第9章 現(xiàn)代調(diào)制技術(shù)

1、第9章 現(xiàn)代調(diào)制技術(shù)基本內(nèi)容：本章主要介紹幾種先進的調(diào)制技術(shù)，它們有的已在廣泛應(yīng)用，有的正開始用于新一代通信系統(tǒng)和通信網(wǎng)，并具有長足發(fā)展和應(yīng)用前景。本章作為第6章基本數(shù)字調(diào)制的繼續(xù)和深入，從機制和原理及技術(shù)實施上均體現(xiàn)了不同特色。知識點及層次(1) MSK、QAM系統(tǒng)構(gòu)成特點、信號分析與性能評價。(2) 擴頻調(diào)制的特色，擴頻主要參量和性能分析。(3) TCM的構(gòu)思和實施Ungerboeck編碼調(diào)制的基本步驟及性能評價。(4) 多載波調(diào)制和OFDM技術(shù)基本原理。9.1 正交調(diào)幅 正交調(diào)幅（QAM）是一個信源符號同時控制載波2個參數(shù)的調(diào)制方式，故而又稱幅-相鍵控（APK）。QAM屬于多元調(diào)制，M4

2、，因此當M4時，可稱為MQAM;M=4時，為QAM，但“QAM”又是M4的通用名稱。 QAM信號設(shè)計特點(9-1)其中(ai，bi)為QAM同相項和正交項系數(shù)，E0 是QAM最小幅度載波信號能量，T為符號間隔。 M=4的QAM信號系數(shù):(9-2)QAM（M=4）的具體表示式為:(9-3)特點:當M=4時，QAM與QPSKM系統(tǒng)具有相同表達式與星座圖。由式（93）可知，它與QPSK表達式等效4個信號狀態(tài)依次各差/2，分別表示一個雙比特符號。一些小差異是QAM表示式幅度高2倍，這無關(guān)緊要。 MQAM相干接收抗噪聲性能 相干解調(diào)輸出同相與正交支路“相關(guān)器”輸出的信號加噪聲混合值為(9-4) 誤差概率

3、公式每支路差錯率為(9-5)正確概率為，則符號錯誤概率為(9-6) 計算平均能量（M個信號平均能量）(9-7)其中(9-8) 以平均能量表示平均誤符號概率(9-9)當M=4時，且用格雷碼，則(9-10) MQAM與MPSK的比較(1)星座圖:MPSK信號空間全部星點均在一個同心圓上，MQAM為APK方式的信號，全部星點呈矩形或格形排列，如下圖所示。(2)當M=4時，它與QPSK實際相同（QAM星點既在同心圓上，而又呈方格形），性能也相同，歐氏距離(3)M4時，如M=16，得(9-11)(9-12)因此，MPSK抗噪聲性能不如MQAM（M4）。(4)MPSK以M來等分2相位，當M增大時，相鄰信號

4、夾角更小，只適用于M不大的情況。一般利用M16?，F(xiàn)代無線通信MQAM系統(tǒng)，可高達1024QAM，即1024個星點。當然，MQAM還有其他形式的星座，當用M=12個星點，4個角頂星點閑置。9.2 最小頻移鍵控MSK是連續(xù)相位FSK（CPFSK）最小帶寬的調(diào)制技術(shù)，是運用正交信號設(shè)計，兼顧有效性與可靠性的典型現(xiàn)代通信技術(shù)。 MSK信號分析MSK發(fā)送端數(shù)學(xué)模型，如下圖所示。MSK系統(tǒng)的輸入信號是差分雙極性不歸零碼，并且在串/并變換后正交支路延遲1比特間隔Tb MSK信號波形特點1、MSK信號波形下圖給出了MSK信號形成過程。該兩支路已調(diào)波均非等幅，但兩者合成的完整MSK信號卻為等幅波形恒包絡(luò)波形2、

