最小频移键控技术
msk调制原理
msk调制原理MSK调制原理。
MSK（Minimum Shift Keying）是一种常用的数字调制方式，它在通信领域中有着广泛的应用。
MSK调制原理是指利用最小频移键控技术对数字信号进行调制的工作原理。
下面将介绍MSK调制原理的相关知识。
首先，我们需要了解MSK调制的基本特点。
MSK调制是一种连续相位调制方式，其频率偏移为1/2T，其中T为符号周期。
在MSK调制中，每个码元对应一个正弦波周期，且相邻两个码元之间的相位差为π/2。
这种特性使得MSK调制具有较好的抗多径干扰能力，适用于移动通信等复杂环境下的应用。
其次，MSK调制原理涉及到信号的频率偏移。
在MSK调制中，每个码元的频率偏移为1/2T，即频率的变化率为1/2T。
这种频率偏移的特性使得MSK调制的频谱特性较好，能够有效地减小带宽占用，提高频谱利用率。
另外，MSK调制原理还涉及到相位连续性。
在MSK调制中，相邻两个码元之间的相位差为π/2，这保证了信号的相位连续性，避免了突变相位引起的频谱扩展。
这种相位连续性的特性使得MSK调制具有较好的抗多径干扰和抗噪声干扰能力。
此外，MSK调制原理还包括了信号的解调过程。
在MSK调制中，一般采用相干解调的方式进行信号的解调，通过匹配滤波器和相干解调器对接收到的信号进行处理，还原出原始的数字信号。
相干解调的方式能够有效地提取出信号的相位信息，实现准确的信号解调。
总的来说，MSK调制原理是一种基于最小频移键控技术的数字调制方式，其特点包括频率偏移为1/2T、相位连续性和采用相干解调等。
MSK调制具有较好的抗多径干扰和抗噪声干扰能力，适用于移动通信等复杂环境下的应用。
通过对MSK调制原理的深入了解，能够更好地应用于实际通信系统中，提高系统的性能和可靠性。
综上所述，MSK调制原理是一种重要的数字调制技术，在通信领域中有着广泛的应用前景。
通过深入学习和理解MSK调制原理，能够为通信系统的设计和优化提供重要的参考依据，推动通信技术的不断发展和进步。
数字调制之MSK资料
现代数字调制---之最小频移键控大纲：最小频移键控（MSK）是在 2FSK基础上的改进。
第一介绍了 2FSK的不足，在其基础上我们研究了 MSK的工作状况。
详细涉及 MSK 的工作原理和特色以及实质中的应用，自然关于它的远景也是我们所关注的。
要点字：最小频移键控（ MSK）、2FSK1.研究背景2FSK系统固然性能优异、易于实现，并获得了广泛的应用，但是它的不足也是不容忽视的。
第一，它占用的频带宽度比2PSK大，即频带利用率比较低。
其次，若用开关没法产生2FSK信号，则相邻码元波形的相位可能不连续，所以在经过带通特征的电路后因为通频带的限制，使得信号波形的包络产生较大起伏。
这类起伏是我们不希望有的。
其余，一般来说，2FSK信号的两种码元波形不必定严格正交。
为了战胜上述弊端，关于2FSK信号作了改进，发展出MSK。
2.MSK 信号的基根源理MSK 定义 :最小频移键控（ MSK）信号是一种包络恒定、相位连续、带宽最小并且严格正交的2FSK信号，其波形图以下：2.2.1 MSK信号的频率间隔MSK信号的第 k 个码元可以表示为 :s k (t ) cos( s t a kt k ) 2T s式中， s － 载波角载频； a k = 1（当输入码元为“ 1”时， a k = + 1 当; 输入 码元为 “0时”， a k = - 1 ）；T s － 码元宽度 ;k － 第 k 个码元的初始相位，它在一个码元宽度中是不变的。
s k (t ) cos( s ta k tk ) ( k 1)T s t kT s2T s由上式可以看出，当输入码元为“ ”时， a= +1 ，故码元频率 f 1 等于1kf s+ 1/(4 T s ；当输入码元为 “ ”时， a k = -1 ，故码元频率 f 0 等于 f s- 1/(4 T s 。
) 0)所以， f 1和 f 0 的差等于1/(2Ts 。
这是信号的最小频率间隔。
频移键控
MSK的基本原理
MSK信号的产生和 解调
MSK是一种特殊的连续相位的频移键控(CPFSK)，MSK是调制系数为0.5的连续相位的FSK。 MSK选择两个不同的频率分别传输基带信息中的+1和－1，两种频率信号在一个码元周期内所积累的相位差必 须严格等于π，则MSK信号可以表示为： 式中：ωc=2πfc; ωd=2πfd; ak=±1是传输的数据；是在第k个码元周期间的起始相位，是一个常数。 由于要求不同频率的信号在一个码元周期所积累的相位差严格等于，则可得MSK信号的另一种表示形式： 并且，由于要求两个不同频率的信号在一个码元周期内所积累的相位差为，则必须。 在这个信号中除载波相位之外，还附加了一个相位： ak=±1，φk=0或（模2） 为了易于区别两个信号，则希望这两个信号是正交的，或者说其相关系数为0。如果给定两个信号和，其相关 系数： 上式要为0，则式中的两项须为0。但是上式中第二式为0的可能性有两个，其一是其分母远远大于1，即 4πfcTb>> 1，这个条件在实际的通信系统中比较容易满足。其二是其分子为0，即正弦函数的值为0。这就要 求：。
相位连续的
