浅析调制解调技术在通信系统中的地位
【摘要】数字通信系统中采用合适的调制解调技术可以提高带宽效率或成功率效率，本文通过比较MSK、GMSK、QPSK、OQPSK、OFDM、QDPSK、自适应调制等调制技术，得出各种调制技术的特点和性能，并对相关技术性能和应用进行分析，最后提出对进一步发展的看法。
关键词：调制解调技术；数字通信；发展
一、引言
近年来，我国移动通信业务迅猛发展，深入到社会生活的方方面面。面对移动用户群的持续增长和新业务的层出不穷，移动通信体系要及时适应甚至超前于市场需求的步伐。而作为移动通信技术之一的数字调制技术是实现高速、高效的移动通信系统的重要保证。
二、数字调制技术的分类
调制技术最初是由模拟信号的调制技术发展起来的，随着数字通信技术的发展，数字调制技术也得到了飞速的发展。数字调制[1]是将数字基带信号0与1去控制正弦载波中的一个参量，再通过一些设备来传输、处理所有信息的技术。在数字通信的三种调制方式(ASK、FSK、PSK)中，FSK是信息传输中使用得较早的一种调制方式。它的主要优点是：实现
起来较容易，抗噪声与抗衰减的性能较好。因此它在中低速数据传输中有着广泛的应用。而就频带利用率和抗噪声性能（或功率利用率）两个方面来看，理论上PSK
最佳。所以PSK在中高速数据传输中得到了广泛的应用。目前已用于移动通信系统的调制技术可分为两大类：线性调制技术和恒包络调制技术。
线性调制技术主要有：BPSK、QPSK、QDPSK等。 恒包络调制技术主要有：MSK、GMSK等。
这两类调制技术的广泛应用与相关电子技术的发展是分不开的。1986年以前，由于线性高功放未取得突破性的进展，移动通信中调制技术青睐恒包络调制的MSK和GMSK，但它实现起来较复杂，且频谱效率较低。
1986年以后，由于实用化的线性高功放取得了突破性的进展，人们又重新对简单易行的BPSK和QPSK予以重视，并在它们的基础上改善峰平比、提高频谱利用率，如OQPSK。
随着对通信的要求越来越高，MCM（多载波调制）也越来越多的运用到移动通信中，如OFDM技术正是在此基础上发展起来的。
三、移动通信系统中调制技术的适用性
目前数字调制方式[2]种类很多，已应用于各种通信领域。
而选择适用于具体的移动通信系统的调制方案，依赖于许多因素，如频谱效率、抗干扰特性、多载波比特率的支持度、接收机灵敏度等。移动通信对数字调制技术的要求列举如下：
（1） 宽带利用率高；
（2） 功率效率高，抗非线性失真能力强； （3） 带外辐射低；
（4） 对多径衰落不敏感，抗衰落能力强； （5） 抗干扰能力强；
（6） 恒定或近似恒定的包络，解调一般采用非相干方
式或插入导频的相干解调； （7） 成本低且易于实现。
由于以上每一要求都有其实际限制，且彼此间又相互关联，要同时达到最佳状态是不可能的。例如，要获得较高的带宽利用率必然导致系统的功率和效率降低；高效率的调制信号通过非线性放大器时就会产生很大的带外辐射，也就导致了对邻信道的干扰。因此，移动通信系统往往采用折中的方案使几种调制方式达到最佳的配合。
目前，根据移动系统发展过程和通信业务要求不同，各移动通信系统采用的调制方式也各有特点，如表1所示。
表1 各移动通信系统采用的调制方式
标准 GSM IS-95 PHS CDMA2000 WCDMA TD-SCDMA
服务类型 蜂窝 蜂窝 无绳 蜂窝 蜂窝 蜂窝 主要调制方式 GMSK 上行：OQPSK 下行：BPSK π/4-DQPSK QPSK和BPSK QPSK和HPSK QPSK和8PSK 四、主要的调制技术介绍
4.1 最小频移键控MSK
MSK是FSK（频移键控）中的一种特殊情况，应用于GSM网络的基站和手机中。FSK采用两个不同的频率分别表示“0”和“1”。在频率过度过程中，波形相位是不连续的，这种在时域上相位的不连续，在频域上则体现为频谱的扩散。而当频偏Δf与频制速率满足如下关系式时，这种相位不连续的现象就可以改变。则频偏：Δf=|f1-f2|/2=n*(速率/4)。
对于GSM来说，调制速率是270.833kb/s，所以，频偏：Δf=n*(270.833/4)=67.708n。
当n取最小值n=1时，Δf=67.708kHz，调频指数h=2Δf/270.833=0.5,此时，不但满足相位连续而且频偏最小，
称为最小频移动键控。由于每一个状态只表示1个信息比特，MSK的频带利用率为1bit/s/Hz。
在实际中，MSK采用比载波频率高67.708kHz的频率来表示“1”，采用比载波频率低67.708kHz的频率来表示“0”。MSK通过频率的偏移和相位的变化来传送信息。如果载波的频率被作为一个静止的参考相位，则在I/Q平面上一个67.708kHz的信号每秒钟将旋转67708次，而GSM信息速率为270.833kb/s，是67.708kHz的四倍，即信息旋转一圈，相位改变2n，要传送4个比特的信息。在每一个比特周期，相位将变化90度。一个“1”将由90度的相位增长表示，一个“0”由90度的相位减少表示，连续的0与连续的1都表现为信号的旋转，只是方向相反。另外，由于GSM中采用了高斯滤波器，它降低了相位变化时的速率，相位的方向变换将会变缓，但相位的移动速度是一致的。 4.2高斯最小频移键控GMSK
GMSK调制是由MSK演变而来的一种简单的二进制调制方法。由于脉冲成型并不会引起平均相位曲线的偏离，GMSK信号可以作为MSK信号进行相干检测，或者作为一个简单的FSK信号进行非相干检测。尽管预调制高斯滤波器在发射信号中会引起符号间的干扰。但如果滤波器的3dB带宽
浅析调制解调技术在通信系统中的地位
