通信原理韓慶文第五章調(diào)制與解調(diào)(2)

1、CCEE 第五章第五章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)數(shù)字調(diào)制與解調(diào) 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 5.1 引引 言言 5.2 移幅鍵控移幅鍵控 5.3 移相鍵控移相鍵控 5.5 二進制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較二進制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較 5.6 鍵控信號的復(fù)包絡(luò)法鍵控信號的復(fù)包絡(luò)法 5.7 寬帶通信中的調(diào)制技術(shù)寬帶通信中的調(diào)制技術(shù) 5.4 移頻鍵控移頻鍵控 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 5.4 5.4 移頻鍵控移頻鍵控 1 2 3 4 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)

2、字通信原理 二進制頻移鍵控（二進制頻移鍵控（2FSK2FSK） 二進制頻移鍵控（二進制頻移鍵控（2FSK2FSK）調(diào)制）調(diào)制 二進制頻移鍵控（二進制頻移鍵控（2FSK2FSK）解調(diào)）解調(diào) 若正弦載波的頻率隨二進制基帶信號在若正弦載波的頻率隨二進制基帶信號在f f1 1和和 f f2 2兩個頻率點間變化，則產(chǎn)生二進制移頻鍵兩個頻率點間變化，則產(chǎn)生二進制移頻鍵 控信號（控信號（2FSK2FSK） 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 二進制頻移鍵控（二進制頻移鍵控（2FSK2FSK）調(diào)制）調(diào)制 2FSK2FSK調(diào)制是數(shù)字通信中用得較廣得一種方式，調(diào)制是數(shù)字通信中用得較

3、廣得一種方式， 用于話音通信（頻率低于用于話音通信（頻率低于1200bps1200bps）、衰落）、衰落 信道中傳輸數(shù)據(jù)等情況。信道中傳輸數(shù)據(jù)等情況。 二進制頻移鍵控（二進制頻移鍵控（2FSK2FSK）信號）信號 二進制頻移鍵控（二進制頻移鍵控（2FSK2FSK）信號的頻譜）信號的頻譜 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 二進制二進制頻移頻移鍵控（鍵控（2FSK2FSK）信號信號 2FSK2FSK信號的產(chǎn)生信號的產(chǎn)生 二進制移頻鍵控信號可以看成是兩個不同載波的二進制移頻鍵控信號可以看成是兩個不同載波的 二進制二進制移幅移幅鍵控信號的疊加。若二進制基帶信號鍵控信號

4、的疊加。若二進制基帶信號 的的1 1符號對應(yīng)于載波頻率符號對應(yīng)于載波頻率f f1 1，0 0符號對應(yīng)于載波頻符號對應(yīng)于載波頻 率率f f2 2，則二進制移頻鍵控信號的時域表達式為，則二進制移頻鍵控信號的時域表達式為 212 ( )() cos()() cos() FSKnsnnsn nn eta g tnTta g tnTt P P an 11 0 概率為 概率為 P P an 概率為 概率為 1 10 g(t)g(t)為單個矩形脈沖，脈寬為單個矩形脈沖，脈寬 為為T Ts s n n，n n分別是第分別是第n n個信號碼個信號碼 元的初相位元的初相位 其中其中 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通

5、信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 二進制二進制頻移頻移鍵控（鍵控（2FSK2FSK）信號信號 2FSK2FSK信號產(chǎn)生的兩種調(diào)制方法：信號產(chǎn)生的兩種調(diào)制方法： 模擬調(diào)頻模擬調(diào)頻 數(shù)字鍵控數(shù)字鍵控 通過基帶信號控制振蕩器中的某一元件數(shù)值通過基帶信號控制振蕩器中的某一元件數(shù)值( (例如電例如電 容量的大小容量的大小) )來得到不同頻率的信號，它產(chǎn)生的兩個來得到不同頻率的信號，它產(chǎn)生的兩個 頻率頻率f f1 1和和f f2 2在轉(zhuǎn)換時刻的相位是連續(xù)的，故這種在轉(zhuǎn)換時刻的相位是連續(xù)的，故這種2FSK2FSK 信號稱為信號稱為相位連續(xù)的相位連續(xù)的2FSK2FSK信號信號。 模擬調(diào)頻模擬調(diào)頻 模擬模擬

6、 調(diào)頻器調(diào)頻器 二進制不歸二進制不歸 零信號零信號 ( )s t o et 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 二進制二進制頻移頻移鍵控（鍵控（2FSK2FSK）信號信號 由于兩個頻率來自兩個振蕩源，所以在由于兩個頻率來自兩個振蕩源，所以在f f1 1與與f f2 2之間的之間的 轉(zhuǎn)換瞬間相位不連續(xù)。這種方法產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換瞬間相位不連續(xù)。這種方法產(chǎn)生的2FSK2FSK信號稱為信號稱為 相位不連續(xù)的相位不連續(xù)的2FSK2FSK信號，或相位離散的信號，或相位離散的2FSK2FSK信號信號。 數(shù)字鍵控數(shù)字鍵控 反相器反相器 2FSK et 振蕩器振蕩器1 1 f f1 1

7、 振蕩器振蕩器2 2 f f2 2 選通開關(guān)選通開關(guān) 選通開關(guān)選通開關(guān) 相加器相加器 基帶信號基帶信號 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 二進制移頻鍵控信號的時間波形二進制移頻鍵控信號的時間波形 輸入序列輸入序列s(t)s(t) 載波載波f f1 1 e e1 1(t)(t) e e2 2(t)(t) 調(diào)制信號調(diào)制信號 1 11 10 01 11 11 10 00 00 0 /s(t)/s(t) 載波載波f f2 2 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 二進制二進制頻移頻移鍵控（鍵控（2FSK2FSK）調(diào)制）調(diào)制 二進制頻移鍵控

