通信原理(第8章)
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移动通信原理与系统——第八章 第五代移动通信
NFV基础设施（NFVI）
虚拟计算
虚拟存储
虚拟网络
虚拟化层
计算
存储
网络
图6 NFV架构
NFV 管理
和 编排
NFV优势
✓ NFV 是从运营商角度出发 提出的一种软件和硬件分 离的架构，将虚拟化技术 引入到电信领域，采用通 用平台来完成专用平台的 功能。
✓ NFV 能 实 现 软 件 的灵 活 加 载，从而可以在数据中心 、网络节点和用户端等不 同位置灵活地部署配置， 加快网络部署和调整的速 度，降低业务部署的复杂 度，提高网络设备的统一 化、通用化、适配性等。
同发展，实现网络变革。 ✓ 新型基础设施平台将引入互联网和虚拟化技术，设计实现基于通用设
施的新型基础设施平台，关键技术是NFV和SDN。 ✓ 新型的5G网络架构包含接入、控制和转发三个功能平面。
核心网 接入网
转发功能 控制功能 接入功能
5G网络逻辑架构
分布式组网 集中式组网 动态自组织网
Mesh网 Wi-Fi
➢ 增强移动宽带（Enhanced Mobile Broadband, eMBB）场景 ➢ 海量机器通信（Massive Machine Type Communications, mMTC）
场景 ➢ 超 高 可 靠 、 低 时 延 通 信 （ Ultra Reliable and Low Latency
➢ mMTC应用场景
• mMTC主要面向智慧城市、环境监测、智能农业、森林防火等以传感 和数据采集为目标的应用场景，具有小数据包、低功耗、海量连接等特 点。这类终端分布范围广、数量众多，不仅要求网络具备超密集连接的 支持能力，满足每平方公里100万连接数密度的指标要求，而且还要保 证终端的超低功耗和超低成本。
通信原理(第八章新型数字带通调制技术)PPT课件
实例分析
QPSK（四相相移键控调制）
在PSK的基础上，将相位划分为四个不同的状态，每个状态表示两个 比特的信息，提高了频谱利用率和传输速率。
16-QAM（十六进制正交幅度调制）
在QAM的基础上，将幅度划分为16个不同的状态，每个状态表示4个 比特的信息，进一步提高了频谱利用率和传输速率。
OFDM（正交频分复用调制）
20世纪70年代，随着数字信号处理技 术的发展，多种新型数字带通调制技 术如QPSK、QAM等开始出现。
02
数字带通调制技术的基本原理
数字信号的调制过程
调制概念
调制是将低频信号（如声音、图像等）转换成高频信号的过程， 以便传输。
数字信号的调制方式
数字信号的调制方式主要有振幅键控（ASK）、频率键控（FSK） 和相位键控（PSK）等。
通信原理(第八章新型数字带 通调制技术)ppt课件
• 引言 • 数字带通调制技术的基本原理 • 新型数字带通调制技术介绍 • 新型数字带通调制技术的应用场景
• 新型数字带通调制技术的优势与挑 战
• 新型数字带通调制技术的实现方法 与实例分析
01
引言
新型数字带通调制技术的定义与重要性
定义
新型数字带通调制技术是指利用数字 信号调制载波的幅度、频率或相位， 以实现信号传输的技术。
光纤通信系统
在光纤通信系统中，新型数字带通调制技术如偏振复用正交频分复用（PD-OFDM） 被用于实现高速、大容量的数据传输，满足不断增长的网络流量需求。
卫星通信系统
广播卫星
在广播卫星中，新型数字带通调制技术如正交频分复用（OFDM）被用于发送多路电视信号和其他多媒 体内容，提供高质量的广播服务。
将高速数据流分割成多个低速数据流，在多个子载波上进行调制，提 高了频谱利用率和抗多径干扰能力。
通信原理课件第八章 时分复用(一)
基带信号 m1(t)
m2(t)
信道
低通滤波器 1 低通滤波器 2
m1 ′(t ) m２′(t )
mn -1 (t ) mn(t)
发送端
接收端