相位连续的频移键控信号是利用基带信号对一个压控振荡器(VCO)进行频率调制，在二元码{ak}时，可以产 生相位连续的频移键控信号。这种调制方式在码元转换时，相位变化是连续的，而且保持恒定的包络，因此，称 为相位连续的频移键控。其信号瞬时频率与瞬时相位变化如图6所示。
最小（看
频移键控
通信术语
01 简介
目录
02 相位不连续的
03 相位连续的
04 最小（MSK）
05 高斯最小（GMSK）
06 应用
以数字信号控制载波频率变化的调制方式，称为频移键控(FSK)。根据已调波的相位连续与否，频移键控分 为两类：相位不连续的频移键控和相位连续的频移键控。频移键控（Frequency-shift keying）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。在中低速数据传输 中得到了广泛的应用。频移键控如图所示。
调制方式的原理和本质
关于GSM 的调制方式：GSM使用一种称作0.3GMSK的数字调制方式。
0.3表示高斯滤波器带宽与比特率之比。
GMSK调制方式的工作原理及特点GMSK--又称高斯滤波最小移频键控法。
是使用高斯滤波器的连续相位移频键控，它具有比等效的未经滤波的连续相位移频键控信号更窄的频谱。
在GSM系统中，为了满足移动通信对邻信道干扰的严格要求，采用高斯滤波最小移频键调制方式（GMS）K ，该调制方式的调制速率为270833Kbit/sec ，每个时分多址TDMA帧占用一个时隙来发送脉冲簇，其脉冲簇的速率为33. 86Kbs。
它使调制后的频谱主瓣窄、旁瓣衰落快，从而满足GSM系统要求，节省频率资源。
GMSK是一种特殊的数字FM调制方式。
给RF载波频率加上或者减去67.708KHZ表示1和0。
使用两个频率表示1和0的调制技术记作FSK （频移键控）。
在GSM中，数据速率选为270.833kbit/sec ，正好是RF频率偏移的4倍，这样作可以把调制频谱降到最低并提高信道效率。
比特率正好是频率偏移4倍的FSK调制称作MSK（最小频移键控）。
在GSM中，使用高斯预调制滤波器进一步减小调制频谱。
它可以降低频率转换速度，否则快速的频率转换将导致向相邻信道辐射能量。
调制前高斯滤波的最小频移键控简称GMSK基本的工作原理是将基带信号先经过高斯滤波器成形，再进行最小频移键控MSK（Minimun Shift Keying ，简称MSK。
由于成形后的高斯脉冲包络无陡峭边沿，亦无拐点，因此频谱特性优于MSK信号的频谱特性。
GPRS中同样包含GMS啲调制方式关于EDGE勺调制方式：8PSK调制方式的工作原理及特点相对于GPRS技术的单一调制方式GMS（高斯最小频移键控），E-GPRS技术支持两种调制方式：GMSK和8PSK（ 8相相移键控）。
GMSJ在每一个符号（symbol ）调制一个比特，而8PSK在每8PSK符号速率和Burst长度与一个符号（symbol ）上调制了三个比特，提高了数据传输速率GSM一致，保证了空中接口的一致性。
恒包络调制技术
(2) Costas环提取相干载波的MSK解调电路
x1(t)
x2(t)
LPF
判决器
VCO
s(t)
~ u LPF
ud(t)
ak
/ 2
/ 2
LPF
y1(t)
y2(t)
判决器
g(t)
时 钟 提取
图4-28 Costas环同步解调电路
7. MSK信号的性能 1)
－ 10
－ 20
－ 30
MSK QP SK
H ( f ) exp( a2 f 2 )
式中,α是与滤波器3 dB带宽Bb有关的一个系数，选择不同的α， 滤波器的特性随之而改变。通常将高斯低通滤波器的传输函
数值为
1/ 时2 的滤波器带宽，定义为滤波器的3 dB带宽，
即：
Bb
1n2 0.5887
2
h(t) H ( f )e j2ftdf exp[ 2 f 2 2( jt) f ]df
RQ(t) Q
s(t)
BP F
[·] 2
I
BP F (2f2)
锁相环 BP F
＋
÷2
－
脉 冲 S2(t)
形成
RRIQ((tt))
时钟
清 洗 脉冲
单稳态
单稳态
取 样 脉冲
s(t) BP F
RI
s1(t)
s2 (t)
2 cos
2Tb
t cosct
RQ
s1(t)
s2 (t)
2 s in
2Tb
t sin ct
图4-30 高斯低通滤波器传输特性 图4-31 高斯低通滤波器冲激响应
g(t) 1.0
0.8 0.6
最小频移键控MSK
为了减小包络起伏，这里做一改进：在对 QPSK 做正交调制时，将正交分
量 Qt 的基带信号相对于同相分量 I t 的基带信号延迟半个码元间隔
Ts / 2 （一个比特间隔）。这种调制方法称为偏移四相相移键控（OQPSK）。
（a）QPSK信号的相位关系
（b）OQPSK信号的相位关系
图8-1 QPSK和OQPSK信号的相位关系
图8-9 MSK、GMSK和OQPSK等信号的功率谱密度
8.5高斯最小频移键控（GMSK）
8.6正交幅度调制（QAM）
❖ 正交振幅调制（QAM）是一种幅度和相位联 合键控（APK）的调制方式。它可以提高系 统可靠性，且能获得较高的信息频带利用率， 是目Байду номын сангаас应用较为广泛的一种数字调制方式。
8.6.1正交振幅调制的信号表示