8、（二進制頻移鍵控（2FSK2FSK）信號）信號 二進制頻移鍵控（二進制頻移鍵控（2FSK2FSK）信號的頻譜）信號的頻譜 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 二進制頻移鍵控（二進制頻移鍵控（2FSK2FSK）信號的頻譜）信號的頻譜 相位離散的相位離散的2FSK2FSK信號信號 相位連續(xù)的相位連續(xù)的2FSK2FSK信號信號 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 相位離散的相位離散的2FSK2FSK信號信號 相位離散的二進制移頻鍵控信號，可以看成相位離散的二進制移頻鍵控信號，可以看成 由兩個不同載波的二進制移幅鍵控信號的疊由兩個不同載波

9、的二進制移幅鍵控信號的疊 加加 功率譜密度可以近似表示成兩個不同載波的功率譜密度可以近似表示成兩個不同載波的 二進制移幅鍵控信號功率譜密度的疊加。二進制移幅鍵控信號功率譜密度的疊加。 推導(dǎo)推導(dǎo)2FSK2FSK信號的信號的頻譜頻譜 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 212 ( )() cos()() cos() FSKnsnnsn nn eta g tnTta g tnTt n n和和n n分別代表第分別代表第n n個信號碼元的初始相位。通?？闪顐€信號碼元的初始相位。通?？闪頽 n和和n n為零為零 212 ( )() cos()() cos() FSKnsns

10、 nn eta g tnTta g tnTt 相位離散的相位離散的2FSK2FSK調(diào)制信號調(diào)制信號 令令 1 2 ( )() ( )() ns n ns n s ta g tnT s ta g tnT 兩路二進制數(shù)字基帶信號兩路二進制數(shù)字基帶信號 21122 ( )( )cos()( )cos() FSK ets tts tt 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 根據(jù)根據(jù)2ASK2ASK信號功率譜密度的表示式，可得信號功率譜密度的表示式，可得2FSK2FSK信號功率譜密度的表示式信號功率譜密度的表示式 22 211 2 22 11 22 22 2 22 22 1

11、 ( )(1)()() 4 1 (1)(0) ()() 4 1 (1)()() 4 1 (1)(0) ()() 4 FSKs s s s Pff PPG ffG ff fPGffff f PPG ffG ff fPGffff 1122 21122 11 ( )()()()() 44 FSKssss PfPffP ffPffP ff 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 假設(shè)假設(shè)P P1/21/2，則，則 2222 21122 2 2 1122 1 ( )()()()() 16 1 (0) ()()()() 16 FSKs s PffG ffG ffG ffG ff

12、 fGffffffff g(t)g(t)的頻譜的頻譜 sin ( ) s s s fT G fT fT 因此因此 22 11 2 11 22 22 22 1122 sin()sin() ( ) 16()() sin()sin() ()() 1 ()()()() 16 sss FSK ss ss ss Tff Tff T Pf ff Tff T ff Tff T ff Tff T ffffffff 連續(xù)譜連續(xù)譜 離散譜離散譜 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 頻譜分析頻譜分析 圖中圖中a a曲線對應(yīng)的曲線對應(yīng)的f f1 1f f0 0+f+fs s，f f2 2

13、f f0 0-f-fs s，曲，曲 線線b b對應(yīng)的對應(yīng)的f f1 1= f= f0 0+0.4f+0.4fs s，f f2 2f f0 0-0.4f-0.4fs s。 f f0 0= =（f f1 1+ f+ f2 2）/2/2 2f2fs s 0.8f0.8fs s f f f f0 0 f f0 0f fs sf f0 0-f-fs sf f0 02f2fs sf f0 0-2f-2fs s P Pe e(f)(f) （單邊譜）（單邊譜） a a b b 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 頻譜分析頻譜分析 2FSK2FSK信號的功率譜由連續(xù)譜和離散譜組成

14、。信號的功率譜由連續(xù)譜和離散譜組成。 其中，連續(xù)譜由兩上雙邊譜疊加而成，而離其中，連續(xù)譜由兩上雙邊譜疊加而成，而離 散譜出現(xiàn)在兩個載頻位置上；散譜出現(xiàn)在兩個載頻位置上； 若若f f1 1和和f f2 2之差較小（如小于之差較?。ㄈ缧∮趂 fs s）則連續(xù)譜出）則連續(xù)譜出 現(xiàn)單峰，若現(xiàn)單峰，若f f1 1和和f f2 2之差較大出現(xiàn)雙蜂。之差較大出現(xiàn)雙蜂。 傳輸傳輸2FSK2FSK信號所需的頻帶為信號所需的頻帶為 s ffff2 21 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 二進制頻移鍵控（二進制頻移鍵控（2FSK2FSK）信號的頻譜）信號的頻譜 相位離散的相位離散的

15、2FSK2FSK信號信號 相位連續(xù)的相位連續(xù)的2FSK2FSK信號信號 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 相位連續(xù)的相位連續(xù)的2FSK2FSK信號信號 相位連續(xù)的相位連續(xù)的2FSK2FSK信號是利用基帶信號對一信號是利用基帶信號對一 個振蕩器進行頻率調(diào)制而產(chǎn)生的。在理想情個振蕩器進行頻率調(diào)制而產(chǎn)生的。在理想情 況下，振蕩器產(chǎn)生的頻率隨基帶信號線性變況下，振蕩器產(chǎn)生的頻率隨基帶信號線性變 化?；?調(diào)頻信號調(diào)頻信號: : c t dc t dtsftfAte22cos 載波振幅載波振幅 未調(diào)制時振蕩器產(chǎn)生未調(diào)制時振蕩器產(chǎn)生 的固有載波頻率的固有載波頻率 頻偏因子