5、MSK信號相位路徑網(wǎng)格圖在的f1與f2載波相位變化量為對應(yīng)的傳號與空號載頻為3、MSK信號傳輸帶寬與信道帶寬利用率帶寬應(yīng)包括f1與f2兩載波主瓣譜MSK具有FSK方式的最小帶寬，是MSK名稱的由來，且為典型的CPFSK。帶寬利用率9.3 擴頻調(diào)制 擴頻（SS）的基本原理1.擴頻的特點（1）擴頻傳輸帶寬遠大于基帶信號帶寬或比特率，即擴展因數(shù)，SS系統(tǒng)使用如此大的帶寬冗余度，旨在有力地克服外來干擾，特別是故意干擾（jamming）和無線多徑衰落，多用于無線與衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸；（2）SS系統(tǒng)利用不同于上述章節(jié)的編碼與調(diào)制方式，一般是在編碼調(diào)制或數(shù)字頻帶調(diào)制基礎(chǔ)上再以擴展頻帶方式實施特殊的再一次調(diào)制擴頻調(diào)

6、制；（3）在SS系統(tǒng)設(shè)計中，由于充分利用一種獨立于信息碼的偽隨機碼序列，而使通信帶寬大大擴展，以防非法用戶干擾或截獲、竊取傳輸信息。它與調(diào)頻和PCM不同，后者以付出一定的帶寬為代價，在很大程度上只是對付加性高斯白噪聲；（4）在接收端，為恢復(fù)原發(fā)送信息碼序列而進行解擴，是由本地同步提供的偽隨機碼序列與接收的擴頻碼進行相關(guān)運算。SS通信系統(tǒng)主要對付外部侵擾或有意干擾，SS系統(tǒng)以大量擴展帶寬為代價，掙取高可靠性，由將信碼介入“碼片”（code chip）其時寬是比信息比特或符號間隔小得多的PN序列。這樣可使信號譜“隱匿”為近似白噪聲譜，而干擾功率也擴展到SS擴頻帶寬內(nèi)，但當解擴后，信號能量可“收聚”

7、為原來信碼能量，而干擾能量卻不能再收聚回來，因此可將干擾抑制倍。由上述幾個特點，我們可概括擴頻通信概念性定義：將數(shù)據(jù)信號介入帶有白噪聲特性的偽隨機序列進行傳輸，使傳輸帶寬較原數(shù)據(jù)所需最小帶寬大到數(shù)百、上千萬倍以上，稱為擴頻。它可以在接收解擴后使數(shù)據(jù)解調(diào)制判決時的信噪比降低幾百甚至上千萬倍以上，這一擴頻倍數(shù)，一般地稱為擴頻處理增益。2.擴頻調(diào)制的優(yōu)點：（1）改進通信的反干擾能力；（2）適用于碼分多址系統(tǒng)（CDMA），提供碼分復(fù)用（CDM）技術(shù)；（3）為“隱蔽”信號而使用低功率密度譜；（4）高分辨力定位；（5）安全（保密）通信；（6）在某些移動蜂窩個人通信系統(tǒng)（PCS）中增加通信能力和頻譜利用率；

8、（7）在擴頻信道中可同時采納大量（瞬時）用戶（性能會適度降級）；（8）便于有效使用IC器材成本較低。3.擴頻分類按結(jié)構(gòu)和調(diào)制方式，大體分為以下幾類：（1）直接序列擴頻（DS-SS Direct-sequence/spread spectrum）并包括CDMA（碼分多址）（2）跳頻（FHFrequency-Hop），并包括慢跳頻（SFH）CDMA和快跳頻（FFH）系統(tǒng)（3） 載波意義上的多址（CSMA）擴頻（4）時跳擴頻（THTime-Hop）（5）線性調(diào)頻（鳥聲信號bird-sound）（6）混和擴頻方式 擴頻調(diào)制基本方式本章討論擴頻調(diào)制技術(shù)。主要包括直接序列擴頻（DS或DS-SS）、跳頻擴頻

9、（FH）。擴頻通信可實現(xiàn)多用戶同時共享公用信道來傳輸信息此種技術(shù)稱作碼分多址（CDMA）。從系統(tǒng)構(gòu)成看，與一般數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的不同，只是在發(fā)送與接收端均增加了一個偽隨機碼（PN碼）發(fā)生器與調(diào)制解調(diào)器，通過接口相連。PN序列的不同的碼模式，作為不同接收用戶地址碼，與發(fā)送信碼序列以某種方式結(jié)合（一般是模2加法），去控制載波參量完成調(diào)制（與解調(diào)）。在傳輸信息之前，首先起動PN序列，并構(gòu)成在有干擾環(huán)境下的收發(fā)兩端PN碼同步，即能夠使所需接收信息的用戶可靠識別其載有信息的PN碼。在傳輸過程中，信道介入噪聲和各種干擾，包括有意干擾。受擾程度的大小主要取決于干擾源類型，如與擴頻信號（帶有信息）帶寬相比擬的寬帶