如图 8-1（b）所示。经带通滤波器后，OQPSK 信号中包络的最大值与最小
值之比约为 2 ，不再出现比值无限大的现象。也就是说，滤波后的 QPSK
信号和 OQPSK 信号有本质的区别。
由于OQPSK信号也可以看作是由同相支路和正交支路的2PSK信号的叠加，所 以OQPSK信号的功率谱与QPSK信号的功率谱形状相同。 如果采用相干解调方式，理论上OQPSK信号的误码性能与相干解调的QPSK相 同。但是，频带受限的OQPSK信号包络起伏比频带受限的QPSK信号小，经限 幅放大后频谱展宽的少，所以OQPSK的性能优于QPSK。在实际中，OQPSK比 QPSK应用更广泛。
图8-12 QAM信号调制原理图
❖ MQAM信号可以采用正交相干解调方法，其解 调器原理图8-13所示。多电平判决器对多电平 基带信号进行判决和检测。
图8-13 MQAM信号相干解调原理图
最小移频键控（MSK）调制解调技术的原理及应用分析
最小移频键控(MSK)调制解调技术的原理及应用分析摘要：最小频移键控最小频移键控(MSK)(MSK)(MSK)调制是恒包络调制方式的一种，调制是恒包络调制方式的一种，能够产生包络恒定、 相位连续的调制信号。
其带宽窄，频谱主瓣能量集中，旁瓣滚降衰减快，频带利带利用率高，在现代通信中得到了较为广泛地应用。
本文主要介绍分析MSK 的调制与解调原理并进行MSK 调制解调技术的应用分析。
调制解调技术的应用分析。
MSK 信号调制最小频移键控(MSK)调制是恒包络调制方式的一种，能够产生包络恒定、调制是恒包络调制方式的一种，能够产生包络恒定、 相位连续的调制信号。
其带宽窄，频谱主瓣能量集中，旁瓣滚降衰减快，频带利相位连续的调制信号。
其带宽窄，频谱主瓣能量集中，旁瓣滚降衰减快，频带利 用率高，在现代通信中得到了广泛地应用。
用率高，在现代通信中得到了广泛地应用。
MSK 信号的基本原理 最小频移键控又称快速频移键控，是一种特殊的二元频移键控最小频移键控又称快速频移键控，是一种特殊的二元频移键控(2FSK)(2FSK)(2FSK)。
用。
用不同频率的载波来表示1和0就是频移键控FSK FSK。
在频率在频率((或数据或数据))变化时一般的FSK 信号的相位是不连续的，所以高频分量比较多。
如果在码元转信号的相位是不连续的，所以高频分量比较多。
如果在码元转换时刻FSK 信号的相位是连续的，称之为连续相位的FSK 信号信号(CPFSK)(CPFSK)(CPFSK)。
CPFSK信号的有效带宽比一般的FSK 信号小，最小移频键控信号小，最小移频键控(MSK)(MSK)(MSK)就是一种特殊的就是一种特殊的就是一种特殊的 CPFSK CPFSK 。
除了相。
除了相位连续以外，MSK 信号还要求满足：l 码和0码的波形正交码的波形正交((有利于降低误码率有利于降低误码率))，频移最小频移最小((有利于减小信号带宽，提高对信道的频带利用率有利于减小信号带宽，提高对信道的频带利用率))。
fsk频段范围
fsk频段范围
频移键控（FSK）是一种调制技术，它使用不同的频率表示不同的数字或符号。
FSK通常用于数字通信系统中，特别是在调制解调器和一些无线通信应用中。
FSK的频段范围取决于具体的应用和标准。
不同的通信系统可能使用不同的频率范围和调制参数。
一些常见的FSK频段范围包括：
1.低频FSK（LFSK）：在数百赫兹至数千赫兹范围内，常用于短距离通信系统。
2.中频FSK（MFSK）：在数千赫兹到数十兆赫兹范围内，例如一些工业自动化和遥测系统。
3.高频FSK（HFSK）：在数十兆赫兹到数百兆赫兹范围内，用于无线通信、调制解调器和一些数字广播系统。
具体的FSK频段范围还取决于地理位置、使用场景以及通信标准。
例如，蓝牙和Wi-Fi等无线通信标准使用2.4 GHz和5 GHz 频段，而LoRa（长距离低功耗射频通信）可能使用更低的频段。
在任何情况下，要了解具体的FSK频段范围，最好查阅相应的通信标准或设备规格。
现代数字调制技术之高斯最小频移键控
现代数字调制技术之高斯最小频移键控摘要：本文主要介绍了高斯最小频移键控（GMSK）的基本原理，并简单介绍了GMSK高速数传机用于无线视频传输系统的具体实例。
高斯最小频移键控是在最小频移键控调制器之前插入高斯低通预调制滤波器的一种调制方式，它提高了数字移动通信的频谱利用率和通信质量。
关键词：高斯最小频移键控，GMSK，数字调制一、GMSK 调制的基本原理在频率调制之前，用一个高斯型低通滤波器对基带信号进行预滤波，滤除高频分量，使得功率谱更加紧凑。
这样的调制称为高斯最小频移键控（GMSK ）。
目前GSM 系统采用的就是这种调制方式。
GMSK 信号产生原理如图1。
图1 GMSK 信号产生原理高斯滤波器的传输函数和冲激响应分别为：式中B 为高斯滤波器的3 dB 基带带宽，由于h(t)为高斯型特性，故称为高斯滤波器。
为了方便GMSK 的解调，需要对输入数据进行差分预编码。
设输入数据为di ∈｛0,1｝，将差分编码之后的双极性不归零数据αi 通过高斯低通滤波器，则高斯滤波器的输出为式中Tb 为码元周期，g(t)为高斯滤波器的矩形脉冲响应。
把X(t)加于VCO （压控振荡器），经调频后的GMSK 信号为式中ωc 为混频频率，相位路径GMSK 实现时可采用正交相位调制。