16、頻偏因子 初始相位初始相位 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 相位連續(xù)的相位連續(xù)的2FSK2FSK信號信號 a an n是碼元脈沖的振幅，其可能取值為是碼元脈沖的振幅，其可能取值為1 1。 s n n nTtgats 發(fā)送的二進制符號序列發(fā)送的二進制符號序列 s s T f 1 s s d Tff f f h 21 2 調(diào)頻指數(shù)調(diào)頻指數(shù) cos 2 t cs e tAf tf hs t dt 0 c 化簡化簡 tAttfAte c cos2cos 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 相位連續(xù)的相位連續(xù)的2FSK2FSK信號信號

17、tAttfAte c cos2cos t t 0 0 f fc c f f1 1 f f2 2 2 2f fc ct t (t)(t) (t)(t) (t)(t) t t 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 相位連續(xù)的相位連續(xù)的2FSK2FSK信號信號 分析分析FSKFSK信號時，常用到歸一化相關(guān)系數(shù)信號時，常用到歸一化相關(guān)系數(shù) 2 2FSKFSK信號在一個碼元期間內(nèi)波形為信號在一個碼元期間內(nèi)波形為 s T E dttsts s 0 21 )()( s s TttAte TttAte te 0cos)( 0cos)( )( 22 11 2 12 02121 21

18、21 coscos sin()sin() ()() s T ss sss Attdt TT ETT s s sc sc T T T T )( )sin( 2 2sin 12 12 2 21 c 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 相位連續(xù)的相位連續(xù)的2FSK2FSK信號信號 選選22c cT Ts s1,1,或或22c cT Ts sKK，因此有：，因此有： s s T T 12 12 sin 0 0 -0.2-0.2 1 1 2 23 3 1.431.43 ( (2 2- -1 1)T)Ts s 討論討論 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理

19、數(shù)字通信原理 討論討論 當(dāng)當(dāng)( (2 2-1 1) )T Ts sK(kK(k1)1)時，時， 為零，為零， 兩信號具有正交特性。兩信號具有正交特性。 在在K Kl l時，相應(yīng)的時，相應(yīng)的h=0.5h=0.5，這是滿足正交條，這是滿足正交條 件的最小調(diào)制指數(shù)。因這種信號占帶最小。件的最小調(diào)制指數(shù)。因這種信號占帶最小。 稱之為最小頻移鍵控稱之為最小頻移鍵控(MSK)(MSK)信號。信號。 當(dāng)當(dāng)(2 2-1 1) )T Ts s1.431.43時時,h=0.75 ,h=0.75 =-=- 2/(3),2/(3),為最小值為最小值, ,這種情況兩信號之間具這種情況兩信號之間具 有超正交特性。有超正交

20、特性。 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 相位連續(xù)的相位連續(xù)的2FSK2FSK信號的功率譜密度信號的功率譜密度 相位連續(xù)的相位連續(xù)的FSKFSK信號功率譜密度的計算很復(fù)信號功率譜密度的計算很復(fù) 雜雜 只討論二元等概信碼只討論二元等概信碼 單邊譜密度表達式：單邊譜密度表達式： 2 222 12 2 12 2 222 12 2 12 2sin/2 sin/2 11 ( ) 12coscoscos 2sin/2 sin/2 11 12coscoscos ss e ssss ss ssss ATT P f TTTT ATT TTTT 式中式中 2121 21 1 2

21、1 2 2 s cc fff h f 載波頻率遠(yuǎn)大于頻偏，載波頻率遠(yuǎn)大于頻偏， 此項可忽略此項可忽略 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 相位連續(xù)的相位連續(xù)的2FSK2FSK信號的功率譜密度信號的功率譜密度 功率譜密度仍然是功率譜密度仍然是X X的偶的偶 函數(shù)函數(shù) 調(diào)制指數(shù)調(diào)制指數(shù)h h0.50.5時，功時，功 率譜密度曲線呈現(xiàn)單峰。率譜密度曲線呈現(xiàn)單峰。 在在h h0.7150.715時，曲線呈時，曲線呈 現(xiàn)雙峰。現(xiàn)雙峰。 在在h h趨近于趨近于1 1時曲線的雙時曲線的雙 峰變得非常尖銳。峰變得非常尖銳。 當(dāng)當(dāng)h hl l時，曲線的雙峰時，曲線的雙峰 變成了兩

22、條線狀譜每條變成了兩條線狀譜每條 線譜所占的功率都是信線譜所占的功率都是信 號功率的號功率的1/41/4兩條共占兩條共占 信號總功率的信號總功率的1/21/2。 h h1 1之后，雙峰的距離之后，雙峰的距離 將逐漸增大。將逐漸增大。 h=0.5h=0.5 h=0.715h=0.715 0.80.8 0.40.4 P Pe e(x)(x) 1.01.0 x x 0.50.5-1.0-1.0-0.5-0.5 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 帶寬帶寬 以包含以包含9090的功率來計算信號所占的帶寬可得的功率來計算信號所占的帶寬可得 不同調(diào)制指數(shù)時的信號帶寬不同調(diào)制

23、指數(shù)時的信號帶寬 1.5f1.5fs s2.5f2.5fs s3f3fs s(2+h)f(2+h)fs s (2+h)f(2+h)fs s(2+h)f(2+h)fs s(2+h)f(2+h)fs s(2+h)f(2+h)fs s 2f2fs s 2f2fs s 2f2fs s 2f2fs s 2f2fs s 2f2fs s 2f2fs s 2f2fs s 相位連續(xù)相位連續(xù)FSKFSK 相位離散相位離散FSKFSK ASKASK PSKPSK 0.60.60.70.70.80.81.01.01.51.522 頻帶頻帶f f h h 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原

