【正文】 1,2/1,0 ??12/12/1)2/1(2/14/3s i n2/14/3c o s2/1s i nc o s11???????????????????????kkkkkUVV12/12/1)2/1(2/14/3s i n2/14/3c o s2/1s i nc o s11???????????????????????kkkkkVUU108 為了使已調(diào)信號功率譜更加平滑 ， 對低通濾波器 LPF的特性應(yīng)有一定的要求 。 3π/4， 從而改善了 π/4DQPSK的頻譜特性。 ?/4, 177。ck1? ck ?ck1 ck=226。 )512()](s i n[)()(21)( ????? bbcb TTTtRtRtY ??)522()(s i n)()(21)( ???? bb TTtRtRtY ?79 令判決門限為零，則判決規(guī)則為： Y(t)0 判為“ +1” Y(t)0 判為“ 1” ?(t)增大時 ??(Tb)為正， sin??0, 判為“ +1” ； ?(t)減小時 ??(Tb)為負， sin??0， 判為“ 1”。事實上用硬件綜合出符合上述高斯低通濾波器的沖擊響應(yīng)是困難的 –因此引入 GMSK信號的波形存儲正交調(diào)制法 高斯濾波的最小移頻鍵控 (GMSK） 2/??70 GMSK信號的波形存儲正交調(diào)制法 ?GMSK信號還可以表示為 )482(s i n)(s i nc os)(c os))(c os ()(?????ccctttttS??????)472()1()()(22)(?????????????????????? ? ???bbbtbbnbTktkTtkTTnTgaTt?????71 ?對 g(t)進行截短，取 (2N+1)Tb區(qū)間 ? (kTb), ??(t) 僅與 (2N+1)個比特有關(guān)，因此 ? (t)的狀態(tài)為有限 。 55 MSK信號相干解調(diào) + 差分譯碼 BPF )c os (2c os (2)( ttTtx cb?? ）?LPF LPF 取樣判決 取樣判決 交替門 S(t) Tb 鎖相環(huán) 1 2?c+1/2Tb 鎖相環(huán) 2 2?c1/2Tb 2 2 平方器 ??2?2? )s i n(2s i n(2)( ttTty cb?? ）??dk ak dk1 P支路 T支路 + X(t) Y(t) S1(t) S2(t) I支路 Q支路 I(t) Q(t) 最小移頻鍵控 (MSK)—— 調(diào)制解調(diào)原理 56 ?平方器的輸出為 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????kbckkkbckkbckkbckkbcxtTftSaxtaTfxtaTtxtaTtxtaTttS22122c o s2121)(,122122c o s2121222c o s212122c o s21212c o s)(222????????則最小移頻鍵控 (MSK)—— 調(diào)制解調(diào)原理 57 ?鎖相環(huán)鎖定頻率 2?c177。 和 稱為加權(quán)函數(shù)。 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。 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 。 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(yīng)： 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。（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)。 – 邊頻分量的能量主要集中在載波附近。 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。 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。 ?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。 模擬調(diào)制：輸出信噪比（ S/N）大 187。 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)。 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。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。 2n?頻移鍵控調(diào)制 (FSK)—— 性能分析 36 發(fā)“ +1”時： ? )s i n ()()c o s ()()c o s ()( )s i n ()()c o s ()( 1111111112222222????????????????????ttnttntatyttntntyscsc? )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(yīng)的樣點值為 x1和 x2，nc1(t)和 nc2(t)對應(yīng)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(yīng)用于低速傳輸系統(tǒng)中。 π(模 2π)k=0, 1, 2, … 上式即反映了 MSK信號前后碼元區(qū)間的相位約束關(guān)系， 表明 MSK信號在第 k個碼元的相位常數(shù)不僅與當(dāng)前碼元的取值 ak有關(guān)，而且還與前一碼元的取值 ak1及相位常數(shù) xk1有關(guān)。 2?ST41最小移頻鍵控 (MSK)—— 基本原理 47 最小移頻鍵控 (MSK)—— 頻譜特性 MSK信號的單邊功率譜表達式為 － 40－ 30－ 20－ 100sTsT1sT2sT3( f － fc ) / H z功率譜密度 / dBM S K2 P S K])(2[c os])(161[ 8)( 2222 bcbcbM SK TffTffTfP ???? ??48 ?與 2PSK相比， MSK信號的功率譜更加緊湊， 其第一個零點出現(xiàn)在 ，而 2PSK的第一個零點出現(xiàn)在 1/Ts處 ?這表明， MSK信號功率譜的主瓣所占的頻帶寬度比 2PSK信號的窄 ?當(dāng) (ffc)→ ∞時， MSK的功率譜以 (ffc)4的速率衰減，它要比 2PSK的衰減速率快得多，因此對鄰道的干擾也較小 最小移頻鍵控 (MSK)—— 頻譜特性 49 最小移頻鍵控 (MSK)——調(diào)制解調(diào)原理 MSK信號表達式可正交展開為下式： ( ) c os2c os c os c os c os si n si n22c k kbk c k k cbbS t t a t xTx t t a x t tTT????????? ? ?????? ? ? ??? ? ? ? ?? ? ? ? 其同相分量 xI(t)= 也稱為 I支路 其正交分量 xQ(t)= 也稱為 Q支路。 最小移頻鍵控 (MSK)—— 調(diào)制解調(diào)原理 B P F 鑒頻 L P F抽樣判決 輸出輸入 由