由于g(t)的取值范围为(-∞,∞)，它是物理不可实现的，因此在工程中均需要对g(t)进行截短或近似。
2[(ln 2/2)(/)]()f B H f e -=222/()h t e ππ-τα=αln 2/2/B α=i b iX(t)=αg(t-iT )∑()cos[()]cos ()cos sin ()sin GMSK c c c S t t t t t t t ϕϕϕ=ω+=ω-ω()[()]22t b i b i b T t g iT d T πϕ-∞=ατ--τ∑⎰()bg t dt T ∞-∞=⎰可以证明 则对g(t)进行截短处理，截短长度为(2N+1)Tb ，即经计算，对于BTb =0.3，当N=2时，有因而，在具体计算Φ(t)时，取g(t)的截短长度为5Tb ，具有足够的精度。
最小频移键控(MSK)和高斯最小频移键控
最小频移键控（MSK）和高斯最小频移键控1．正交2FSK信号的最小频率间隔（1）非相干检波法接收时的最小频率间隔频率间隔要求当m＝1时得到最小频率间隔，即。
（2）相干检波法接收时的最小频率间隔频率间隔要求正交的2FSK信号的最小频率间隔为。
2.MSK信号的基本原理MSK信号是一种相位连续、包络恒定并且占用带宽最小的二进制正交2FSK信号。
其波形图如图8-6所示。
图8 -6 MSK信号波形示例（1）MSK信号的频率间隔①码元表示MSK信号的第k个码元可以表示为式中，ωc＝2πf c，为载波角载频；a k＝±1（分别对应输入码元为“1”或“0”）；T B为码元宽度；φk为第k个码元的初始相位。
②码元频率当输入码元为“1”时，a k＝＋1，故码元频率；当输入码元为“0”时，a k＝－1，故码元频率。
MSK信号的频率间隔为为相干解调时正交2FSK信号的最小频率间隔。
（2）MSK码元中波形的周期数一个码元持续时间T B内包含的正弦波周期数式中，N为正整数；m＝1,2,3,…；；无论频率f1和f0等于何值，两种码元包含的正弦波数相差个周期，且一个码元持续时间内包含的正弦波周期数是1/4载波周期数的整数倍。
（3）MSK信号的相位连续性①相位连续性条件前一码元末尾的相位等于后一码元开始时的相位，MSK信号的前后码元之间存在相关性。
即②附加相位连续性第k个码元的附加相位为按照相位连续性，当t＝kT B时，附加相位θk-1(kT B)是第k个码元的初始附加相位θk(kT B)。
即每经过一个码元的持续时间，MSK码元的附加相位改变±π/2，以此画出MSK信号附加相位θk(t)的轨迹图如图8-7所示。
由图8-7可以看出，附加相位在码元间是连续的。
图8-7 MSK信号附加相位图（4）MSK信号的正交表示法①表达式式中②特点p k当k等于奇数时可能改变符号，q k当k等于偶数时可能改变符号，即两者不可能同时改变符号，MSK信号举例如下表8-1所示，可知MSK信号相当于是一种特殊的OQPSK信号，其包络是正弦形，而不是矩形。
msk,gmsk非相干数字解调实验心得
在进行msk和gmsk非相干数字解调实验心得之前，我们首先需要了解什么是msk和gmsk以及非相干数字解调的概念。
MSK全称为最小频移键控（Minimum Shift Keying），是一种调制方式，它的频率偏离与数据速率成正比。
GMSK是德国移动通信系统中使用的一种调制方式，是对MSK的改进，通过对MSK信号进行有限脉冲响应滤波，使其符号间干扰更小。
非相干数字解调是指在没有接收到信号的相位信息时进行信号解调的一种技术。
这三个概念将是本文的主要关注点。
msk和gmsk非相干数字解调实验的目的在于通过实际操作，加深对这些调制方式和解调技术的理解，从而更好地应用于实际工程和科研中。
通过实验，我们能够了解这些调制方式和解调技术的性能特点，以及它们在不同条件下的适用性和局限性。
在实验中，我们首先搭建msk和gmsk非相干数字解调的实验评台。
我们进行了一系列的实验操作，包括信号的产生、传输、接收和解调等过程。
在实验过程中，我们发现了一些有趣的现象和规律。
通过实际操作，我们发现msk和gmsk调制方式在抗多径衰落和频率偏移方面具有较好的性能。
这意味着它们在移动通信等多径传播环境下有着较强的适用性。
我们发现非相干数字解调技术能够在一定程度上克服信道中的相位扭曲和时钟偏移等问题，从而实现对信号的正确解调。
然而，我们也发现非相干数字解调技术有一定的性能损失，对信号的解调精度较高要求等局限性。
通过这些实验，我们不仅深入理解了msk和gmsk的调制特点和非相干数字解调的原理，还对它们在实际应用中的表现有了更清晰的认识。
我们认为，在未来的移动通信和数字通信领域，msk和gmsk调制方式以及非相干数字解调技术依然将发挥重要作用，但也需要在实际应用中进一步加以优化和改进。
通过msk和gmsk非相干数字解调实验，我们得以全面地了解了这些调制方式和解调技术的特点和应用，从而为我们今后的工作和研究提供了重要的参考和指导。
希望本文对您对msk和gmsk非相干数字解调有所帮助。
最小频移键控的原理及应用
最小频移键控的原理及应用1. 引言最小频移键控是一种常用的调制技术，广泛应用于通信领域。
本文将介绍最小频移键控的原理及其在通信中的应用。