10、干擾或窄帶干擾，連續(xù)型或脈沖（非連續(xù)）干擾等形式。一般地，干擾臺多半是在發(fā)射信號頻帶內(nèi)介入一個或更多的正弦波干擾，它們可能是固定單頻或隨時間按某種函數(shù)規(guī)則不斷改變頻率。例如，在CDMA系統(tǒng)中，其它信道用戶串擾可能是寬帶或窄帶系統(tǒng)，這取決于產(chǎn)生多址所使用的SS信號類型。如果是寬帶，則可以由加性高斯白噪聲來等效特征。我們討論SS信號傳輸，主要著重寬帶與窄帶干擾的數(shù)字通信，而不考慮模擬信號情況。 M序列M序列是擴頻通信的一種主要手段。它通常是由反饋移存器產(chǎn)生的具有像噪聲波形的周期性二元序列，如圖7-2是產(chǎn)生PN碼的反饋移存器框圖。主要由m個移存器（2狀態(tài)存儲）互連成多環(huán)反饋電路的邏輯電路組成。PN序

11、列的產(chǎn)生由移存器長度m起始狀態(tài)和反饋邏輯確定?？倲?shù)為m個觸發(fā)器，則移存器可能狀態(tài)數(shù)為，因此由反饋移存器產(chǎn)生的PN序列必定是周期為。當反饋邏輯完全由“模2加”構(gòu)成，則此反饋移存器為線性的。此時不允許全部觸發(fā)器為0狀態(tài)，于是線性反饋移存器的PN序列周期則不超過1當周期等于1時，PN序列為M序列，它是由線性移存器產(chǎn)生的，亦稱“小M序列”m序列。 M序列性質(zhì)M序列周期提長時，表現(xiàn)出多種隨機二元序列的特性，其中1、0碼等概，M序列主要性質(zhì)如下：（1）在各周期的M序列中，1的個數(shù)總是多于0的個數(shù)平衡性質(zhì)；（2）0與1的各種游程中，游程為1的數(shù)量占一半，游程為的數(shù)目占。對于線性移存器M序列總游程數(shù)為，；（3

12、） M序列自相關(guān)函數(shù)是周期的，且在間隔為的各點只有二種可能值相關(guān)性質(zhì)。M序列周期為，若1、0由雙極性符號代替，即1、1，波形采用雙極性不歸0碼。下面讓我們就性質(zhì)3來具體分析M序列自相關(guān)函數(shù)及相應(yīng)功率譜。7的M序列輸出波形，每個碼符號間隔為，設(shè)信碼間隔為其周期長度，則。自相關(guān)函數(shù)為相應(yīng)功率譜為：其功率譜特點：l基本形狀（包絡(luò)）為抽樣函數(shù)平方；l均值存在，因此含有直流沖激譜；l為周期性，所以為離散譜，譜線間隔；l過零點（0包絡(luò)值）在，。由所得的歸一化自相關(guān)函數(shù)與功率譜與一般隨機二進制序列（參見第二章）來比較，共同點是與包絡(luò)形狀相類似，但是一般隨機序列的是非周期的，而以為周期，因此，隨機二元序列功率

13、譜為連續(xù)譜，而則為間隔的離散譜，若N不斷增大，則二者類似性就不斷加大，但隨著長度N加大，存儲器數(shù)m也加多，在實用中對N值有一定限制。 直接序列擴頻（DS-SS）.1 基帶SS我們已經(jīng)了解到，擴頻調(diào)制可以利用較小的信號功率（如達千兆比特速率的擴頻微波系統(tǒng)，發(fā)射功率僅為680mW），而有效地防止外來信號（如干擾臺）的干擾。設(shè)為待發(fā)送二元數(shù)字數(shù)據(jù)序列，這里是基帶差分碼，表示偽隨機（PN）序列，并各以波形與表示，均采用雙極性NRZ碼型，且設(shè)單位幅度為，則已調(diào)信號為“相當于”雙邊帶（DSB）調(diào)制方式，但與“載波”均是基帶信號波形，其中為窄帶信號波形，而為寬帶PN波形序列，于是已調(diào)信號帶寬就是PN序列帶寬