24、理 結(jié)論結(jié)論 h h2 2時，相位連續(xù)的時，相位連續(xù)的FSKFSK信號與相位離散的信號與相位離散的FSKFSK信信 號的帶寬基本相同號的帶寬基本相同 當(dāng)當(dāng)h h1 1時時, ,信號的能量大部分都集中在信號的能量大部分都集中在x x0.50.5 的范圍以內(nèi)，的范圍以內(nèi)， 在在h h為為0.60.60.70.7時，時， 相位連續(xù)的相位連續(xù)的FSKFSK信號的帶寬信號的帶寬 約為約為1.5f1.5fs s比比ASKASK信號和信號和PSKPSK信號的帶寬還窄。信號的帶寬還窄。 在調(diào)制指數(shù)在調(diào)制指數(shù)h h較小的條件下，相位連續(xù)的較小的條件下，相位連續(xù)的FSKFSK信號信號 具有能量集中，包絡(luò)恒定，抗干

25、擾能力強的特具有能量集中，包絡(luò)恒定，抗干擾能力強的特 點，點， 目前用得較多的是目前用得較多的是h h0.50.5的相位連續(xù)的的相位連續(xù)的FSKFSK方式方式, , 即最小移頻鍵控方式即最小移頻鍵控方式(MSK)(MSK)。 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 5.2.2 5.2.2 二進制頻移鍵控（二進制頻移鍵控（2FSK2FSK） 二進制頻移鍵控（二進制頻移鍵控（2FSK2FSK）調(diào)制）調(diào)制 二進制頻移鍵控（二進制頻移鍵控（2FSK2FSK）解調(diào)）解調(diào) 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 二進制移頻鍵控（二進制移頻鍵控（2FS

26、K2FSK）解調(diào)）解調(diào) 常用解調(diào)方法：常用解調(diào)方法： 非相干解調(diào)非相干解調(diào) 相干解調(diào)相干解調(diào) 其它解調(diào)方法其它解調(diào)方法 鑒頻法鑒頻法 過零檢測法過零檢測法 差分檢波法差分檢波法 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 非相干解調(diào)非相干解調(diào) 抽樣判決器：判定哪一抽樣判決器：判定哪一 個輸入樣值大，此時可個輸入樣值大，此時可 以不專門設(shè)置門限電平以不專門設(shè)置門限電平 包絡(luò)包絡(luò) 檢波器檢波器 包絡(luò)包絡(luò) 檢波器檢波器 抽樣抽樣 判決器判決器 2FSK et 帶通濾波器帶通濾波器 1 1 帶通濾波器帶通濾波器 2 2 定時脈沖定時脈沖 輸出輸出 最佳非相干解調(diào)最佳非相干解調(diào)

27、重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 最佳非相干解調(diào)最佳非相干解調(diào) 在每個匹配濾波器后面接有一個包絡(luò)檢波器在每個匹配濾波器后面接有一個包絡(luò)檢波器 匹配濾波器的輸出信號經(jīng)包絡(luò)檢波后，再進匹配濾波器的輸出信號經(jīng)包絡(luò)檢波后，再進 行取樣判決，因而取樣值與接收信號的相位行取樣判決，因而取樣值與接收信號的相位 無關(guān)。無關(guān)。 沒有利用信號的相位信息，這種解調(diào)方法與沒有利用信號的相位信息，這種解調(diào)方法與 相干解調(diào)相比，在同樣誤碼率的條件下，所相干解調(diào)相比，在同樣誤碼率的條件下，所 需的信噪比略高一些需的信噪比略高一些 解調(diào)時不需要提取載波，可對隨機起始相位解調(diào)時不需要提取載波，

28、可對隨機起始相位 的信號進行解調(diào)，所以用起來比較方便。的信號進行解調(diào)，所以用起來比較方便。 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 最佳非相干解調(diào)最佳非相干解調(diào) 11 cos s h tATt 包絡(luò)包絡(luò) 檢波器檢波器 包絡(luò)包絡(luò) 檢波器檢波器 2FSK et 匹配濾波器匹配濾波器 1 1 匹配濾波器匹配濾波器 2 2 輸出輸出 清洗脈沖清洗脈沖 22 cos s htATt s s TttAte TttAte 0cos)( 0cos)( 22 11 2FSK2FSK信號在某一碼元持續(xù)時間傳送信號信號在某一碼元持續(xù)時間傳送信號 匹配濾波器的沖擊響應(yīng)匹配濾波器的沖擊響應(yīng)

29、ss ss TttTAth TttTAth 0)(cos)( 0)(cos)( 22 11 a a b b c c d d e e f f g g 比較比較 判決判決 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 最佳非相干解調(diào)最佳非相干解調(diào) 設(shè)設(shè)T Ts s為為T T1 11/f1/f1 1及及T T2 21/f1/f2 2的整數(shù)倍，即的整數(shù)倍，即T Ts s=K=Kl lT Tl l 及及T Ts sK K2 2T T2 2(K(Kl l，K K2 2分別為整數(shù)分別為整數(shù)) )則則 2FSK2FSK兩個頻率信號的匹配濾波器其沖激響應(yīng)與輸兩個頻率信號的匹配濾波器其沖激響

30、應(yīng)與輸 入信號相同入信號相同 s s s s TttA tkAtTAth TttA tkAtTAth 0cos )2cos)(cos)( 0cos )2cos)(cos)( 2 2222 1 1111 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 最佳非相干解調(diào)最佳非相干解調(diào) so TttAth0cos)( si TttAte0)cos()( )()()(thtete io 輸入信號輸入信號 匹配濾波器沖擊響應(yīng)匹配濾波器沖擊響應(yīng) 匹配濾波器輸出信號匹配濾波器輸出信號 e o(t) e i(t)h(t) costcoso(tt)dt t A2 2 cos(o)totcos(