2. 原理最小频移键控是一种调制技术，通过在载波信号的频率上加上一个最小的频移来携带信息信号。
其原理可以简述为以下几个步骤：•步骤一：将待传输的数字信号进行二进制编码。
•步骤二：选择一个固定的频率作为载波信号。
•步骤三：根据编码的二进制信号，将载波信号的频率进行微小的改变。
•步骤四：发送经过频率改变的载波信号。
最小频移键控的原理可以通过以下公式表示：s(t) = Acos[2π(f_carrier + Δf(t))t]其中，s(t)为调制后的信号，A为载波幅度，f_carrier为载波信号的基准频率，Δf(t)为根据编码信号变化的频移量。
3. 应用最小频移键控在通信领域有着广泛的应用，下面将介绍几个常见的应用场景：3.1. 无线通信最小频移键控在无线通信中起着重要的作用。
通过将数字信号进行最小频移键控调制，可以有效地传输数据和语音信号。
最小频移键控在无线电广播、无线电通信等领域中得到了广泛应用。
3.2. 调制解调器调制解调器是最小频移键控技术的重要应用之一。
调制解调器能够将数字信号转换为模拟信号，并将模拟信号转换为数字信号。
最小频移键控被用于调制解调器中，可以实现高效的数据传输。
3.3. 数据传输最小频移键控广泛应用于数据传输领域。
通过将数字信号编码并进行最小频移键控调制，可以将数据传输到远程地点。
最小频移键控能够提高数据传输的可靠性和稳定性。
3.4. 传感器网络最小频移键控也被应用于传感器网络中。
通过最小频移键控技术，传感器节点可以将传感到的信息通过无线信号传输到中心节点。
这种应用使得传感器网络能够进行远程信息传输。
4. 总结最小频移键控是一种常用的调制技术，通过微小的频移来携带信息信号。
本文介绍了最小频移键控的原理及其在通信中的应用。
最小频移键控在无线通信、调制解调器、数据传输和传感器网络等领域都得到了广泛应用，为数据传输和通信提供了可靠的技术支持。
最小频移键控系统实现技术的仿真研究报告
湖南科技大学信息与电气工程学院通信原理《课程设计报告》题目：最小频移键控(MSK)正交调制与相干解调系统的仿真专业：电子信息工程班级： 001班姓名：陈超锋学号： 0954030103指导教师：王志强一、课程设计的目的：1、掌握MSK的调制与相干解调的方法2、熟悉System View仿真软件的使用方法，会使用System View分析解决问题二、原理介绍及设计方案的论证：图1 给出了产生M SK 信号的原理框图。
图1 M SK 信号的产生输入二元码用ak 表示, ak = ± 1。
将ak 变换成差分码bk , bk 的取值也是± 1。
ak 与bk 之间为异或关系,即:bk = ak □bk- 1异或规则为: - 1 □- 1 = - 1, + 1□+ 1 = -1, + 1□ - 1 = + 1, - 1 □+ 1 = + 1。
串并变换后得到二路并行的双极性不归零码, 相互间错开一个码元宽度T。
co s (P t/2T ) 与sin (P t/2T )的周期是4T , 满足M SK 信号在每一个码元周期内, 必须包含1/ 4 载波周期整数倍的要求。
f C 为载波频率。
由图1 可写出输出信号的表达式为:s ( t) = bI ( t) co s ( P t/2T) co s2P f c t +bQ ( t) sin ( P t/2T) sin2P fct (1)利用三角恒等式将式(1) 改写为:s ( t) = co s[2P f c t - bI ( t) bQ ( t) P t/2T+□( t) ] (2)由式(2) 可得:s ( t) = co s{2P f c t + [bI ( t) □bQ ( t) ]P t2T+□ ( t) }= co s[2P f c t + a ( t) P t/2T+ □( t) ] (3)其中a ( t) 是输入的二元码序列。
令H( t) = a ( t) P t/2T+□( t) 为附加相位函数。
通信原理新型数字带通调制技术
第八章 新型数字带通调制技术 (8.1-8.2)
1
主要内容 第8章 新型数字带通调制技术
8.1 正交振幅调制(QAM) 8.2 最小频移键控和高斯最小
频移键控 8.3 正交频分复用
2
8.1 正交振幅调制(QAM)
① 问题旳提出：
A. 多进制相移键控（MPSK）旳频带利用率 高，功率利用率较高；
( 1,-1) ( 3,-1)
-1
-3
(-3,-3) (-1,-3) ( 1,-3) ( 3,-3)
-3
-1
1
I路 3
8
8.1 正交振幅调制(QAM)
B. 复合相移法：它用两路独立旳QPSK信号叠加， 形成16QAM信号。
9
8.1 正交振幅调制(QAM)
⑧ 16QAM信号和16PSK信号旳性能比较：
20
8.2 最小频移键控和高斯最小频移键控
④ 因为1和0是任意常数，故必须同步有
sin(1 0 )Ts 0 cos(1 0 )Ts 1
(1 0 )Ts 2m f1 f0 m / Ts
⑤ 当m = 1时是最小频率间隔，最小频率间隔等于 1/Ts。
21
8.2 最小频移键控和高斯最小频移键控
13
8.1 正交振幅调制(QAM)
实例：一种用于调制解调器旳传播速率为 9600 b/s旳16QAM方案，其载频为1650 Hz，滤波器带宽为2400 Hz，滚降系数为 10％。