14、，因此在SS系統(tǒng)中，PN起到“擴頻碼”作用，發(fā)送數(shù)據(jù)每1比特碼均被嵌入長為的PN序列1個周期內(nèi)。信道中介入的干擾的混合基帶信號為在接收端，接收機對混入干擾的接收混合信號進行解擴與解碼，這又與DSB相類比，利用“相干”方式提供本地同步PN序列，得根據(jù)上面開始時的條件，應(yīng)有于是是混合信號。但是窄帶信號，而干擾項卻是寬帶形式，如果通過低通濾波器后，干擾功率的絕大部分會被濾除在帶外?？傊當U頻（調(diào)制）就是充分利用擴頻碼PN序列的偽隨機性，使載荷數(shù)字數(shù)據(jù)的傳輸波形序列具有寬帶性及白噪聲某些特征，而局外接收者無法掌握擴頻碼的具體規(guī)則，難于檢測或獲取，而又不易受到外加干擾。尚需明確的是，付出擴頻的高帶寬，可由

15、使用互為正交的不同PN序列的大量用戶同時通信，猶如TDM、FDM復(fù)用傳輸，實現(xiàn)碼分復(fù)用（CDM）。.2 直接序列擴頻信號的頻帶傳輸上面介紹的SS一般原理及DS（直接序列擴頻）基帶傳輸概念，更多地是用于射頻（RF）傳輸系統(tǒng)（如衛(wèi)星鏈路），可以利用上一章介紹的多種調(diào)制技術(shù)來納入DS系統(tǒng)，茲以相干二元PSK為例進行討論。1. DS/2PSK系統(tǒng)構(gòu)成的基帶SS信號作為下一級PSK調(diào)相器輸入的調(diào)制信號，產(chǎn)生2PSK信號稱為DS/2PSK，表示為為雙極性NRZ表示的基帶擴頻序列，顯然是以為信息碼元寬度的2PSK，其波形如圖78。與一般PSK波形的不同，在一個信碼比特間隔內(nèi)，不再是單一的0相或相，而具有N個

16、寬度為的隨機相位的正弦波集合。在一個信碼間隔內(nèi)的這些以為間隔的RF振蕩序列，相當于受控于PN（極性）的PSK序列，即以持續(xù)期的0或/span相振蕩，再受到PN控制，變?yōu)榕c每個碼片極性相對應(yīng)的0或相位的已調(diào)載波序列。2. 模型分析給出的系統(tǒng)模型雖然符合原理性概念，但實際系統(tǒng)，往往是首先提供常規(guī)應(yīng)用的2PSK信號，然后進行DS擴頻，因此適用的等效系統(tǒng)框圖應(yīng)如圖79所示：發(fā)送信號：這里正交基函數(shù)，作為同相載波接收信號當信道輸出混合波形后，接收機首先要通過解擴從DS/2PSK信號種恢復(fù)2PSK信號，輸出為：（） 然后對帶有由于擴頻介入干擾的2PSK信號利用相干（或相關(guān)）解調(diào)，恢復(fù)原來源數(shù)據(jù)信號。3.

17、同步在DS系統(tǒng)中，由于接收端需提供本地PN序列碼，它必須與發(fā)送來的時鐘信號同步，亦即收、發(fā)兩端的PN碼同步，才能準確擴頻。同步系統(tǒng)包括兩部分功能：捕捉與跟蹤。（1） 捕捉（acquisition）：或稱粗同步。捕捉功能是使收發(fā)兩端的PN碼能在一個盡可能短的時間內(nèi)調(diào)準到小于一個“碼片”（chip）的同步誤差范圍，并要求在碼片間隔的幾分之一的誤差之內(nèi)。一般地，達到捕捉分為兩步：首先接收碼流由本地PN碼與之相乘，得到兩者的“互相關(guān)”的量值，然后以一種適當?shù)呐袥Q規(guī)則與搜索策略，來處理所謂的互相關(guān)結(jié)果，盡量達到最大值，以確定收發(fā)之間PN碼同步程度，連續(xù)進行后，使之初步達到粗同步效果。（2） 追蹤（tra