31、o)t(ot)dt 0 t A2 2 sin(o)totsin(ot) o A2 2 sin(o)t(ot)sin(ot) o第一項振幅遠(yuǎn)大于第二項，第一項振幅遠(yuǎn)大于第二項， 略去第二項略去第二項 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 最佳非相干解調(diào)最佳非相干解調(diào) sin() sin() ( ) 2 ()() sincos 22 2 2 sin 2 cos 22 2 ooo o o oo o o o tttA e t t tt A t A tt t 化簡化簡 o 式中式中 soo TttttAte0)(cos)()( 2/ 2/sin 2t tAt tA 2 t

32、t 式中式中 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 最佳非相干解調(diào)最佳非相干解調(diào) 討論討論 = =0 0 ，= =o o soo TtttAte0)cos()()( 2 )( At tA振幅隨時間線性增長振幅隨時間線性增長 )(t相位等于初相相位等于初相 可利用此特性對可利用此特性對2FSK2FSK信信 號進行解調(diào)。號進行解調(diào)。 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 最佳非相干解調(diào)最佳非相干解調(diào) 0 0 =2k/=2k/T Ts s（k k為整數(shù)）為整數(shù)） s Tt t tAt tA 0 2/ )2/sin( 2 )( t= t= T

33、 Ts s處處t t/2=/2=kk0)(tA k=1時= 2 (f1- f2）= 2/Ts= 2 fs f f1 1和和f f2 2相差相差f fs s 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 最佳非相干解調(diào)最佳非相干解調(diào) 包絡(luò)包絡(luò)A(t)A(t)與與t t及及A(A(t,t,) )與與的關(guān)系曲線的關(guān)系曲線 利用其包絡(luò)特性可分開兩路信號利用其包絡(luò)特性可分開兩路信號 能對能對2FSK2FSK信號解調(diào)信號解調(diào) t t T TS S T TS S/2/2 ATATS S/2/2 A(t)A(t) =0=0 =2=2/T/TS S =4=4/T/TS S 0 0 A(t,

34、A(t,) ) 2 S T 4 S T 6 S T 8 S T 2 S T 4 S T 6 S T 8 S T 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 2FSK2FSK信號解調(diào)的各點波形圖信號解調(diào)的各點波形圖 t tA(t)A(t) f f1 1f f2 2f f1 1 t t a a t t b b t tc c t t d d t t e e t t f f t tg g 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 二進制移頻鍵控（二進制移頻鍵控（2FSK2FSK）解調(diào)）解調(diào) 常用解調(diào)方法：常用解調(diào)方法： 非相干解調(diào)非相干解調(diào) 相干解調(diào)相

35、干解調(diào) 其它解調(diào)方法其它解調(diào)方法 鑒頻法鑒頻法 過零檢測法過零檢測法 差分檢波法差分檢波法 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 相干解調(diào)相干解調(diào) 低通低通 濾波器濾波器 低通低通 濾波器濾波器 抽樣抽樣 判決器判決器 2FSK et 帶通濾波器帶通濾波器 1 1 帶通濾波器帶通濾波器 2 2 定時脈沖定時脈沖 輸出輸出 相乘器相乘器 相乘器相乘器 2 cos() t 1 cos() t 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 二進制移頻鍵控（二進制移頻鍵控（2FSK2FSK）解調(diào)）解調(diào) 常用解調(diào)方法：常用解調(diào)方法： 非相干解調(diào)非相干解

36、調(diào) 相干解調(diào)相干解調(diào) 其它解調(diào)方法其它解調(diào)方法 鑒頻法鑒頻法 過零檢測法過零檢測法 差分檢波法差分檢波法 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 其它解調(diào)方法其它解調(diào)方法鑒頻法鑒頻法 限幅器：消除接收信號在幅度上可能出現(xiàn)的限幅器：消除接收信號在幅度上可能出現(xiàn)的 畸變畸變 鑒頻器：有多種電路，性能較好的是鎖相鑒鑒頻器：有多種電路，性能較好的是鎖相鑒 頻，即利用鎖相環(huán)實現(xiàn)鑒頻頻，即利用鎖相環(huán)實現(xiàn)鑒頻 前置帶通前置帶通 濾波器濾波器 限幅器限幅器鑒頻器鑒頻器整形器整形器 FSKFSK信號輸入信號輸入數(shù)據(jù)基帶數(shù)據(jù)基帶 信號輸出信號輸出 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)

37、院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 二進制移頻鍵控（二進制移頻鍵控（2FSK2FSK）解調(diào)）解調(diào) 常用解調(diào)方法：常用解調(diào)方法： 非相干解調(diào)非相干解調(diào) 相干解調(diào)相干解調(diào) 其它解調(diào)方法其它解調(diào)方法 鑒頻法鑒頻法 過零檢測法過零檢測法 差分檢波法差分檢波法 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 其它解調(diào)方法其它解調(diào)方法過零檢測法過零檢測法 該序列與頻率變化相對應(yīng)，代該序列與頻率變化相對應(yīng)，代 表著調(diào)頻波的過零點表著調(diào)頻波的過零點 低通濾波器濾除高次諧波得到低通濾波器濾除高次諧波得到 帶通濾波器帶通濾波器限幅限幅微分微分整流整流 u ui i(t)(t) a a 寬脈沖發(fā)寬脈沖

38、發(fā)低通低通 b bc cd de ef f 基本思想：數(shù)字調(diào)頻波的過零點數(shù)隨不同載頻而基本思想：數(shù)字調(diào)頻波的過零點數(shù)隨不同載頻而 異，故檢出零點數(shù)可以得到關(guān)于頻率的差異異，故檢出零點數(shù)可以得到關(guān)于頻率的差異 a a b b c c d d e e f f 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 二進制移頻鍵控（二進制移頻鍵控（2FSK2FSK）解調(diào)）解調(diào) 常用解調(diào)方法：常用解調(diào)方法： 非相干解調(diào)非相干解調(diào) 相干解調(diào)相干解調(diào) 其它解調(diào)方法其它解調(diào)方法 鑒頻法鑒頻法 過零檢測法過零檢測法 差分檢波法差分檢波法 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通

