821 正交2FSK信号的最小频率间隔.PPT

第8章 新型数字带通调制技术 8.1 正交幅度调制(QAM) 对4PSK正交调制的一种扩展 应用于ADSL接入 8.2 最小频移键控(MSK) 频差最小的2FSK 应用于GSM网基站与手机之间的调制 8.3 正交频分复用(OFDM) 应用于必威体育精装版的ADSL设备中 第3~4代移动通信的主流调制方式 振幅和相位联合键控 Ak和?k分别可以取多个离散值。 其中 Xk = Akcos?k Yk = -Aksin?k sk(t)可以看作是两个正交的振幅键控信号之和。 矢量图 ?k值仅取?/4和-?/4 Ak值仅取+A和-A ——QPSK信号 有代表性的QAM信号是16进制的，记为16QAM， MQAM调制： 从其矢量图看像是星座，故又称星座调制。 设最大振幅AM相等 16PSK信号的相邻点欧氏距离 16QAM信号的相邻欧氏距离 2FSK的不足: 占用的频带宽度比2PSK大，频带利用率低。 使用开关法产生的2FSK相邻码元波形可能不连续,在通过带通电路后使得信号波形的包络起伏较大。 2FSK信号的两种码元波形不一定严格正交。 最小频移键控（MSK）信号：最小频差的2FSK 包络恒定、相位连续、带宽最小并且严格正交的2FSK信号。 假设2FSK信号码元的表示式为 为了满足正交条件，要求 可得，最小频率间隔等于1 / Ts ； 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。 8.2.1 正交2FSK信号的最小频率间隔 一、频差最小原则 我们在学习2FSK的时候,有结论 8.2.1 正交2FSK信号的最小频率间隔 (1)滤波器法 如果采用滤波器法，2个主瓣不能重叠，则最小频差(从图中可以看出)为 (2)正交法 两个信号正交的定义 8.2.1 正交2FSK信号的最小频率间隔 当两个信号正交时,在接收端可以通过乘法器和积分器来识别接收到的到底是哪个信号,这是因为 8.2.1 正交2FSK信号的最小频率间隔 我们现在分析当2FSK中2个频率差别最小是多少时,这2个信号满足正交条件 假设2FSK信号码元的表示式为 现在，为了满足正交条件，要求 即要求 上式积分结果为 8.2.1 正交2FSK信号的最小频率间隔 假设?1+?0 1，上式左端第1和3项近似等于零，则它可以化简为 由于?1和?0是任意常数，故必须同时有 上式才等于零。 为了同时满足这两个要求，应当令 即要求 所以，当取m = 1时是最小频率间隔。故最小频率间隔等于1 / Ts。 8.2.1 正交2FSK信号的最小频率间隔 上面讨论中，假设初始相位?1和?0是任意的，它在接收端无法预知，所以只能采用非相干检波法接收。对于相干接收，则要求初始相位是确定的，在接收端是预知的，这时可以令?1 - ?0 = 0。 于是，下式 可以化简为 因此，仅要求满足 所以，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。 结论 可见正交法把频差减低到了滤波法的1/4 但是，对于这样的频差，不能再使用滤波器分离，只能采用“相乘再积分”的方法识别 即MSK决不能使用普通2FSK方式进行解调。 1、MSK信号的频率间隔 MSK信号的第k个码元 ?s － 载波角载频； ak = ? 1 当输入码元为“1”时， ak = +1 ，码元频率 当输入码元为“0”时， ak = -1 ，码元频率 f1 和f0的差等于1 / (2Ts)。这是2FSK信号的最小频率间隔。 2、MSK码元中波形的周期数 式中 根据正交性，可证明 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。 由于MSK信号是一个正交2FSK信号，它应该满足正交条件，即 上式左端4项应分别等于零，所以将第3项sin(2?k) = 0的条件代入第1项，得到要求 或 并有 可知 T1 = 1 / f1；T0 = 1 / f0 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。 3、MSK信号的相位连续性 波形（相位）连续：前一码元末尾的总相位等于后一码元开始时的总相位。 得到递归条件 ?k(t)称作第k个码元的附加相位。 在此码元持续时间内它是t 的直线方程。 在一个码元持续时间Ts内，它变化??/2。 若ak =+1，则第k个码元的附加相位增加?/2； 若ak = -1 ，则第k个码元的附加相位减小?/2。 ak =+1,+1,+1,-1,-1,+1,+1,+1,-1,-1