18、king）：一旦進來的PN碼被捕獲，隨即進行追蹤，以達細微同步。一般利用鎖相環(huán)（PLL）技術(shù)來完成。.3 DS系統(tǒng)性能分析1. 性能分析仍以DS/2PSK系統(tǒng)為例進行分析，由式（）發(fā)送信號可具體表示為設(shè)為單位幅度， 則 式中，表示PN序列，雙極性，即，因此，發(fā)送信號是N維信號（），它需要N個正交函數(shù)表示（這里從略）。在傳輸系統(tǒng)中介入干擾信號（如：jammer），理想而言，令干擾的總有效能量與N維信號相當。從干擾者角度，最希望與可能知道發(fā)送信號帶寬及頻率范圍，但卻無法知道DS/2PSK的具體N維相位信息。在此情況下，我們由一般形式同相分量與正交分量表示干擾信號： 式中，; 由上面三個表示式，可以

19、看出，干擾分為同相與正交分量，共有2N維是表示信號維數(shù)的2倍，的平均功率（在一個比特間隔內(nèi)）為由于干擾者不能得到信號相位知識，對外來干擾可實施的最佳策略是使用與信號相等干擾能量，將其放在由同相與正交二分量構(gòu)成的坐標系中。于是有于是，干擾總平均功率可表示為：下面我們來分析圖77系統(tǒng)的接收機輸入及輸出信噪比，而利用上面幾個關(guān)系式,由式（），求出相干輸出：式中與分別為解擴后的PSK信號 和擴頻干擾項 解調(diào)輸出的分量.最后，相干解調(diào)信號輸出分量 ，在一個比特內(nèi)輸出信號能量為 ，因此利用DS/2PSK系統(tǒng)的輸出信噪比得益為式中，定義： 擴頻處理增益。顯然 是個重要參量，它表示1比特信碼包絡(luò)PN序列的碼片

20、數(shù)。當PN序列 越長，或1比特跨入的碼片越多，則 越大，輸出信噪比就越大。另外，式（）中的結(jié)果 ，這里系數(shù)2（即3dB），完全是由解擴后的對2PSK準確相干解調(diào)的信噪比得益，這與模擬調(diào)制DSB情況相類似。而擴頻本身產(chǎn)生的信噪比得益為 ，即處理增益。2. 誤差概率在DS/2PSK解調(diào)輸出端的混合量由式（），為 ，或由式（）及（）有 這里信號輸出雙極性 分別表示1、0碼信號檢測輸出值，而 是1比特碼輸出信號能量。為確定DS/2PSK系統(tǒng)誤比特率，判決最佳門限應(yīng)為 0，并設(shè)發(fā)1、0碼的先驗概率相等，則誤比特率為：式中 由式(7.3-25)是N個同分布隨機變量的和，由中心極限定理，當N很大時， 接近高

21、斯分布，而實際上擴頻因數(shù) 是相當大的（如，1000，甚至更大）。上面已計算出，高斯變量 均值為0，總平均功率為 ，就不難計算事件 的概率，則式（）可計算出結(jié)果為， 式（）中， 的意義為：1比特信碼（包括 個碼片間隔）的信號輸出能量與只在一個碼片上平均干擾能量之比。很明顯，我們粗擬假設(shè)，一個碼元比特介入的干擾 若與比特信號能量相等，則這項比值 =N，即擴頻系統(tǒng)使解調(diào)信噪比提高 倍，因此可有非常小的 。這個準確結(jié)果驗證了本章開始時介紹的擴頻通信極強抗干擾能力是其最大優(yōu)點。3. 反干擾特性已知相干2PSK誤比特率為在DS/2PSK情況下，可以將式（）外干擾功率對應(yīng)的寬帶譜，以白噪聲特性比擬，每比特信