39、信原理 其它解調(diào)方法其它解調(diào)方法差分檢波法差分檢波法 時延時延 輸入信號經(jīng)接收濾波器濾除帶外無用信號后輸入信號經(jīng)接收濾波器濾除帶外無用信號后 被分成兩路，一路直接送到乘法器（平衡調(diào)被分成兩路，一路直接送到乘法器（平衡調(diào) 制器），制器），另一路經(jīng)時延另一路經(jīng)時延送到乘送到乘法器，相乘法器，相乘 后再經(jīng)低通濾波器提取信號。后再經(jīng)低通濾波器提取信號。 帶通濾波器帶通濾波器 輸入輸入 低通濾波器低通濾波器 輸出輸出 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 輸入信號輸入信號 tA)cos( 0 00 22 000 cos()cos()() cos()cos2()() 22 A

40、t At AA t t t t 相乘輸出相乘輸出 低通濾波器濾除低通濾波器濾除 低通濾波器輸出低通濾波器輸出 t)cos( 2 0 2 A V V V是角頻率頻是角頻率頻移移的的函數(shù)，函數(shù)， 但不是簡單的函數(shù)關(guān)系但不是簡單的函數(shù)關(guān)系 適當(dāng)選擇適當(dāng)選擇，使使 0cos 0 t1sin 0 t 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 2 0 2 0 sin 22 sin 22 A V A t t t t 當(dāng) 當(dāng) 若角頻率偏移若角頻率偏移較較小小 22 22 0 2 0 2 tt tt 當(dāng) 當(dāng) A A V 1t 結(jié)論：當(dāng)滿足結(jié)論：當(dāng)滿足coscos0 0 0 0及及 l

41、l時，輸出電壓時，輸出電壓V V 與角頻率偏移與角頻率偏移成線成線性關(guān)系。這樣，性關(guān)系。這樣，因因的的大小不同，大小不同， 輸出的電壓不同便可實現(xiàn)鑒頻的作用。輸出的電壓不同便可實現(xiàn)鑒頻的作用。 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 其它解調(diào)方法其它解調(diào)方法差分檢波法差分檢波法 差分檢波法與鑒頻法差分檢波法與鑒頻法 差分檢波法基于輸入信號與差分檢波法基于輸入信號與其延遲其延遲的的信號相比信號相比 較，信道上的延遲失真將同時影響相鄰信號，故較，信道上的延遲失真將同時影響相鄰信號，故 不影響最終的鑒頻效果。不影響最終的鑒頻效果。 實踐表明，當(dāng)延遲失真為零時，這種方法的檢

42、測實踐表明，當(dāng)延遲失真為零時，這種方法的檢測 性能不如一般普通的鑒頻法，但當(dāng)有較嚴(yán)重延遲性能不如一般普通的鑒頻法，但當(dāng)有較嚴(yán)重延遲 失真時，它的性能要比鑒領(lǐng)法優(yōu)越。但差分檢波失真時，它的性能要比鑒領(lǐng)法優(yōu)越。但差分檢波 法的實現(xiàn)將要受法的實現(xiàn)將要受coscos 0 0的條件限制。的條件限制。 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 5.4 5.4 移頻鍵控移頻鍵控 2 1 3 4 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 二進制頻移鍵控（二進制頻移鍵控（2FSK2FSK）系統(tǒng)的抗噪聲性能）系統(tǒng)的抗噪聲性能 相干相干檢測法的系統(tǒng)性能檢測法的系統(tǒng)

43、性能 包絡(luò)檢波法的系統(tǒng)性能包絡(luò)檢波法的系統(tǒng)性能 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 相干相干檢測法的系統(tǒng)性能檢測法的系統(tǒng)性能 低通低通 濾波器濾波器 低通低通 濾波器濾波器 抽樣抽樣 判決器判決器 帶通帶通 濾波器濾波器 1 1 帶通帶通 濾波器濾波器 2 2 定時脈沖定時脈沖 輸出輸出 相乘器相乘器 相乘器相乘器 2 2cos() t 1 2cos() t ( ) T s t 發(fā)送端發(fā)送端 1( ) y t 信道信道 ( ) i n t ( ) i y t 2( ) x t e P 1( ) x t 2 2F FSKSK信號信號相干相干檢測法的系統(tǒng)性能分析模型

44、檢測法的系統(tǒng)性能分析模型 分析其抗噪聲性能分析其抗噪聲性能 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 碼元時間間隔碼元時間間隔T Ts s內(nèi)，發(fā)送端輸出的內(nèi)，發(fā)送端輸出的2FSK2FSK信號信號 其中其中 1 1 cos, ( ) 0,t T At ut s 0tT 其它 l1 1發(fā)送發(fā)送“1”符號的載波角頻符號的載波角頻 率率 l2 2發(fā)送發(fā)送“0”符號的載波角頻符號的載波角頻 率率 ( )1 ( ) 00 T T ut st 發(fā)送“”符號 發(fā)送“ ”符號 2 0 cos, ( ) 0,t T At ut s 0t1）條件下）條件下 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信