低通滤波器 n－1 低通滤波器 n
mn -1 ′(t ) mn ′(t )
图 6-4 时分复用系统示意图
wujing
现代通信原理——第八章 时分复用
8
1路 2路 3路 4路
同步时分复用原理
4 32 1
D CB A d cb a
cC3 bB2 aA1
帧3
帧2
帧1
2
1
B
A
b
a
异步时分复用原理
2b B a A 1
帧6 帧5 帧4 帧3 帧2 帧1
wujing
现代通信原理——第八章 时分复用
12
TDM方式的优点（相对与FDM）
❖ 1、多路信号的汇合和分路都是数字电路，比 FDM的模拟滤波器分路简单、可靠。
❖ 把基群数据流采用同步(SDH)或准同步数字复接 技术汇合成更高速的数据(称为高次群)，高次群 的复接结构称为高次群的复接帧。
❖ 对帧的研究是时分复用系统研究的重点，相当于 对频分复用系统中频道的研究。
wujing
现代通信原理——第八章 时分复用
17
E1帧结构源于语音通信：
❖ 抽样频率：
fs=8000Hz
❖ 空分复用方式（SDM，space division multiplex ） 无线通信中(包括卫星通信)的位置复用 有线通信中的同缆多芯复用。
❖ 码分复用方式（CDM，code division multiplex ） 编码发射、相关接收技术。
通信原理 樊昌信 第8章
密度函数为
f0 ( x)
1 2 n
( x A)2 ex p 2 2 n
21
上两式的曲线如下： 在-A到+A之间选择
一个适当的电平Vd作
为判决门限，根据判 决规则将会出现以下
几种情况：
当 x Vd 对 “1” 码 当 x V d 当 x V d 对 “ 0” 码 当 x Vd
(B /H z)
12
理想低通传输函数的频带利用率为2Baud/Hz 。
这是最大的频带利用率，因为如果系统用高于的码元速率 传送信码时，将存在码间串扰。若降低传码率，则系统的 频带利用率将相应降低。
但理想低通系统在实际应用中存在两个问题：
一是理想矩形特性的物理实现极为困难； 二是理想的冲激响应h(t) 的“尾巴”很长，衰减很慢，当 定时存在偏差时，可能出现严重的码间串扰。
通信原理
1
通信原理
第6章 数字基带传输系统
2
码间串扰
数字基带信号通过基带传输系统时，由于系统（主要 是信道）传输特性不理想，或者由于信道中加性噪声 的影响，使收端脉冲展宽，延伸到邻近码元中去，从 而造成对邻近码元的干扰，我们将这种现象称为码间 串扰。
3
4
(1)频带受限----乘性干扰
经频带受限信道传输的信号: 信道的带宽受限导致前后码元的波形产生畸变和 展宽。这样，前面码元的波形会出现很长的拖尾， 蔓延到当前码元的抽样时刻，对当前码元的判决 造成干扰。
26
二进制单极性基带系统
对于单极性信号, 若设它在抽样时刻的电平取值为+A或
0（分别对应信码“1”或“0” ），则只需将下图中f0(x)
曲线的分布中心由-A移到0即可。
f0 ( x)
1 2 n
( x A)2 ex p 2 2 n
21
上两式的曲线如下： 在-A到+A之间选择
一个适当的电平Vd作
为判决门限，根据判 决规则将会出现以下
几种情况：
当 x Vd 对 “1” 码 当 x V d 当 x V d 对 “ 0” 码 当 x Vd
(B /H z)
12
理想低通传输函数的频带利用率为2Baud/Hz 。
这是最大的频带利用率，因为如果系统用高于的码元速率 传送信码时，将存在码间串扰。若降低传码率，则系统的 频带利用率将相应降低。
但理想低通系统在实际应用中存在两个问题：
一是理想矩形特性的物理实现极为困难； 二是理想的冲激响应h(t) 的“尾巴”很长，衰减很慢，当 定时存在偏差时，可能出现严重的码间串扰。
通信原理
1
通信原理
第6章 数字基带传输系统
2
码间串扰
数字基带信号通过基带传输系统时，由于系统（主要 是信道）传输特性不理想，或者由于信道中加性噪声 的影响，使收端脉冲展宽，延伸到邻近码元中去，从 而造成对邻近码元的干扰，我们将这种现象称为码间 串扰。
