù)波 ,載波是重復(fù)的脈沖序列。第二種是指用脈沖信號控制高頻振蕩的參數(shù)。此時，調(diào)制信號是脈沖序列，載波是高頻振蕩的連續(xù)波。通常所說的脈沖調(diào)制都是指上述第一種情況。脈沖調(diào)制可分為模擬式和數(shù)字式兩類。模擬式脈沖調(diào)制是指用模擬信號對脈沖序列參數(shù)進行調(diào)制，有脈幅調(diào)制、脈寬調(diào)制、脈位調(diào)制和脈頻調(diào)制等。數(shù)字式脈沖調(diào)制是指用數(shù)字信號對脈沖序列參數(shù)進行調(diào)制，有脈碼調(diào)制和增量調(diào)制等。由于脈沖序列占空系數(shù)很小，即一個周期的絕大部分時間內(nèi)信號為 0 值 ,因而可以插入多 路其他已調(diào)脈沖序列，實現(xiàn)時分多路傳輸。已調(diào)脈沖序列還可以用各種方法去調(diào)制高頻振蕩載波。常用的脈沖調(diào)制有以下幾種。 脈幅調(diào)制 (PAM)： 用調(diào)制信號控制脈沖序列的幅度，使脈沖幅度在其平均值上下隨調(diào)制信號的瞬時值變化。這是脈沖調(diào)制中最簡單的一種。 實現(xiàn)調(diào)幅波包絡(luò)與調(diào)制信號呈線性關(guān)系。若用于民用通信，一個電臺用幾十萬千瓦的功率發(fā)射，卻可以是千千萬萬的收聽者能夠用簡單的接收設(shè)備受到廣播信號，這樣，是收音**理工大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)論文 27 機的成本降低的社會效益，是非常可觀的。振幅調(diào)制可分為：雙邊帶振幅調(diào)制（ DSB）、雙邊帶抑制載波振幅調(diào)制（ DSBSC） 、單邊帶調(diào)制（ SSB）、正交振幅調(diào)制（ QAM）、殘留邊帶調(diào)幅、正交部分響應(yīng)信號（ QPR）。 脈幅調(diào)制是 20 世紀(jì) 30 年代發(fā)明的，在 第二次世界大戰(zhàn) 中期已付之實用。但后來發(fā)現(xiàn)，脈幅調(diào)制的已調(diào)波在傳輸途徑中衰減 ,抗干擾能力差 ,所以現(xiàn)在很少直接用于通信，往往只用作連續(xù)信號采樣的中間步驟。 脈寬調(diào)制 (PDM)： 用調(diào)制信號控制脈沖序列中各脈沖的寬度，使每個脈沖的持續(xù)時間與該瞬時 的調(diào)制信號值成比例。此時脈沖序列的幅度保持不變，被調(diào)制的是脈沖的前沿或后沿，或同時是前后兩沿，使脈沖持續(xù)時間發(fā)生變化。脈寬調(diào)制也是 20 世紀(jì) 30 年代里夫發(fā)明的。但在無線電通信中一般不用脈寬調(diào)制，因為此時發(fā)射機的平均功率要不斷地變化。 脈位調(diào)制 (PPM)： 用調(diào)制信號控制脈沖序列中各脈沖的相對位置（即相位），使各脈沖的相對位置隨調(diào)制信號變化。此時脈沖序列中脈沖的幅度和寬度均保持不變。脈位調(diào)制在第二次世界大戰(zhàn)中期已付之實用。脈位調(diào)制的傳輸性能較好，常用于視距微波中繼通信系統(tǒng)。 脈頻調(diào)制 (PFM)： 用調(diào)制信號控制脈沖的重復(fù)頻率，即單位時間內(nèi)脈沖的個數(shù)，使脈沖的重復(fù)頻率隨調(diào)制信號變化。此時脈沖序列中脈沖的幅度和寬度均保持不變。 數(shù)字調(diào)頻信號一般有兩種產(chǎn)生方法：一種是頻率轉(zhuǎn)換法，產(chǎn)生相位離散的調(diào)頻信號：另一種是直接調(diào)頻法，產(chǎn)生相位連續(xù)的調(diào)頻信號。實際中，較常用到的是頻率轉(zhuǎn)換法。數(shù)字信號的解調(diào)一般也有兩種方法，即相干法和非相干法。從最佳接收的觀點出發(fā)，相干解調(diào)具有最佳抗干擾性能。然而，相干解調(diào)要求接收機恢復(fù)出來具有準(zhǔn)確頻率和相位的參考震蕩，這在調(diào)頻系統(tǒng)中是比較困難的。為了解決這個問題，經(jīng)常要增加設(shè) 備的復(fù)雜性。所以數(shù)字調(diào)頻系統(tǒng)采用非相干解調(diào)的方法比較多。 頻率調(diào)制分為：頻移鍵控（ FSK）、連續(xù)相位頻移鍵控 CFFSK）、最小頻移鍵控（ MSK）。 主要用于儀表測量等方面，很少直接用于無線電通信。 脈碼調(diào)制 (PCM)： 1937 年脈幅調(diào)制和脈寬調(diào)制的發(fā)明者 沖的有無的組合來傳遞聲音，后來把這種方法稱為脈碼調(diào)制。但脈碼調(diào)制到 20世紀(jì) 50 年代才開始實用化。脈碼調(diào)制有三個過程： 采樣 、 量化 和 編碼 。即先對信號進行采樣，并對采樣值進行量化（整量化），再對經(jīng)過采樣和量化后的信號**理工大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)論文 28 幅度進行編碼，因此脈碼調(diào)制的本質(zhì)不是調(diào)制，而是數(shù)字編碼，所以能充分保證傳輸質(zhì)量。由編碼得到的數(shù)字信號可根據(jù)需要再對高頻振蕩載波進行調(diào)制。脈 碼調(diào)制不是用改變脈沖序列的參數(shù)來傳輸信息，而是用參數(shù)固定的脈沖的不同組合來傳遞信息，因此抗干擾能力強，失真很小，是現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展方向。 增量調(diào)制 。 增量調(diào)制是一種特殊的脈碼調(diào)制，它不是對信號本身進行采樣、量化和編碼，而是對信號相隔一定重復(fù)周期的瞬時值的增量進行采樣、量化和編碼?，F(xiàn)在已有多種增量調(diào)制方法，其中最簡單的一種，是在每一采樣瞬間當(dāng)增量值超過某一規(guī)定值時發(fā)正脈沖，小于規(guī)定值時發(fā)負脈沖。這樣每個碼組只有一個脈沖，故為二進制一位編碼，每個碼組不是表示信號的幅度