45、工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 二進制頻移鍵控（二進制頻移鍵控（2FSK2FSK）系統(tǒng)的抗噪聲性能）系統(tǒng)的抗噪聲性能 相干相干檢測法的系統(tǒng)性能檢測法的系統(tǒng)性能 包絡(luò)檢波法的系統(tǒng)性能包絡(luò)檢波法的系統(tǒng)性能 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 包絡(luò)包絡(luò)檢測法的系統(tǒng)性能檢測法的系統(tǒng)性能 2 2F FSKSK信號信號包絡(luò)包絡(luò)檢測法的系統(tǒng)性能分析模型檢測法的系統(tǒng)性能分析模型 分析其抗噪聲性能分析其抗噪聲性能 包絡(luò)包絡(luò) 檢波器檢波器 包絡(luò)包絡(luò) 檢波器檢波器 抽樣抽樣 判決器判決器 帶通帶通 濾波器濾波器 1 1 帶通帶通 濾波器濾波器 2 2 定時脈沖定時脈沖 輸出輸出

46、( ) T s t 發(fā)送端發(fā)送端 1( ) y t 信道信道 ( ) i n t ( ) i y t 2( ) V t e P 1( ) V t 2( ) y t 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 圖中圖中 1111 1 1111 ( ) cos( )sin1 ( ) ( )cos( )sin0 cs cs anttntt y t nttntt 發(fā)送“”符號 發(fā)送“ ”符號 2222 2 2222 ( )cos( )sin1 ( ) ( ) cos( )sin0 cs cs nttntt yt anttntt 發(fā)送“”符號 發(fā)送“ ”符號 假設(shè)在假設(shè)在(0,T

47、(0,Ts s) )發(fā)發(fā) 送送“1 1”信號信號 11111 2 2 1111 ( )( ) cos( )sin ( )( ) cos( ) cs cs y tanttntt antnttt V V1 1(t)(t) V V2 2(t)(t) 22222 22 2222 ( )( )cos( )sin ( )( )cos( ) cs cs y tnttntt ntnttt 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 在在kTs時刻包絡(luò)檢波器時刻包絡(luò)檢波器 輸出波形的抽樣值輸出波形的抽樣值 2 2 111cs Vann服從廣義瑞利分布 222 1 2 11 10 22 n

48、 aV nn VaV f VIe （） 錯誤概率錯誤概率 21 121221 0 22 111 01 222 0 V 2 exp 2 VV nnn PPVf Vf VdVdV VaVVa IdV （0 1） 令令 1 2 , 2 n n Va tz 22 222cs Vnn服從瑞利分布 22 2 2 2 2 2 n V n V f Ve 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 22 1 22 222 2 111 0 0 n 22 0 0 2221 222 1 2 nn Va n nn nn zzt VVVa PIeed etIzt edt （0 1） 根據(jù)根據(jù)Q函數(shù)

49、性質(zhì)函數(shù)性質(zhì) 22 2 0 0 ,01 zt Q ztIztedt 2 /2 2 11 22 z r Pee （0 1） 2 2 2 n a r 式中，為信噪比 同理可得同理可得 2 12 1 V 2 r PPVe （1 0） 總錯誤概率總錯誤概率 2 1 (1) (0/1)(0) (1/0) 2 r e PPPPPe 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 包絡(luò)包絡(luò)檢測法的系統(tǒng)性能檢測法的系統(tǒng)性能 包絡(luò)包絡(luò)檢測法檢測法與相干檢測法與相干檢測法系統(tǒng)性能系統(tǒng)性能比較比較 在大信噪比條件下，在大信噪比條件下，2FSK2FSK信號采用包絡(luò)檢波法解信號采用包絡(luò)檢波法解 調(diào)性

50、能與相干檢測法解調(diào)性能接近，相干檢測法調(diào)性能與相干檢測法解調(diào)性能接近，相干檢測法 性能較好性能較好 但采用相干檢測時設(shè)備更為復(fù)雜，因此，在能夠但采用相干檢測時設(shè)備更為復(fù)雜，因此，在能夠 滿足信噪比要求的場合，包絡(luò)滿足信噪比要求的場合，包絡(luò)檢測法檢測法比相干檢測比相干檢測 法更為常用法更為常用 2 () 1 2 r e Pe 包絡(luò) 2 () 1 2 r e Pe r 相干 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 5.4 5.4 移頻鍵控移頻鍵控 1 2 3 4 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 最小移頻鍵控（最小移頻鍵控（MSKMSK

51、） 由于一般移頻鍵控信號相位不連續(xù)、頻偏較由于一般移頻鍵控信號相位不連續(xù)、頻偏較 大等原因，使其頻譜利用率較低大等原因，使其頻譜利用率較低 本節(jié)討論的本節(jié)討論的MSK MSK (Minimum Frequency(Minimum Frequencyshift-shift- keying)keying)是二進制連續(xù)相位是二進制連續(xù)相位FSKFSK的一種特殊形式的一種特殊形式 MSKMSK稱為最小移頻鍵控，有時也稱為快速移頻稱為最小移頻鍵控，有時也稱為快速移頻 鍵控鍵控(FFSK)(FFSK) 所謂所謂“最小最小”是指這種調(diào)制方式能以最小的調(diào)制指是指這種調(diào)制方式能以最小的調(diào)制指 數(shù)數(shù)(0.5)(0

52、.5)獲得正交信號獲得正交信號 而而“快速快速”是指在給定同樣的頻帶內(nèi)，是指在給定同樣的頻帶內(nèi)，MSKMSK能比能比2PSK2PSK 傳輸更高的數(shù)據(jù)速率，且在帶外的頻譜分量要比傳輸更高的數(shù)據(jù)速率，且在帶外的頻譜分量要比 2PSK2PSK衰減的快衰減的快 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 最小移頻鍵控（最小移頻鍵控（MSKMSK） MSKMSK的基本原理的基本原理 MSKMSK調(diào)制解調(diào)原理調(diào)制解調(diào)原理 MSKMSK的性能的性能 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 MSKMSK的基本原理的基本原理 MSKMSK是恒定包絡(luò)連續(xù)相位頻率