22、號能量與干擾噪聲功率譜密度之比的進一步表示形式：有 由于每比特信號能量為 （ 每比特信號功率），可有用dB表示為其中 是在設(shè)計系統(tǒng)時，只按2PSK傳輸方式預(yù)計誤比特率 允許的最大值所需的至少量 的表示式的表示式可以理解到： 等于處理增益dB數(shù)減去 的dB數(shù)，這個“凈增益”值是不考慮系統(tǒng)固有AWGN干擾時，SS系統(tǒng)能對付Jam干擾的儲備量，作為反干擾入侵的潛在抗擾能力。 跳頻擴頻.1 跳頻概念DS系統(tǒng)抗干擾能力是由系統(tǒng)處理增益 體現(xiàn)的，而 是PN序列長度的函數(shù)，若采用窄小間隔 的碼片，則PN序列提供 的更大，但需占用更大帶寬及每比特采納更多的碼片數(shù).然而實際物理器件可達到的處理增益是受限的，因此

23、，通過隨機性跳變數(shù)據(jù)信號的載波頻率，以覆蓋更寬的頻譜，而實現(xiàn)更強的抗干擾效果。稱為跳頻（FH）擴頻，跳頻并不能同時覆蓋整個擴頻頻段，因此就更考慮跳頻的速率。我們首先了解FH的兩類跳頻方式及其特征：1.慢跳頻（Show FH-SFH）設(shè)MFSK的符號速率 是跳頻速率 的整數(shù)倍，亦即每個跳頻載波可傳輸幾個多元符號。2.快跳頻（Fast FH-FFH）與慢跳相反，跳頻速率 是MFSK符號率 的整數(shù)倍，亦即在傳輸一個多元符號期間，載頻跳變?nèi)舾纱巍Ｌl擴頻系統(tǒng)不論慢跳或快跳，一般輸入調(diào)制信號是多元已調(diào)波數(shù)字信號 ，并且，更適于采用多元調(diào)頻MFSK，其載波一般采用中頻波段（IF），然后進入跳頻系統(tǒng)的“變頻

24、器”（乘法器）與受控于PN碼的“頻率合成器”所提供的隨機改變其頻率值得另一射頻（RF）載波相“混頻”后，由帶通濾波器（BPF）輸出發(fā)送信號，便構(gòu)成采用跳頻的MFSKFH/MFSK.圖710所示為FH/MFSK發(fā)送與接收系統(tǒng)框圖，由“多載頻、選碼、頻移鍵控”這三個基本要素來確定。.2 慢跳頻擴頻（SFH-SS）現(xiàn)在仍以上圖所示框圖，通過給出的具體參數(shù)值，來闡明慢跳頻的基本原理。一般地，控制跳頻（通過頻率合成器）的PN序列按 bit進行分段，由這些 比特碼片段來驅(qū)動頻率合成器，這樣可以提供的跳變載頻數(shù)目為 個，每次跳頻的持續(xù)時間等于MFSK的符號間隔 ，而MFSK的 個已調(diào)波之間互為正交。只是對于

25、全部這 個MFSK信號進行跳頻后的傳輸帶寬即FH/MFSK信號要占用的帶寬擴展很多。就目前技術(shù)而言，F(xiàn)H帶寬可達 量級，它比DS-SS的擴頻帶寬高出一個數(shù)量級，因此有更高的抗擾性能。在FH/MFSK系統(tǒng)中，一次跳頻的最短持續(xù)時間是PN序列的一個碼片 ，這與DS-SS系統(tǒng)情況根本不同。慢跳頻FH/MFSK信號的最基本特征是，一次跳頻的持續(xù)時間包括幾個MFSK符號間隔，即連續(xù)多個MFSK已調(diào)波由一個跳頻載波傳輸，而慢跳頻信號中對應(yīng)的每個MFSK符號間隔 就等于一個PN的碼片間隔 ，相應(yīng)地，構(gòu)成如下慢跳頻參數(shù)的關(guān)系式：式中， PN序列碼片速率；是每符號含有m比特信息的MFSK的符號波特率；跳頻速率，

