【正文】 ntyscsc? )s i n ()()c o s ()( )s i n ()()c o s ()()c o s ()( 11111122222222????????????????????ttntntyttnttntatyscsc發(fā)“ 1”時： 經(jīng)過相乘器和低通濾波后的輸出有： 發(fā)“ +1”時： ? )()( )()( 11 22 tnatx tntx cc???? )()( )()( 11 22 tntx tnatx c c? ??發(fā)“ 1”時： 頻移鍵控調(diào)制 (FSK)—— 性能分析 37 設(shè)在取樣時刻 ， x1(t)和 x2(t)對應的樣點值為 x1和 x2，nc1(t)和 nc2(t)對應的樣點值為 nc1和 nc2， 則在輸入 “ +1”和“ 1”等概的條件下 ， 誤比特率就等于發(fā)送比特為“ +1”(或 “ 1”)的誤比特率 ， 即 )0()()( 212121 ????????? cccce nnaPnnaPxxPP由于 nc1(t)和 nc2(t)是均值為 0， 方差為 的高斯隨機過程 ， 則有 z=a+nc1nc2是均值為 a、 方差為 量 ， 從而有 2n?22 2 nz ?? ??? ?? ???? ?????????0 2/)(022121)( 22 re r f cdzedzzfPzazze???頻移鍵控調(diào)制 (FSK)—— 性能分析 38 式中 ， 為輸入信噪比 ,erfc(x)為互補誤差函數(shù) ， 22 2/nar??dzexe r f cxz? ? ?? 22)(?FSK調(diào)制方法的主要問題是由于相鄰碼元相位不連續(xù)，頻率跳變將引起較大的功率譜旁瓣，頻譜效率低，因而只能應用于低速傳輸系統(tǒng)中。 26 如 {an}用數(shù)字信號 u(t)表示，則二進制 FSK（ 2FSK)波形為 1 0 0 1 0 1 u(t) S(t)=cos(?1t+ ? 1) S(t)=cos(?2t+?2) 頻移鍵控調(diào)制 (FSK)——基本原理 27 數(shù)字鍵控法 實現(xiàn)二進制移頻鍵控信號的原理圖 振蕩器 1f1選通開關(guān)反相器基帶信號選通開關(guān)振蕩器 2f2相加器e2 FS K( t )頻移鍵控調(diào)制 (FSK)——基本原理 28 二進制移頻鍵控信號的時間波形 aak 1 0 1 1 0 0 1ts ( t )ts ( t )bttcde ttfg t2 F S K 信號頻移鍵控調(diào)制 (FSK)——基本原理 29 令 ??0110??nnbb11????nnaa11????nnaa則 s(t)可表示為 )c os ()()c os ()()( 2211 ???? ?????? ?? tnTtgbtnTtgbts snsnn且令 g(t)為寬度 Ts的矩形脈沖， 頻移鍵控調(diào)制 (FSK)——頻譜特性 30 令 g(t)的頻譜為 G(ω), an取 +1和 1的概率相等，則 s(t)的功率譜表達式為 )()([)0(161])([)([161)()([)0(161])()([161)(222222211222121ffffGfffGffGfffffGfffGffGffPsssss????????????????????頻移鍵控調(diào)制 (FSK) ——頻譜特性 31 Ps( f )f0=（ f1+ f2）2f2－ f1f1－ fsf1f0f2f2＋ fsoFSK信號的功率譜 sfffB 212 ???頻移鍵控調(diào)制 (FSK)——頻譜特性 32 頻移鍵控調(diào)制 (FSK)——解調(diào) ? FSK的解調(diào)有包絡(luò)檢波法、非相干解調(diào)法和相干解調(diào)法。這一結(jié)論再一次證明了抗干擾的基本概念 ：用帶寬來換取抗干擾能力。 