53、調(diào)制是恒定包絡(luò)連續(xù)相位頻率調(diào)制，其信號的，其信號的 表示式為表示式為 ( )cos(1),0,1, 2 k MSKckss s a stttkTtkT k T 令令 ( )(1) 2 k Kkss s a ttkTtkT T ( )cos( ) MSKck sttt l k k(t)(t)稱為附加相位函數(shù)稱為附加相位函數(shù) l c c為載波角頻率為載波角頻率 l T Ts s為碼元寬度為碼元寬度 l a ak k為輸入第為輸入第k k個碼元，取值為個碼元，取值為1 1 l ?k k為第為第k k個碼元的相位常數(shù)，在時間個碼元的相位常數(shù)，在時間 kTkTs st(k+1)Tt(k+1)Ts s中保

54、持不變，中保持不變，其作用是其作用是 保證在保證在t=kTt=kTs s時刻信號相位連續(xù)時刻信號相位連續(xù) 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 MSKMSK的基本原理的基本原理 ( )cos(1),0,1, 2 k MSKckss s a stttkTtkT k T 令令 ( ) 2 k Kck s a ttt T ,1 2 ( ) 2 ,1 2 ck s kK c s ck s a T adt dtT a T 1 2 1 4 1 4 c s c s ff T ff T MSK信號信號 的兩個頻的兩個頻 率分別為率分別為 中心中心 頻率頻率 1,2, 4 c s

55、n fn T MSK信號在每一碼信號在每一碼 元周期內(nèi)必須包元周期內(nèi)必須包 含四分之一載波含四分之一載波 周期的整數(shù)倍周期的整數(shù)倍 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 MSKMSK的基本原理的基本原理 f fc c還可以表示為還可以表示為 1 2 111 44 111 44 c ss c ss m ffN TT m ffN TT 相應(yīng)的相應(yīng)的MSK信信 號的兩個頻率號的兩個頻率 表示為表示為 頻率頻率 間隔間隔 1 m01 2 3 4 c s m fNN T 為正整數(shù)；， ， 21 1 2 s fff T MSK信號的信號的 調(diào)制指數(shù)調(diào)制指數(shù) 1 0.5 2 s

56、s s hfTT T 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 MSKMSK的基本原理的基本原理 當(dāng)取當(dāng)取N N1 1，m m0 0時時，MSKMSK信號的時間波形信號的時間波形 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 MSKMSK的基本原理的基本原理 附加相位函數(shù)附加相位函數(shù)k k(t)(t)的波形圖的波形圖 ( )(1) 2 k Kkss s a ttkTtkT T 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1u uk k 0 02 2 -3-3 -3-3

57、-3-3 4 4 -4-4 x xk k t t 0 0 -2-2 -5-5/2/2 T Tb b2T2Tb b3T3Tb b4T4Tb b5T5Tb b6T6Tb b7T7Tb b8T8Tb b9T9Tb b (t)(t) 3 3/2/2 /2/2 - -/2/2 - - -3-3/2/2 -3-3 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 MSKMSK的基本原理的基本原理 對于各種可能的輸入信號序列對于各種可能的輸入信號序列k k(t)(t)的所有的所有 可能路徑是一個從可能路徑是一個從22到到22的網(wǎng)格圖的網(wǎng)格圖。 t t 0 0 -2-2 T Tb b2T2T

58、b b3T3Tb b4T4Tb b5T5Tb b6T6Tb b7T7Tb b8T8Tb b9T9Tb b (t)(t) 2 2 - - 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 MSKMSK的基本原理的基本原理 結(jié)論結(jié)論：MSKMSK信號具有以下特點信號具有以下特點: : MSKMSK信號是恒定包絡(luò)信號信號是恒定包絡(luò)信號; ; 在碼元轉(zhuǎn)換時刻信號的相位是連續(xù)的，以載波相在碼元轉(zhuǎn)換時刻信號的相位是連續(xù)的，以載波相 位為基準(zhǔn)的信號相位在一個碼元期間內(nèi)線性地變位為基準(zhǔn)的信號相位在一個碼元期間內(nèi)線性地變 化化/2;/2; 在一個碼元期間內(nèi)，信號應(yīng)包括四分之一載波周在一個碼元期

59、間內(nèi)，信號應(yīng)包括四分之一載波周 期的整數(shù)倍，信號的頻率偏移等于期的整數(shù)倍，信號的頻率偏移等于1/(4T1/(4Ts s) )，相，相 應(yīng)的調(diào)制指數(shù)應(yīng)的調(diào)制指數(shù)h=0.5h=0.5。 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 最小移頻鍵控（最小移頻鍵控（MSKMSK） MSKMSK的基本原理的基本原理 MSKMSK調(diào)制解調(diào)原理調(diào)制解調(diào)原理 MSKMSK的性能的性能 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 MSKMSK調(diào)制解調(diào)原理調(diào)制解調(diào)原理圖圖 cos/ 2 s tT sin/ 2 s tT a ak k 輸入輸入 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 差分差分 編碼編

60、碼 串串/ /并并 變換變換 c ck k 振蕩振蕩 f=1/4Tf=1/4Ts s 振蕩振蕩 f=ff=fc c 相移相移9090 MSKMSK信號信號 帶通帶通 濾波器濾波器 延遲延遲T TS S I Ik k Q Qk k cos/ 2 ks ItT sin/ 2 ks QtT cos/ 2cos ksc ItTt sin/ 2sin ksc QtTt 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理 MSKMSK調(diào)制解調(diào)原理調(diào)制解調(diào)原理 MSKMSK信號屬于數(shù)字頻率調(diào)制信號，因此可以采信號屬于數(shù)字頻率調(diào)制信號，因此可以采 用一般鑒頻器方式進行解調(diào)用一般鑒頻器方式進行解