A
1011 1001 1110 1111
2400
1010 1000 1100 1101 0001 0000 0100 0110
⑥ 对于相干解调，则要求初始相位是拟定旳，在接
受端是预知旳，这时能够令1 - 0 = 0。
高斯滤波最小移频键控GMSK概述
信号
3. GMSK信号的相位路径
t
s (t) cos[ct k f
q( )d ]
GMSK信号的相位变化值取决于在此期间脉冲的面积（在 决定一个码元内脉冲面积时要考虑相邻码元的影响） 。
3. GMSK信号的相位路径
t
s (t) cos[ct k f
q( )d ]
(t)
1
－1
－1
π/2
高斯滤波最小移频键控GMSK
高斯低通滤波器的频率传输函数H(f)为
H ( f ) exp( a2 f 2 )
式中,α是与滤波器3 dB带宽Bb有关的一个系数，选择不同的α， 滤波器的特性随之而改变。通常将高斯低通滤波器的传输函
数值为
1/ 时2 的滤波器带宽，定义为滤波器的3 dB带宽，
即：
Bb
1n2 0.5887
1.36Eb N0
10－1
10－2
BbTb＝ 0.25
Pe
10－3 10－4
瑞利衰落
fD＝ 40 Hz fD＝ 12 Hz fD＝ 4 Hz
10－5
10－6
0
20
40
60
(Eb / No) / dB
图4-39 相干检测误码性能
x(t) A(t) cos[It (t)] A(t Tb ) sin[I (t Tb ) (t Tb )]
1 2
A(t)
A(t
Tb ){sin[It
(t)
It
ITb
(t
Tb )]
GMSK信 号
sin[It (t) It ITb (t Tb )]}
sI(t) BP F
2Tb
t
输入原始数据在通过高斯型低通滤波器之后，输出将 会产生码间串扰。
msk码元初相位
MSK码元初相位
在数字通信中，调制技术是实现信号传输的关键环节。
其中，最小频移键控（Minimum Shift Keying，MSK）是一种具有恒定包络和线性相位特性的调制方式，广泛应用于卫星通信、无线通信等领域。
而在MSK调制中，码元初相位是一个重要的参数，它直接影响到信号的解调性能和系统的误码率。
码元初相位是指在一个码元周期内，信号的相位变化起始点相对于码元起始点的相位偏移。
在MSK调制中，由于采用了恒定包络的特性，信号的幅度保持不变，而相位则会随着码元的变化而变化。
因此，码元初相位的设置对于信号的解调十分重要。
首先，码元初相位的选择会影响信号的解调性能。
如果码元初相位设置不当，会导致信号的相位跳变不连续，从而使得解调过程中出现误判。
因此，在调制过程中，需要根据特定的算法和参数设置码元初相位，以保证信号的解调性能。
其次，码元初相位的选择也会影响系统的误码率。
在通信系统中，误码率是衡量系统性能的重要指标。
如果码元初相位设置不当，会导致信号的相位变化不规律，使得接收端无法正确解调出原始信号，从而导致误码率的增加。
因此，在调制过程中，需要通过优化算法和参数设置，使得码元初相位能够最大限度地降低系统的误码率。
总之，在MSK调制中，码元初相位的设置是一个重要的参数。
通过合理的算法和参数设置，可以保证信号的解调性能和降低系统的误码率。
这对于提高数字通信系统的性能和稳定性具有重要的意义。
利用高斯最小频移键控(GMSK)调制的遥测和测距技术
关键 词 高斯 最小频移键控
遥测
测距
同时传输
中图法分类号
Ｔ Ｎ ９ １ １ ；
文献标志码
Ａ
利用高斯最小频移键控（ Ｇ Ｍ Ｓ Ｋ ） 调制可 以获得 较窄的信号带宽和较快 的副瓣衰减速率¨ Ｊ ， 这在 当今频谱拥挤的无线通信测控领域具有重要意义。 随着 测控 系统 的 发展 ， 频 谱 资 源 越 来 越 呈 现 出其 价 值 。而 Ｇ Ｍ Ｓ Ｋ调制对频谱资源的高效利用 ， 使其成 为测控 系统很 有前 景 的调制 技术 之一 。 Ｇ Ｍ Ｓ Ｋ技术具有恒包络特性 ， 这使得其 同非平 衡 四相相移键控 （ Ｕ Ｑ Ｐ Ｓ Ｋ ） 调制 相 比具有 自身优 势 。因此 ， 本文 研究 了利 用 Ｇ ＭＳ Ｋ调 制 同 时传 输 遥 测 信 号 和伪 码 测 距 信 号 ’ 。通 过 分 析 和仿 真 ， 表 明 了该 方 案 的性 能和应用 特 点 。
／ ｐｔ 、
ｓ （ ） ＝ｃ ｏ 【 ２ ＋ ２ ｆ ｍ Ｊ ｇ （ ￣ － ） ｄ ｒ ） ＝
’ Ｊ 一∞
ｃ ｏ ｓ （ ２ ￣ ｒ ｆ ￣ ｔ ＋ （ ） ）
（ ３ ）
式（ ３ ） 中的 ｋ 胁为 调 频 器 系 数 ， 调整该值 ， 使 得 积 分 量０ （ ｔ ）在 一 个 比特 期 间 内 的增 量 最 大 值 为 ， ｔ ｒ ／ ２ 。
“ 积分” ） 生成式（ ３ ）中的相位 ０ （ ｔ ） ； 测距信号数据 也经 过成 形 函数生 成相 位数 据 ， 经过 副载波调制或直
接和遥测数据 生成 的相位 Ｏ （ ｔ ） 相加， 形 成 同时传输 遥 测和测距信号 的调制相位 ， 然后经 过相位调制 ， 生成 调 制信号 。 其 中的预编码表达式为 ａ ＝ｂ ×ｂ ， 目的是 为 了解调时的简洁 ， 详见文献［ １ ］ 的相关 内容 。 测距 信 号可用 式 （ ４ ） 表示 ：