tUc(214) 模擬調(diào)制解調(diào) （續(xù)） 20 在大信噪比情況下，即 UcV(t), 有 ccccUtyttttUtVttt)()()]()(s i n [)()()(??????????????dttdyUtukdttdyUdttddttdtucmfccout)(1)()(1)()()(?????????鑒頻器的輸出為 式中，第一項為信號項，第二項為噪聲項。 模擬調(diào)制解調(diào) （續(xù)） 17 積分器 調(diào)相器 um(t) uFM(t) f0 間接調(diào)頻 電壓振蕩器 VCC um(t) uFM(t) 直接調(diào)頻 信號的調(diào)制框圖 模擬調(diào)制解調(diào) （續(xù)） 18 調(diào)頻信號的解調(diào)框圖： ?前置放大器：帶寬為 B=2(mf+1)Fm ?限幅器：防止有效帶寬隨調(diào)制信號的振幅的增加而變寬，因信道的寬度是給定的。 模擬調(diào)制解調(diào) （續(xù)） 16 若以 90%能量所包括的譜線寬度 (以載頻為中心 )作為調(diào)頻信號的帶寬 ， 則可以證明調(diào)頻信號的帶寬為 )(2)1(2 mmmf FfFmB ?????式中 ， Fm=Ω/2π為調(diào)制頻率 ， Δfm=mf 將式 (2 7)展開成級數(shù)得 ??. ..])2s i n [ ()(])2s i n [ ()(])s i n [ ()(])s i n [ ()(s i n)()(22110??????????????tmJtmJtmJtmJtmJUtucfcfcfcfcfcFM?????14 式中， Jk(mf)為 k階第一類貝塞爾函數(shù)： ???????02)!(!)2/()1()(jkjfjfk jkjmmJUc/2UcJ2( mf)J1( mf)J0( mf)J1( mf)J2( mf)0 ωcΩ2π B = 2 ( mf+ 1 )Ω振幅ωFM信號的頻譜 （ mf=2) 模擬調(diào)制解調(diào) （續(xù)） 15 ?FM信號的頻譜特性 – 已調(diào)信號包括載頻分量 ?c和無窮多個邊頻分量(?c+k?)，邊頻分量的譜線間隔為調(diào)制角頻率 ?，且對稱分布在載波分量的兩側(cè)。 ?第三代蜂窩移動通信系統(tǒng)采用 MQAM、 QPSK或 8PSK調(diào)制 – 由于帶寬資源受限，目前所有調(diào)制技術(shù)的主要設(shè)計思路就是最小化傳輸帶寬。 模擬調(diào)制：輸出信噪比（ S/N）大 187。 模擬信號傳輸?shù)馁|(zhì)量標準是信噪比（ S/N） 187。 ?模擬調(diào)制是利用輸入的模擬信號直接調(diào)制 (或改變 )載波 (正弦波 )的振幅、頻率或相位 – 調(diào)幅 (AM) – 調(diào)頻 (FM) – 調(diào)相 (PM) ? 數(shù)字調(diào)制是利用數(shù)字信號來控制載波的振幅、頻率或相位 – 振幅鍵控 (ASK) – 頻移鍵控 (FSK) – 相移鍵控 (PSK) 5 概述 （續(xù)） ?數(shù)字調(diào)制與模擬調(diào)制 – 相同點： 187。1 第二章 調(diào)制解調(diào) 2 概述 ?調(diào)制在通信系統(tǒng)中占有十分重要的地位。 本質(zhì)上并無什么不同，它們同屬正弦載波調(diào)制 – 不同點： 187。 數(shù)字信號傳輸?shù)馁|(zhì)量標準是誤碼率（ Pe） 6 概述 （續(xù)） ?移動通信信道的基本特征 – 帶寬受限 – 干擾和噪聲影響 – 存在衰落現(xiàn)象 ?對已調(diào)信號的要求 – 已調(diào)信號的頻譜窄和帶外衰減快 187。 數(shù)字調(diào)制：誤碼率（ Pe）低 ?解調(diào)的可實現(xiàn)性 7 概述 （續(xù)） ?調(diào)制解調(diào)技術(shù)研究的主要內(nèi)容 ?調(diào)制的原理及其實現(xiàn)方法 ?已調(diào)信號的頻譜特性 ?