3
4
(1)频带受限----乘性干扰
经频带受限信道传输的信号: 信道的带宽受限导致前后码元的波形产生畸变和 展宽。这样，前面码元的波形会出现很长的拖尾， 蔓延到当前码元的抽样时刻，对当前码元的判决 造成干扰。
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二进制单极性基带系统
对于单极性信号, 若设它在抽样时刻的电平取值为+A或
0（分别对应信码“1”或“0” ），则只需将下图中f0(x)
曲线的分布中心由-A移到0即可。
周炯盘《通信原理》第3版名校考研真题(信道)【圣才出品】
周炯槃《通信原理》第3版名校考研真题第8章信道一、选择题1．恒参信道特性不理想，会引起信号的（）畸变和（）畸变。
[南京邮电大学2007研] A．低频，甚高频B．高频，相频C．幅频，相频D．码间，倒相【答案】C【解析】恒参信道不理想会引起信号的幅度和相位畸变，因此会造成幅频畸变和相频畸变。
2．以下不属于随参信道中多径效应的是（）。
[南京邮电大学2007研]A．瑞利衰落B．频率选择性衰落C．频率畸变D．幅度频率畸变【答案】D【解析】随参信道中的多径效率有：瑞利衰落；频率选择性衰落；频率弥散。
二、填空题1．对于900MHz的移动无线通信GSM系统，信号传输环境受到很多因素限制，其信道特性为______，且限制带外辐射和移动终端（手机）的信号功率尽可能小，因此调制方式中GSM不宜采用______等调制方式；又因信道拥挤，也不宜采用______调制方式，较适宜的调制方式有______等，现普遍采用______调制。
[同济大学2006研]【答案】衰落特性、多径特性、非线性；ASK、MASK；FSK、MFSK；QAM、MSK、QPSK、OQPSK；GMSK调制2．在数字通信中，当信号带宽超过多径传播随参信道的相干带宽时，会产生衰落。
为了对抗此衰落，在TDMA系统中常用的措施是，在CDMA系统中常用的措施是。
[北京邮电大学2005研]【答案】频率选择性；均衡；Rake接收3．恒参信道对信号传输的影响主要表现在：______，______，______。
[南京邮电大学2003研]【答案】幅频畸变；相频畸变；多径传播【解析】所谓幅度-频率畸变，是指信道的幅度-频率特性偏离如图8-1所示关系所引起的畸变。
图8-1所谓相位-频率畸变，是指信道的相位-频率特性或群迟延-频率特性偏离如图8-2所示关系而引起的畸变。
图8-24．宽频带信号在短波电离层反射信道中传输时，可能遇到的主要衰落类型是。
[西安电子科技大学2002研]【答案】频率选择性衰落【解析】因为传输信号的频谱宽于信道的相关带宽△f，则该信号传输将产生明显的频率选择性衰落，指的就是发生在一小组频率上的信号衰落，它是由频率中的多路径成分引起的。
精品文档-数字通信原理(李白萍)-第8章
11
第 8 章 同步原理
平方变换法实现载波提取的原理方框图如图8-1所示。
图 8-1 平方变换法提取同步载波原理方框图
12
第 8 章 同步原理
如果基带信号m(t)=±1， 那么该抑制载波的双边带信号为 二进制相移键控信号(2PSK信号)， 这时已调信号sm(t)经过平方 律部件后得
sm2
(t)
1 2
1 2
cos
2ct
(8-3)
13
第 8 章 同步原理
(2) 平方环法。 为了改善平方变换法的性能， 使恢复的相 干载波更为纯净， 可以在平方变换法的基础上， 把窄带滤波器 改为锁相环， 这种实现的载波同步的方法就是平方环法。 其原 理方框图如图8-2所示。 由于锁相环具有良好的跟踪、 窄带滤 波和记忆功能， 因此平方环法比一般的平方变换法具有 更好的性能， 在载波提取中得到了广泛的应用。
v6
1 2
m(t ) s in
v5、v6经过乘法器后得到
(8-6)
v7
v5
v6
