ch1现代调制解调技术

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1、1.5最小移频键控(MSK)可知已调波的频谱特性与其相位路径有着紧密的关系：为了控制已调波的频谱特性，必须控制它的相位路径。二相相移键控（BPSK）和四相相移键控（QPSK）该两种调制方式所产生的已调波，在码元转换时刻都可能产生的相位跳变，使得频谱高频滚降缓慢，带外辐射大。为了消除的相位突跳，又在QPSK基础上提出了交错正交相移键控（OQPSK）。它虽然克服了相位突跳的问题，但是，在码元转换点上仍可能有的相值突跳，使得频谱中高频成分不能很快地滚降。因为：一MSK的基本概念恒包络调制是指已调波的包络保持为恒定;产生的调制信号经过发端限带后，通过非线性部件时，输出只产生很

2、小的频谱扩展。恒包络调制已调波具有两个最主要的特点：•包络恒定或起伏很小；•已调波具有快速高频滚降特性，除主瓣以外，只有很小的旁瓣，甚至几乎没有旁瓣。为了彻底解决相位突跳的问题，相邻码元之间的相位变化不应该有瞬时突变，而应该在一个码元时间内逐渐累积来完成，从而保持码元转换点上相位连续。相移键控不能满足要求，应转向频移键控，首先出现的是相位累积规律为直线型的频移键控，这就是最小频移键控（MSK）。二MSK和FSK的关系MSK(MinimumFrequencyShiftKeying最小频移键控)追求信号相位路径的连续性，是二进制连续相位FSK（CPFSK）的一种。最小频移键

3、控中的“最小”二字指的是这种调制方式能以最小的调制指数h=0.5获得正交的调制信号。MSK又称快速频移键控（FFSK），“快速”二字指的是这种调制方式对于给定的频带，它能比2PSK传输更高速的数据；由于一般移频键控信号相位不连续、频偏较大等原因，使其频谱利用率较低。设为基带数字序列，采用双极性波形，为初相位对于第k位码元，则已调信号：设载频频偏令2FSK一般表达式频率调制指数h是分析频率键控的重要参数。由于可得可以把2FSK看作是两个2ASK信号之和，功率谱也是两者之和：可见，h决定了2FSK的频谱形状2FSK的两个2ASK信号波形的相关系数：当时，上式第二项约为0。h的

4、数值也决定频移键控信号的相关特性结论：在FSK中，两个频移信号的相关性与h的选取有关。相关系数为0的条件下，最小的h值为0.5。h=0.5时，CPFSK称为最小频移键控，记为MSK，表示两个频移调制信号正交时的最小频差。此时调制信号占用的带宽最小。其中三信号的表示式式中，θ(t)称为附加相位函数；ωc为载波角频率；Ts为码元宽度；ak为第k个输入码元，取值为±1；为第k个码元的相位常数，在时间kTs≤t≤(k+1)Ts中保持不变，其作用是保证在t=kTs时刻信号相位连续。可以看出，MSK信号的两个频率分别为由此可得频率间隔为中心频率fc应选为上式表明，每个码元持续时间内包

5、含的波形周期数必须是载波周期的四分之一整数倍。fc还可以表示为相应地MSK信号的两个频率可表示为当取N=1,m=0时，MSK信号的时间波形如图四、时域波形及附加相位波形图对第k个码元的相位常数的选择应保证MSK信号相位在码元转换时刻是连续的。根据这一要求，可以得到相位约束条件为式中，若取的初始参考值φ0=0，则=0或±π(模2π)k=0,1,2,…上式即反映了MSK信号前后码元区间的相位约束关系，表明MSK信号在第k个码元的相位常数不仅与当前码元的取值ak有关，而且还与前一码元的取值ak-1及相位常数有关。在任一个码元期间Ts，若ak=+1，则θ(t)线性增加；

6、若ak=-1，则θ(t)线性减小。由于ak取值为±1，故是分段线性的相位函数。因此，MSK的相位路径是由间隔为Ts的一系列直线段所连成的折线。由附加相位函数θ(t)的表示式可以看出，θ(t)是一直线方程，其斜率为，截距为。对于给定的输入信号序列{ak}，相应的附加相位函数θ(t)的波形如图所示。附加相位函数θ(t)的波形图对于各种可能的输入信号序列，θ(t)的所有可能路径如图所示，它是一个从-2π到+2π的网格图。五MSK信号的功率谱其单边功率谱密度与2PSK相比，MSK信号的功率谱更加紧凑，其第一个零点出现在处，而2PSK的第一个零点出现在处。这表明，MSK信号功率谱的

7、主瓣所占的频带宽度比2PSK信号的窄；当时，MSK的功率谱以的速率衰减，它要比2PSK的衰减速率快得多，因此对邻道的干扰也较小。（1）MSK信号是恒定包络信号；（2）在码元转换时刻，信号的相位是连续的，以载波相位为基准的信号相位在一个码元期间内线性地变化±；（3）在一个码元期间内，信号应包括四分之一载波周期的整数倍，信号的频率偏移等于，相应的调制指数h=0.5。六、MSK信号特点最小频移键控中的“最小”：以最小的调制指数(0.5)实现正交。“快速”：频带窄，可传送更高的速率。特点：例题：当数据序列{a0a1a2a3a4a5