解調(diào)的原理和實現(xiàn)方法 ?解調(diào)后的信噪比或誤碼率性能 8 概述 （續(xù)） ?第一代蜂窩移動通信系統(tǒng)采用 模擬調(diào)頻（ FM） 傳輸模擬語音，其信令系統(tǒng)采用 2FSK數(shù)字調(diào)制。相反，擴頻技術(shù)使用的傳輸帶寬比要求的最小信號帶寬大幾個數(shù)量級， 擴展頻譜調(diào)制 能獲得很高的頻譜利用率。 – 邊頻分量的能量主要集中在載波附近。Fm為調(diào)制頻偏 。（消除接收信號在幅度上可能出現(xiàn)的畸變） ?低通濾波器：為了保證調(diào)頻信號帶寬在給定范圍之內(nèi)。 模擬調(diào)制解調(diào) （續(xù)） 21 經(jīng)過低通濾波后，信號的功率為 222221)(mfmfout UktukS ??噪聲的功率為 230022321ccou t UNdNUN ??????????????? ? ???從而得輸出信噪比為 mcfcmfoutoutFNUmUNUkNS02223022 2/232/2/ ??? ?模擬調(diào)制解調(diào) （續(xù)） 22 因為輸入信噪比為 mcfmfccininFNUmFmNUBNUNS0202022/)1(21)1(22/2221???????所以經(jīng)過鑒頻器解調(diào)后， 信噪比的增益為 )1(3// 2 ??? ffininoutout mmNSNSG當調(diào)制信號 um(t)及調(diào)制靈敏度給定的條件下，調(diào)頻接收機輸出的信噪比的改善取決于有效帶寬。 模擬調(diào)制解調(diào) （續(xù)） 23 )]()(s i n[)()()( 0 tttV Uttt c ????? ????但在小信噪比情況下，即 UcV(t)， 由式 (2 14)得 門限效應： 門限AM 同步檢波FMoSoutNoutdBSinNindB模擬調(diào)制解調(diào) （續(xù)） 24 主要內(nèi)容 ?模擬調(diào)制解調(diào) ?數(shù)字頻率調(diào)制 ?數(shù)字相位調(diào)制 ?正交振幅調(diào)制 ?擴展頻譜調(diào)制 ?多載波調(diào)制 25 頻移鍵控調(diào)制 (FSK)——基本原理 設(shè)輸入到調(diào)制器的比特流為 ｛ an｝ , an=177。 包絡(luò)檢波法： 帶通濾波器 帶通濾波器 包絡(luò)檢波器 包絡(luò)檢波器 比較判決 輸入 輸出 ?1 ?2 33 頻移鍵控調(diào)制 (FSK)——解調(diào) 非相干解調(diào)法： –非相干解調(diào)法包括鑒頻法、非相干匹配濾波器法、差分檢測法，過零檢測法等 –FSK 相位連續(xù)時，可采用鑒頻器解調(diào) 輸入 包絡(luò)檢波器 包絡(luò)檢波器 ssTttTTth????0)(c o s2)( 1?ssTttTTth????0)(c o s2)( 2?匹配濾波器 非相干匹配 濾 波器法 判決電路 輸出 X1(t) X2(t) 34 帶通濾波器相乘器低通濾波器帶通濾波器相乘器低通濾波器c o s ( ω1t + φ1)y1( t )y2( t )c o s ( ω 2 t + φ 2)ω2比較判決定時脈沖x1( t )x2( t )輸出輸入ω1相干解調(diào)法 頻移鍵控調(diào)制 (FSK)—— 解調(diào) 35 設(shè)兩個帶通濾波器的輸出分別為 y1(t)和 y2(t)。 頻移鍵控調(diào)制 (FSK)—— 性能分析 39 最小移頻鍵控 (MSK) ?MSK(Minimum Frequency Shift Keying) 是 FSK的一種 特殊形式 。 –相位連續(xù) 187。 最小移頻鍵控 (MSK)—— 基本原理 43 由附加相位函數(shù) θk的表示式 (2 35)可以看出 ， θk是一直線方程 ， 其斜率為 ， 截距為 xk。 在任一個碼元期間 Ts， 若 ak=+