第八章 通信原理课件.pptVIP

《通信技术》授课讲义 第8章 新型数字带通调制技术 8.1 正交振幅调制 8.2 最小频移键控 8.3 高斯最小频移键控 8.4 正交频分复用 8.2 最小频移键控 2FSK虽然性能优良，易于实现，并得到广泛的应用，存在不足： （1）占用的带宽宽，频带利用率低。 （2）若用开关法产生2FSK，则相邻码元波形的相位可能不连续，引起包络起伏问题。 8.2 最小频移键控 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。也称为快速移频键控(FFSK)。 所谓“最小”是指这种调制方式能以最小的调制指数(0.5)获得正交信号； “快速”是指在给定同样的频带内，MSK能比2PSK的数据传输速率更高，且在带外的频谱分量要比2PSK衰减的快。 8.2 正交2FSK信号的最小频率间隔 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 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，则可化简为： 由于?1和?0是任意常数，故必须同时满足： 为了同时满足这两个要求，应当令 即： 所以，当取m = 1时是最小频率间隔。 也就是任意两个码元正交的最小频率间隔等于1 / Ts。 8.2 正交2FSK信号的最小频率间隔 如果假设初始相位?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。 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。 8.2.2 MSK信号的基本原理 (1)MSK信号的时域表达式为 8.2.2 MSK信号的基本原理 8.2.2 MSK信号的基本原理 由于MSK信号是一个正交2FSK信号，它应该满足正交条件: 8.2.2 MSK信号的基本原理 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。可以改写为 式中，N ― 正整数；m = 0, 1, 2, 3 8.2.2 MSK信号的基本原理 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。 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。 8.2.2 MSK信号的基本原理 8.2.2 MSK信号的基本原理 8.2.2 MSK信号的基本原理 8.2.2 MSK信号的基本原理 8.2.2 MSK信号的基本原理 8.2.2 MSK信号的基本原理 附加相位的全部可能路径图： 8.2.2 MSK信号的基本原理 8.2.2 MSK信号的基本原理 (4)MSK信号的正交表示法 8.2.2 MSK信号的基本原理 pk和qk不可能同时改变。 当ak = ak-1时， pk不改变， qk不改变 当ak ? ak-1，且k为偶数时，pk不改变，qk改变 当ak ? ak-1，且k为奇数时，pk改变， qk不改变。 8.2.2 MSK信号的基本原理 设k = 0时为初始状态，输入序列ak是： ＋1，－1，＋1，－1，－1，＋1，＋1，－1，＋1. 8.2.2 MSK信号的基本原理 波形的连续性：对于第k个码元，它处于(k-1)Ts t ? kTs范围内，其起点是(k - 1)Ts。 当k为奇数且ak改变时pk才可能改变，也就是pk 只能在cos(?t/2Ts)的过零点处才可能改变（ t=kTs） 。 当k为偶数且ak改变时qk才可能改变，也就是qk只能在sin (?t/2Ts)的过零点才可能改变（ t=kTs）。 加权函数cos(?t/2Ts)和sin (?t/2Ts) 是正负符号不同的半个正弦波周期。 这样就保证了波形的连续性。 8.2.2 MSK信号的基本原理 由此图可见，MSK信号波形相当于一种特殊的OQPSK信号波形，其正交的两路码元也是偏置的，特殊之处主要在于其包络是正弦形，而不是矩形。 8.2.3 MSK信号的调制和解调 (1)MSK信号的调制 8.2.3 MSK信号的调制和解调 设k = 0时为初始状态，输入序列ak是： ＋1，－1，＋1，－1，－1，＋1，＋1，－1，＋1. 8.2.3 MSK信号的调制和解调 在解调时，用cos(?ct + ?/2)作为