【正文】 2π3 π / 22 π5 π / 23 π－1 －1 ＋1 －1 ＋1 ＋1 ＋1 －1 ＋1Tb2 Tb3 Tb4 Tb5 Tb6 Tb7 Tb8 Tb9 Tb0 2 π π 3 π 3 π 3 π 4π 4 πakxkθ ( t )t最小移頻鍵控 (MSK)—— 基本原理 45 π /20 π /2 π3 π /22 πTb 2 Tb3 Tb4 Tb5 Tb6 Tb7 Tb8 Tb9 Tbθ ( t )t2 π2 π3 π /2從 2π到 +2π的網(wǎng)格圖 各種可能的輸入序列所對(duì)應(yīng)的所有可能的路徑 最小移頻鍵控 (MSK)—— 基本原理 46 從以上分析總結(jié)得出 ， MSK信號(hào)具有以下特點(diǎn)： （ 1） 在碼元轉(zhuǎn)換時(shí)刻 ， 信號(hào)的相位是連續(xù)的 ， 以載波相位為基準(zhǔn)的信號(hào)相位在一個(gè)碼元期間內(nèi)線性地變化 177。 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(hào)的單邊功率譜表達(dá)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(hào)的功率譜更加緊湊， 其第一個(gè)零點(diǎn)出現(xiàn)在 ，而 2PSK的第一個(gè)零點(diǎn)出現(xiàn)在 1/Ts處 ?這表明， MSK信號(hào)功率譜的主瓣所占的頻帶寬度比 2PSK信號(hào)的窄 ?當(dāng) (ffc)→ ∞時(shí)， 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(duì)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(hào)表達(dá)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。 c o s c o s c o s2kcbx t tT? ???????c o s s in s in2k k cba x t tT? ???????cos 2btT??????? sin 2btT???????50 ? 11?? ?? kkx kxkx ?11????kkkkaaaa由式 (2 37)式得： ]2)s i n [ (s i n2)(c o sc o s2)(c o sc o s111111????????????????????????????????????????????????kaaxkaaxkaaxxkkkkkkkkkk最小移頻鍵控 (MSK)—— 調(diào)制解調(diào)原理 51 因?yàn)椋?sin xk1=0, ak1ak=0, 177。 Q支路信號(hào)先延遲 Tb，經(jīng) sin 加權(quán)調(diào)制和正交載波 sinωct相乘輸出正交分量 xQ(t)。 )2(STt?)2(STt?54 MSK信號(hào)屬于數(shù)字頻率調(diào)制信號(hào) ， 因此可以采用一般鑒頻器方式進(jìn)行解調(diào) 。 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 由于 MSK信號(hào)調(diào)制指數(shù)較小，采用一般鑒頻器方式進(jìn)行解調(diào)誤碼率性能不太好，因此在對(duì)誤碼率有較高要求時(shí)大多采用相干解調(diào)方式。 1/2Tb，相位為零的分量，輸出為 P支路： T支路： tTftSbc ???????? ??212(2c os)(1 ?tTftSbc ???????? ??212(2c os)(1 ?最小移頻鍵控 (MSK)—— 調(diào)制解調(diào)原理 58 ?分頻器輸出為 P支路： T支路： ???????? ?????????? ?? tTttTftSbcbc 2c os22c os)(1???????????? ?????????? ?? tTttTftSbcbc 2c os22c os)(1????最小移頻鍵控 (MSK)—— 調(diào)制解調(diào)原理 59 tTtTttTttStStycbbcbc??????s i n2s i n22c o s2c o s)()()(21????????????????????????????????ttTtTttTttStStxcbbcbc??????c o s2c o s22c o s2c o s)()()(21???????????????????????????????最小移頻鍵控 (MSK)—— 調(diào)制解調(diào)原理 60 ?I支路乘法器輸出為 ?Q支路乘法器輸出為 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????tTxtaTtTxtaTttTtxtaTttxtaTtttTxtaTttXtsxIbkkbbkkbcbckkbcckkbccbkkbc2c o s2c o s2c o s22c o s2c o s2c o s2c o sc o s2c o s22c o s)()()(????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????tTxtaTtTxtaTtttTxtaTttytsxQbkkbbkkbccbkkbc2s i n2s i n2s i n22s i ns i n2s i n22c o s)()()(?????????最小移頻鍵控 (MSK)—— 調(diào)制解調(diào)原理 61 ?I支路 LPF輸出為 ?Q支路 LPF輸出為 ?????????????????????????????????????????????????????????????taTxtTtaTxtTtaTxtTxtaTxIkbkbkbkbkbkbkkb2c o sc o s2c o s2s i ns i n2c o s2c o sc o s2c o s2c o s)(2 ????????????????????????????????????????????????????????????????????taTxatTxtaTtTtaTxtTxtaTxQkbkkbkkbbkbkbkkb2s i nc o s2s i ns i n2c o s2s i n2s i nc o s2s i n2s i n)(2 ???????最小移頻鍵控 (MSK)—— 調(diào)制解調(diào)原理 62 誤比特率 : 在 I支路和 Q Ps= ??0 )( dxxf ? ? dxax? ? ???0 222)(e xp21???)(21 re r f c?式中 ， r= 為信噪比 。 222?a最小移頻鍵控 (MSK)—— 性能分析 122erP e r fc ??? ??????63 高斯濾波的最小移頻鍵控 (GMSK） ?MSK信號(hào)的優(yōu)缺點(diǎn) –優(yōu)點(diǎn) :具有較好的頻譜特性和誤碼率性能 –缺點(diǎn) :不能滿足功率譜在鄰道取值 (鄰道輻射 )低于主瓣峰值 60dB以上的要求 ?改進(jìn)要求 : –保持 MSK基本特性的基礎(chǔ)上 ,對(duì) MSK的帶外頻譜特性進(jìn)行改進(jìn) ,加快衰減速度 64 高斯濾波的最小移頻鍵控 (GMSK） ?如何改進(jìn) ? MSK的輸入信號(hào) :二進(jìn)制不歸零脈沖序列 (NRZ) GMSK的輸入信號(hào) :二進(jìn)制不歸零脈沖序列 經(jīng)過濾波再進(jìn)行 MSK調(diào)制 不歸零 (NRZ) h= 0 預(yù)調(diào)制濾波器 FM調(diào)制 65 高斯濾波的最小移頻鍵控 (GMSK） ?基本思想 : –為了壓縮 MSK信號(hào)的功率譜，可在 MSK調(diào)制前加入 預(yù)調(diào)制濾波器 (也稱高斯低通濾波器 )，對(duì)矩形波形進(jìn)行濾波，得到一種新型的基帶波形， 使其本身和盡可能高階的導(dǎo)數(shù)都連續(xù)，從而得到較好的頻譜特性。 ?為了有效地抑制 MSK信號(hào)的帶外功率輻射，預(yù)調(diào)制濾波器的沖擊響應(yīng)為： bBntath212)e x p ()( 222???????Bb:高斯濾波器的 3db帶寬 . 66 該濾波器對(duì)單個(gè)寬度為 Tb的矩形脈沖的響應(yīng)為 ?????? ?????? ???????? ?????? ??22122212)( bbbb TtnBQTtn