1 m2(t)sin
4
cos
1 m2(t)sin 2
8
(8-7)
20
第 8 章 同步原理
当θ较小时， (t)
(8-8)
式中，v7的大小与相位误差θ成正比。v7相当于一个鉴相器的 输出， 通过环路滤波器后就可以控制压控振荡器的输出相位，
图 8-6 DSB信号的导频插入示意图
28
第 8 章 同步原理
图 8-7 (a) 发送端; (b) 接收端
29
第 8 章 同步原理
设基带信号为m(t)， 且无直流分量; 被调载波为acsinωct;
插入导频为被调载波移相90°形成的， 为－accosωct。 其中
数据通信原理及应用教程与实训第8章 差错控制技术
● 8.3常用检错码
● 8.3.4正反码
3．举例： 4．编码特点 正反码编码简单，有一定的纠错能力，但信息码位不能太长。
● 8.4线性分组码
● 8.4.1线性分组码的基本概念
线性分组码（Linear Block Codes）的构成是将信息序列划分为等长（k 位）的序列段，共有2个不同的序列段。在每一个信息段之后附加r位监 督码元（Parity Chcck bits） 构成长度为n=k+r的分组码（n，k），当监督码元与信息码元的关系为线 性关系时，构成线性分组码。
● 8.2差错控制方法
● 1．一个通信实例的启示
我们可以在所传送的相互独立无关的数字信号中，人为地按一定 规律加入一定的多余码元（对信息来说是多余的，它不代表信 息），使所传输的码字中前后码元产生一定的相关性，具有一定 的监督关系。这样，在接收端就可以利用这种监督关系来检测、 纠正错误，这就是抗干扰编码的基本思想。
● 8.5.1循环码的基本概念 ● 8.5.2循环码的编码和译码
● 8.6卷积码
● 8.6.1 卷积码的基本概念 ● 8.6.2 卷积码的编码和译码
● 本章小结 ● 本章实训
● 8.1概述
随着计算机技术的发展，在数据通信中，采用计算机技 术进行编码和控制，以满足通信质量的要求，这就是差 错控制技术。差错控制技术包括抗干扰编码，以及与其 相适应的差错控制方法。
● 8.2差错控制方法
● 8.2.1自动请求重发（ARQ）方式
接收端根据校验序列的编码规则判断是否传错，并把判断结果通过反 馈通道传送给发送端。判断结果有三种情况： 1．停等ARQ 2．返回错控制方法
● 8.2.2前向纠错（FEC）方式
利用纠错编码，使得在系统的接收端译码器能发现错误并能准确地 判断差错的位置，从而自动纠正它们。所以使用前向纠错。 FEC方式的特点： ①接收端自动纠错，实时性好。 ②无需反馈通道。特别适用于单点向多点同时传送的方式。 ③纠错码需要较大的冗余度，传输效率下降。 ④控制规程简单，译码设备复杂。 ⑤纠错码应与信道特性相配合，对信道的适应性差。
通信原理第六版第8章
k － 第k个码元的初始相位，它在一个码元宽度
中是不变的。
15
第8章 新型数字带通调制技术
sk
(t)
cos( st
ak
2Ts
t
k
)
(k 1)Ts t kTs
由上式可以看出，当输入码元为“1”时， ak = +1 ，故码元 频率f1等于fs + 1/(4Ts)；当输入码元为“0”时， ak = -1 ，故 码元频率f0等于fs - 1/(4Ts)。所以， f1 和f0的差等于1 / (2Ts)。 在8.2.1节已经证明，这是2FSK信号的最小频率间隔。
取+A和-A，则此QAM信号就成为QPSK信号，如下图所 示：
所以，QPSK信号就是一种最简单的QAM信号。
2
第8章 新型数字带通调制技术
有代表性的QAM信号是16进制的，记为16QAM， 它的矢量图示于下图中：
Ak
3
第8章 新型数字带通调制技术
类似地，有64QAM和256QAM等QAM信号，如下图所 示：
由上式可见，在此码元持续时间内它是t的直线方程。并且，
在一个码元持续时间Ts内，它变化ak/2，即变化/2。按
照相位连续性的要求，在第k-1个码元的末尾，即当t = (k-
