数字通信技术05-3课件

§5.4频移键控调制相位不连续FSK信号的功率谱相位连续FSK信号的功率谱一、引言41、2FSK调制+1-1

设输入比特流为{ak},ak=1，FSK的调制信号形式（第k个比特间隔内）为:

f2f1二、MSK5

MSK调制是一种特殊形式的2FSK，是一种恒包络调制，其频差是满足两个频率相互正交的最小频差，且调制信号相位是连续的。相关系数：由上面的约束可得：2、MSK(最小频移键控)调制原理二、MSK6

若x0=0，则xk=0或（模2）。xk的递推关系式表明了前后比特区间的相位依赖关系，即本比特区间内的相位常数不仅与本比特区间的输入有关，还与前一个比特区间的输入以及相位常数有关。

在每个信息比特间隔内，根据二进制信息1或0，载波相位(t)线性变化+/2或-/2。累计相位(t)在每比特结束时必定为/2的整数倍，在Tb奇数倍时刻相位为/2的奇数倍，在Tb偶数倍时刻相位为/2的偶数倍。二、MSK81-1-1111-1uk

-2-2-24

xk4、MSK信号的相位路径二、MSK9MSK信号相位转移图IQ5、MSK信号的相位转移图二、MSK10

根据uk和xk的特点对ik和qk进行数学分析可以得到以下结论：

(1)ik和qk取值为1，其宽度为2Tb。(2)ik和qk的极性变换点在时间轴上错开一个Tb。

为了得到具有上述特点的ik和qk，在发送端需要对输入数据进行差分编码，在接收端，则需要进行差分译码。二、MSK127、未滤波的MSK调制器方框图cosctuk串/并x(t)y(t)90相移∑s(t)Tb=Ts/290相移cos(t/2Tb)ak预编码二、MSK138、未滤波的MSK相干解调器方框图带通滤波器s(t)+n(t)cos(t/2Tb)cosct载波恢复低通滤波器门限判决{ak}t=kTs低通滤波器门限判决符号定时恢复并/串IQt=(k+1/2)TsTs/2预编码译码{uk}sin(t/2Tb)sinct二、MSK14二、MSK10、未滤波的MSK信号的包络16三、GMSK1、GMSK的提出

移动通信中对带外辐射的严格要求（小于60dB）2、GMSK的原理

GMSK--高斯滤波的最小频移键控调制原理：先对不归零矩形波基带信号进行预滤波，预滤波器具有高斯低通特性，然后再进行MSK调制。要求高斯低通滤波器具有以下特性：带宽窄并陡峭截止，以抑制高频分量；冲击响应的过冲较小，以防止过大的瞬时频偏；滤波器输出脉冲的面积是一个常量，该常量对应的一个比特内的载波相移为π/2，以保证调制指数h=0.5。17三、GMSK3、GMSK信号的数学表达式其中ak=±1是输入数据。18三、GMSK直接调频正交调制

为了物理可实现，必须对个g(t)截短。截短的长度可以根据的g(t)/g(0)的值确定，也可以根据h(t)/h(0)的值确定。至此可以求得的(t)的值。GaussionLPFFM调制器h=0.5g(t)5、GMSK调制20三、GMSK1比特延迟差分解调BPF延迟Tb/2相移LPF取样判决GMSK信号的1比特延迟差分解调方框图6、GMSK解调21三、GMSK2比特延迟差分解调2比特差分解调的基带波形不对称，而且随着BbTb的减小，不对称程度增加，因此需要适当地调整判决电平。若采用2比特延迟差分解调，发端必须进行差分编码。BPF延迟2TbLPF取样判决GMSK信号的2比特延迟差分解调方框图6、GMSK解调22§5.5幅移键控调制一、引言MASK：载波的振幅携带信息，载波振幅共有M个可能的取值，对应着M个符号，在某一个符号间隔内载波的振幅取该符号对应的幅度值。M=2时，就是最基本的2ASK调制。正交振幅调制（QAM）：是一种将振幅调制和相位调制相结合的一种调制方式。25二、QAM的一般原理4、16QAM星座图（a）方型QAM星座图（b）星型QAM星座图(-3,1)(-3,3)(-1,1)(-3,3)(3,-3)(1,-1)(3,1)(3,3)(4.61,0)(0,2.61)(0,4.61)(0,-2.61)(0,-4.61)(2.61,0)(-2.61,0)(-4.61,0)28二、QAM的一般原理5、方型和星型16QAM的比较平均功率（设信号的最小距离为2A）：方型星型 功率效率：方型好振幅、相位方型16QAM：3种振幅值，12种相位值星型16QAM：2种振幅值，8种相位值

抗衰落性能：星型好29三、叠加式QAM（SQAM）1、SQAM原理

QAM存在相位跳变，在QAM的基础上对基带信号进行预处理，使其相位路径平滑。2、SQAM表达式这里，，，m=1、2、…M。4QAM即为QPSK4SQAM与OQPSK类似

30三、叠加式QAM（SQAM）3、4SQAM调制

SQAM的基带脉冲波形u(t)是由一个宽度为2Ts的升余弦波形和两个宽度为Ts的升余弦波形叠加而成。u(t)cosctS(t)90u(t)串／并{ak}TS/231u(t)g(t)u(t)=g(t)+d(t)1-(1-A)+T0-T0d(t)0a1a2a3a41-111-1-11-11T02T03T04T05T0y(t)0T0abc三、叠加式QAM（SQAM）其中：32(a)A=0.7(b)A=0.85(c)A=1.0