自卷积最小频移键控(SCMSK)调制技术
。
对于
一 般 来 说 其 基 带 信 号 是 由加 权 波 形 组 成 的
,
。
SC M S K
的 加 权 波形 是 用 半 已 调信 号的功 率 谱
一
个 周 期 的 正 弦 波 形 和 M S K 的 加 权 波 形 进 行 卷 积 而 形 成的
所以
SC M S K
密 度 是 M S K 频 谱 密度 的 自乘 积
)
。
从 信 号处 理 理 沦 的 角 度
,
论 述 了 S C M S K i周制 原 理
推导 了 S C M
的
,
理 论 功 率 i件 密度
SCMSK
S Q O RC
。
井对 它 在 1 卜 线 性 信 道 中的 功 率 谱 密 度 及 误 码 性 能 进 行 了 计算机 模 拟
Q O R C 和 M QO RC
S
口
,
和式( 2 )
:
, ,
,
由于
,
I
, ) 和 支路 和 Q 支 路 甚带 信 号 泞 ( t
(t ) 形成 过程相 同
。
,
只是 两
者在 时 间 上相 差 犷 / 2
由式 ( 2 ) 可知
所 以现以
,
I
支路 基 带 信 号
一
S
,
(t ) 为例
g
说 明 其产 生 的 过 程
。
要得 到改 ( t )
。
。
所以 MQ O 然 而由于
已
调 信 号 的 功 率 谱 密 度 是 Q P S K 和 S F S K 功 率谱 密度 的 乘 积 比 M S K 频 谱 旁瓣 滚 降 速 度快 和
最小移频键控原理
最小移频键控原理移频键控是一种调制技术，它是将原始信号通过移频的方式进行调制传输。
移频键控技术广泛应用于通信系统中，如无线电通信、卫星通信、移动通信等领域。
最小移频键控原理涉及到信号调制、频谱分析、解调等方面，下面我将对最小移频键控原理进行详细阐述，以便更好地理解它的工作原理。
最小移频键控原理是一种频分多址调制技术，它将多用户的信号通过移频键控的方式进行调制传输。
在最小移频键控原理中，每个用户的信号通过不同的频率进行移频调制，这样就可以实现多用户同时传输数据，而不会相互干扰。
在最小移频键控原理中，首先需要将用户的原始信号进行调制。
在调制过程中，原始信号需要与一个载波信号进行幅度调制。
这个载波信号的频率称为移频，是根据每个用户的独立序列确定的。
通过幅度调制，原始信号被移频载波信号调制后，就可以在频域上分配给不同的用户。
在最小移频键控原理中，不同用户的信号需要进行分离，以便在接收端进行解调。
在接收端，首先需要对接收到的信号进行频谱分析。
频谱分析可以将不同频率的信号分离出来，然后通过解调器对这些信号进行解调。
解调过程中，首先需要将接收到的信号与本地的移频载波信号进行混频。
混频可以将接收到的信号从频域上移回到时域上，以便进行下一步的解调处理。
然后，接收信号经过滤波器进行滤波，以去除不需要的频率成分。
在滤波后，接收信号经过解调器进行解调处理。
解调器会对接收信号进行相应的处理，以恢复出原始的用户信号。
解调处理包括将信号放大，去除干扰噪声等操作。
最终，解调器输出的信号就是用户的原始信号。
最小移频键控原理的优点是可以实现多用户同时传输数据，且各个用户之间互不干扰。
这是因为每个用户的信号都被移频到了不同的频率上，可以通过频域上的分离来进行解调。
同时，最小移频键控原理还具有较好的抗干扰性能，能够有效地抵抗多径传播、多路径衰减、多径干扰等信道效应。
在实际应用中，最小移频键控原理常被用于无线通信系统中。
例如，CDMA （Code Division Multiple Access）就是一种基于最小移频键控原理的调制技术。
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即满足 由上式可以容易地写出下列递归条件
ak a k 1 kT s k 1 kT s k 2T 2T
当ak ak－1时 当ak ak－1时。
k 1 , k k k 1 (ak 1 ak ) 2 k -1 k ,
Part
02
最小频移键控MSK
鄢 立
最小频移键控MSK
定义：频移键控FSK的一种改进形式，是一种包络恒定、相 位连续、带宽最小并且严格正交的2FSK信号。
最小频移键控MSK
MSK与其他FSK信号的区别 普通FSK方式：每一码元的频率不变或者跳变一个固定值， 两个相邻的频率跳变码元信号，相位通常不连续。 MSK方式：FSK信号的相位始终保持连续变化的一种特殊 方式。可以看成是调制指数为0.5的一种CPFSK信号。
最小频移键控MSK--正交FSK最小频率间隔
对于相干接收，保证正交的2FSK信号的最小频率间隔等 于1 / 2Ts。
MSK调制原理
MSK调制过程：先将输入的基带信号进行差分编码，然后 将其分成I、Q两路，并互相交错一个码元宽度，再用加权 函数cos（πt/2Tb）和sin（πt/2Tb）分别对I、Q两路数据 加权，最后将两路数据分别用正交载波调制。 MSK使用相干载波最佳接收机解调，MSK信号的第k个码 元可以表示为
上式左端4项应分别等于零，所以将第3项sin(2φk) = 0的条 件代入第1项，得到要求 要求 或
sin( 2 s Ts ) 0
4 f s T s n , 1 Ts n 4 fs
n 1, 2 , 3, ...