26、即每秒跳頻次數(shù)。在每一跳變時，MFSK已調(diào)載頻均以碼片速率 的整數(shù)倍的頻段相隔，以確保它們正交，以便利用前述匹配濾波器非相干接收時，檢測信號免受其它可能的（M-1）個信號串音干擾，于是其接收結(jié)果完全與無跳頻擴頻時，在高斯信道中傳輸（只有白噪聲干擾）MFSK相同的接收性能。但是當在采用FH/MFSK，并介入其它干擾特別是敵對干擾（jamming）時，若仍然保持這一結(jié)果，就必須由跳頻擴頻本身的功能來“吃掉”這些外來干擾，即前面介紹的“干擾限界” 的抗干擾作用。.3 快速跳頻（FFH）快速跳頻（FFH）與上述慢跳頻（SFH）之不同在于：MFSK的每個符號具有多個（ 個， =2，3，）頻隙，即跳頻 次

27、， 或 。因此在FFH系統(tǒng)中，每跳為1個碼片（ ）通常利用FFH旨在從策略上摧毀敵臺的兩個方面功能：即敵方干擾欲達目的，首先要檢測到本方發(fā)送信號的頻譜含量，二是對于相應(yīng)頻帶干擾信號的恢復(fù)。而FFH能有效抵制干擾的機能，是在敵方完成這兩個功能之前，本方傳輸信號就已跳變到新的載頻。在接收端恢復(fù)原發(fā)送數(shù)據(jù)，也采用非相干解調(diào)，但檢測過程都與SFH/MPSK接收具有很大不同，典型而言，接收檢測包括兩步進行：（1）接收機針對接收的 個跳頻碼片，對各個FFH/MFSK符號分別進行判決，并利用一種簡單“擇多”規(guī)則對解跳后的MFSK符號估值。（2）對FFH/MFSK各個符號，作為 個碼片接收的總信號的函數(shù)，來計

28、算其似然函數(shù)，進行“擇大”判決，這樣可以在一定的信噪比 時，獲取最小的誤符號概率。比較SFH及FFH二者在跳頻數(shù)與碼片關(guān)系上相反。 網(wǎng)格編碼調(diào)制（TCM）在此以前幾章內(nèi)容中，我們介紹的信道編碼和數(shù)字調(diào)制，這兩種技術(shù)都是分別實施的。它們適于功率受限而擴展帶寬或增加設(shè)備復(fù)雜性為代價來確保較高可靠性。為了更有效利用信道帶寬和信號功率，而又提供較高的可靠性，編碼與調(diào)制可以一體化進行。用于限帶信道的網(wǎng)格碼是把編碼與調(diào)制作為一個組合體，而不再分別完成，將其稱作網(wǎng)格編碼調(diào)制（trellis-coded modulationTCM），也可稱為組合編碼調(diào)制，TCM具有三個基本特征：（1）在TCM已調(diào)波星座圖中，

29、“信號點”數(shù)目大于具有相同數(shù)據(jù)速率時單獨調(diào)制所需的“許用信號點”數(shù)目，而其中附加的冗余點數(shù)起到前向糾錯（FEC）作用，但不需再增加帶寬。（2）TCM多用卷積碼與數(shù)字調(diào)制有機結(jié)合。此時，卷積碼是在連續(xù)信號點中間介入一定的相關(guān)性，這樣在信號點中只是某些模式或序列作為許用部分。（3）接收端進行軟判決解碼，即許用的編碼調(diào)制信號序列按網(wǎng)格圖結(jié)構(gòu)，利用維特比算法選取最佳路徑，亦即“最小漢明距離”或“最小歐氏距離平方”作為最佳選擇進行判決。因為TCM中的許用信號序列屬于網(wǎng)格碼規(guī)范。在接收時，對受到加性高斯白噪聲（AWGN）干擾的許用碼組（碼字），進行維特比軟判決解碼解調(diào)。因此發(fā)送信號設(shè)計與一般信道編碼的不同在于，TCM強調(diào)發(fā)送碼字間的最大漢明距離，以便由大小決定差錯控制能力，亦即力使信號點之間的歐氏距離最大，是TCM發(fā)送信號設(shè)計基本著眼點。只有在很少情況下，如2PSK、QPSK與卷積碼結(jié)合的TCM，最大漢明距離與歐氏距離（平方）才相同。這種一致性僅限于2維信號點星座（QPSK以同相與正交兩支路分別按2維星座處理）。在多元調(diào)制時，如MPSK、MQAM等，這種選擇方法對網(wǎng)格編碼來說受到了限制。因此TCM利用一種新的方法進行發(fā)送信號設(shè)計：將多