无线通信技术32资料文档

2
3
Ts Ts
Ts
Ts
( f－fc ) / Hz
MSK信号的归一化功率谱
数字调制和解调技术
MSK调制框图
cosk
I
I
k
cos(
t
2Ts
)
I
k
cos(
t
2Ts
)
cos(ct
)
k
t
cos( ) 2Ts
a
k
差分 编码
ck
串/并变换
f 1 2Ts
t sin( )
2Ts
振荡fc
移相90°
MS BPF K
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如果输入为双极性不归零矩形脉冲序列s(t)， 高斯预调制滤波器的矩形脉冲响应为 g(t)=s(t)*h(t)
于是，GMSK信号的表达式为
t
SGMSK (t) cos wc t 2Tb
[

an g (

nTb

Tb 2
)]d

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0 － 2 － 3 － 3 － 3 4 － 4
xk
附加相位函数θk(t)的波形图
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k (t)
2

0 Ts
3Ts
5Ts
7Ts
t
－
－ 2
MSK的相位轨迹图
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功 率 谱密 度 / dB
MSK
0
－ 10
2P SK
－ 20
－ 30
－ 40
0.75 1
照要调至的比特是0还是1，在两个独立振荡器 中切换。这种方法产生的波形在切换的时候是 不连续的。---〉不连续FSK
不连续的相位会造成频谱扩展和传输差错等 问题
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3.2.1.2 连续相位FSK(CPFSK)
CPFSK是对常规的FSK的改进，可以避免已调信 号有过大的频谱旁瓣，调制时采用数字PAM信 号，与压控振荡器产生CPFSK。
无线通信技术
武卓 zwu@shu.edu.cn
2010-12-21
数字调制和解调技术
数字调制概述 线性调制 正交调幅 恒包络调制 多载波调制 移动信道对数字调制性能的影响
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3.2.1 恒包络调制
许多实际的无线移动通信系统都是使用非线性调 制.不管调制信号如何改变,载波的幅度是恒定的.
ff21 选
择 FSK
fM 器
K比特 控制
压
控 振
CPFSK
荡
器
M=2K
d (t) In g(t nT )
n
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3.2.1.3 最小频移键控(MSK)
是二进制连续相位FSK（CPFSK）的一种特殊形式， 其调制系数为h=0.5。
调制系数：kFSK (2F) / Rb 。其中 F 是最大射频频移，
2Eb Tb
cos(2
fc
2f
)t
0 t Tb
"1"
SFSK (t) VL (t)
2Eb Tb
cos(2
fc
2f
)t
0 t Tb
"0"
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3.2.1.1 二进制频移键控(BFSK) 一个显而易见的产生FSK信号的方法是，依
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sMSK (t) 1001110
O
t
MSK信号波形
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k(t)
3π － 1 － 1 ＋ 1 － 1 ＋ 1 ＋ 1 ＋ 1 － 1 ＋ 1
ak
2
0
Ts
2Ts 3Ts 4Ts 5Ts
6Ts 7Ts 8Ts 9Ts
t
3π 2
5π
2
Rb是比特速率。
调制系数0.5对应着能够容纳两路正交FSK信号的 最小带宽。
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3.2.1.3 最小频移键控(MSK)
这种调制方式能以最小的调制指数获得正交的调制信号 在一个码元TS内，CPFSK信号可表示为：
SCPFSK (t) cos[ct (t)]
当BbTb取不同值时，g(t)的波形下图所示
∞
1.0
1
0.75
0.5
0.4
0.3
0.2 0.5
BbTb＝ 0.1
g(t)
0
0
2
4
6
8
高斯滤波器的矩形脉冲响应
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GMSK信号的附加相位路径
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3.2.1.4 高斯最小频移键控(GMSK)
为了有效地抑制MSK信号的带外功率辐射，预调制滤波器应 具有以下特性： (1) 带宽窄并且具有陡峭的截止特性---〉抑制高频分量 (2) 脉冲响应的过冲较小---〉 (3) 滤波器输出脉冲响应曲线下的面积对应于π/2的相移
---〉使调制指数为0.5
信号
延迟Ts Qk
ak cosk
Qk
sin(
t
2Ts
)
Qk
sin(
t
2Ts
)
sin(ct
)
Baidu Nhomakorabea
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MSK信号延时判决的相干解调
载波提取
[2iTs , 2(i 1)Ts ]
积分判决
MSK 信号
积分判决
[(2i 1)Ts ,(2i 1)Ts ]
2(i 1)Ts数据 (2i 1)Ts
预调制 输入 滤波器
MSK 调制器 输出
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一种满足上述特性的预调制滤波器是高斯低通 滤波器， 其单位冲激响应为
h(t)

a
exp[


a
t
2
]
传输函数为 H(f)=exp(-α2f2 )
式中,α是与高斯滤波器的3dB带宽Bb有关的参数。 BbTb 为系统中可改变的参数。
若传0码时载频为w1，传1码是载频为w2，他们相对于未调载 频wc的频偏为Δw，则上式可写为
SCPFSK cos[ct (0)]

c

1
2
2



2
2
1
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MSK信号可表示式
SMSK
(t)

cos(ct

ak
2Ts
t

k
)
kTs t (k 1)Ts
令k (t)

ak
2TS
t
k , kT

t

(k
1)TS
式中k (t) 称为附加相位函数；ωc为载波角频率；Ts为 码元宽度；ak 为第k个输入码元，取值为±1；k为第k个 码元的相位常数，在时间kTs≤t≤(k+1)Ts中保持不变， 其作用是保证在t=kTs时刻信号相位连续。
恒包络调制的特点 可以使用功率效率高的C类放大器 带外辐射低 接收机设计简单,能很好地抵抗随机噪声和 瑞利衰落
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3.2.1.1 二进制频移键控(BFSK)
在BFSK中，幅度恒定的载波信号的频率随着“0”或 “1”而切换。
FSK信号通常可表示为：
SFSK (t) VH (t)