MSK码元中波形的周期数
1 Ts n 4 fs
上式表示， MSK信号每个码元持续时间Ts内包含的波形 周期数必须是1 / 4周期的整数倍，即上式可以改写为
n m 1 fs (N ) 4Ts 4 Ts
式中，N ― 正整数；m = 0, 1, 2, 3
MSK码元中波形的周期数
根据公式
n m 1 fs (N ) 4Ts 4 Ts
有
1 m 1 1 f1 f s N 4Ts 4 Ts 1 m 1 1 f0 f s N 4Ts 4 Ts
cos( 2 f1t k ), s k (t ) cos( 2 f 0 t k ),
当 ak 1 当 ak 1
MSK调制原理---MSK最小频率间隔
cos( 2 f1t k ), s k (t ) cos( 2 f 0 t k ),
也就是要求
sin[(1 0 )Ts 1 0 ] sin[1 0 )Ts 1 0 ] sin(1 0 ) sin(1 0 ) 0 1 0 1 0 1 0 1 0
假设ω1+ω0 >> 1，上式左端第1和3项近似等于零，可以化简 为
MSK码元中波形的周期数
即
式中，T1 = 1 / f1；T0 = 1 / f0
m 1 m 1 Ts N T1 N T0 4 4
上式给出一个码元持续时间Ts内包含的正弦波周期数。 结论：无论两个信号频率f1和f0等于何值，这两种码元包含 的正弦波数均相差1/2个周期。
最小频移键控MSK--正交FSK最小频率间隔
正交FSK信号的最小间隔 非相干解调时，两载波信号初相位任意，则2FSK信号码 元的表示式为
A cos(1t 1 ) s(t ) A cos(0t 0 )
当发送“ 1”时 当发送“0”时
最小频移键控MSK--正交FSK最小频率间隔
MSK码元中波形的周期数
例如，当N =1，m = 3时，对于比特“1”和“0”，一 个码元持续时间内分别有2个和1.5个正弦波周期。
MSK相位连续性
波形（相位）连续的一般条件：前一码元末尾的总相位等 于后一码元开始时的总相位，即
s kT s k 1 s kT s k
项目1-2 数字调制技术
鄢立
最小频移键控技术
录
目
Contents
02 03
01
概述 最小频移键控MSK 高斯频移键控GMSK
Part
01
概述
鄢 立
概述
现代调制技术 现有的调制技术缺陷 当信道中存在非线性的问题和带宽限制时，幅度变化的数字信 号通过信道会使己滤除的带外频率分量恢复，发生频谱扩展现 象，同时还要满足频率资源限制的要求。 对己调信号两点要求 • 要求包络恒定； • 具有最小功率谱占用率。 现代数字调制技术的发展方向 最小功率谱占有率的恒包络数字调制技术。
概述
现代数字调制技术的关键 • 相位变化的连续性 • 减少频率占用。 现代数字调制技术的主要分类： • 连续相位调制技术（CPFSK），在码元转换期间无相位突 变，如MSK，GMSK等； • 相关相移键控技术（COR-PSK），利用部分响应技术， 对传输数据先进行相位编码，再进行调相（或调频）。
MSK相位连续性
结论：第k个码元的相位不仅和当前的输入有关，而且和 前一码元的相位有关。这就是说，要求MSK信号的前后码 元之间存在相关性。
MSK信号的产生与解调
MSK信号的正交表示法
sk (t ) pk cos
t
2Ts
cos s t qk sin
t
2Ts
sin s t
MSK信号的产生与解调
相干调制接收时 要求初始相位确定，在接收端预知，可以令φ1 - φ0 = 0 ， 则
cos(1 0 ) sin(1 0 )Ts sin(1 0 )[cos(1 0 )Ts 1] 0
简化为
sin( 1 0 ) T s 0
因此仅要求
f1 f 0 n / 2Ts
为了满足正交条件，要求
cos( t ) cos( t )dt 0
TS 0 1 1 0 0
即要求
1 TS {cos[(1 0 )t 1 0 ] cos[(1 - 0 )t 1 - 0 }dt 0 2 0
最小频移键控MSK--正交FSK最小频率间隔
cos( 1 0 ) sin(1 0 )Ts sin( 1 0 )[cos( 1 0 )Ts 1] 0
最小频移键控MSK--正交FSK最小频率间隔
由于ω1和ω0是任意常数，故必须同时有
sin(1 0 )Ts 0
cos(1 0 )Ts 1
上式才等于零。为了同时满足这两个要求，应当令
其中
当 ak 1 当 ak 1
f 1 f s 1 /( 4 T s ) f 0 f s 1 /( 4 T s )
MSK码元中波形的周期数
由于MSK信号是一个正交2FSK信号，应该满足正交条件， 即
sin[(1 0 )Ts 2k ] sin[(1 0 )Ts k ] sin(2k ) sin(0) 0 1 0 1 0 (1 0 ) (1 0 )
u o y k n tha
谢
赏 观 谢
2.15
(1 0 )Ts 2m
即要求
f1 f 0 m / Ts
最小频移键控MSK--正交FSK最小频率间隔
非相干接收时 当取m = 1时为最小频率间隔1 / Ts。 初始相位φ1和φ0任意，在接收端无法预知，所以只能采用 非相干检波法接收。
最小频移键控MSK--正交FSK最小频率间隔
ak sk (t ) cos( s t t k ) 2Ts
ωs － 载波角载频；ak =±1（输入码元为“1”时， ak = + 1 ；输入 码元为“0”时， ak = - 1 ）； Ts － 码元宽度；φ k － 第k个码元的 初始相位，在一个码元宽度中不变。
MSK调制原理---MSK最小频率间隔
信号产生原理框图
MSK信号的产生与解调
解调原理框图
Part
03
高斯频移键控技术
鄢 立
GMSK：高斯频移键控
也称高斯滤波最小移频键控法
在进行MSK调制前将矩形信号脉冲先通过一个高斯型的低通 滤波器。这样的体制称为高斯最小频移键控(GMSK)。简单的说 就是使用高斯滤波器的连续相位移频键控，具有比等效的未经 滤波的连续相位移频键控信号更窄的频谱。