1)Ts时，其附加相位k-1(kTs)就应该是第k个码元的初始附加 相位k(kTs) 。所以，每经过一个码元的持续时间，MSK码 元的附加相位就改变/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。 按照这一规律，可以画出MSK信号附加相位k(t)的轨迹图
上式才等于零。
为了同时满足这两个要求，应当令 (1 0 )Ts 2m
中是不变的。
15
第8章 新型数字带通调制技术
sk
(t)
cos( st
ak
2Ts
t
k
)
(k 1)Ts t kTs
由上式可以看出，当输入码元为“1”时， ak = +1 ，故码元 频率f1等于fs + 1/(4Ts)；当输入码元为“0”时， ak = -1 ，故 码元频率f0等于fs - 1/(4Ts)。所以， f1 和f0的差等于1 / (2Ts)。 在8.2.1节已经证明，这是2FSK信号的最小频率间隔。
取+A和-A，则此QAM信号就成为QPSK信号，如下图所 示：
所以，QPSK信号就是一种最简单的QAM信号。
2
第8章 新型数字带通调制技术
有代表性的QAM信号是16进制的，记为16QAM， 它的矢量图示于下图中：
Ak
3
第8章 新型数字带通调制技术
类似地，有64QAM和256QAM等QAM信号，如下图所 示：
由上式可见，在此码元持续时间内它是t的直线方程。并且，
在一个码元持续时间Ts内，它变化ak/2，即变化/2。按
照相位连续性的要求，在第k-1个码元的末尾，即当t = (k-
1)Ts时，其附加相位k-1(kTs)就应该是第k个码元的初始附加 相位k(kTs) 。所以，每经过一个码元的持续时间，MSK码 元的附加相位就改变/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。 按照这一规律，可以画出MSK信号附加相位k(t)的轨迹图
上式才等于零。
为了同时满足这两个要求，应当令 (1 0 )Ts 2m
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8.1 正交振幅调制
以16QAM为例 16QAM解调
8.1 正交振幅调制
8.1 正交振幅调制
16ASK、16PSK、16QAM的抗噪性能比较
8.2 最小频移键控和高斯最小频移键控 8.2.1 最小频移键控MSK
一、FSK的不足
1、占用带宽大，频带利用率低； 2、两码元之间相位不连续，造成包络起伏大； 3、两码元波形不一定严格正交，误码性能差。
二、MSK
最小移频键控(MSK)是移频键控(FSK)的一种改进型。是包络 恒定、相位连续、带宽最小、严格正交的2FSK。
8.2 最小频移键控和高斯最小频移键控 8.2.1 最小频移键控MSK
二、MSK
最小移频键控又称快速移频键控(FFSK)。这里“最 小”指的是能以最小的调制指数(即0.5)获得正交信号;而 “快速”指的是对于给定的频带，它能比PSK传送更高 的比特速率。
第8章
新型数字带通调制技术
正交振幅调制
最小频移键控和高斯最小频移健控
正交频分复用
8.1 正交振幅调制
问题：单独MASK或MPSK频带利用率高，但抗噪性能差
方法：信号的振幅和相位独立地同时受到调制
在每个码元周期内
8.1 正交振幅调制
用两个独立的基带波形对两个相互正交的同频载波进行 DSB调制，利用这种已调信号在同一带宽内频谱正交的性质 来实现两路并行的数字信息传输。
因此，从式(8-4)可以得到 θ（t）称为附加相位函数，它是MSK信号的总相位减去随 时间线性增长的载波相位而得到的剩余相位。是一直线方程式， 其斜率为πDk/2Ts，截距是φk。另外，由于Dk的取值为±1,故 （πDk/2Ts）t是分段线性的相位函数。在任意一个码元区内， θ （t）的变量总是π/2,。当Dk=+1时，增大π/2,当D k=-1时，减小 π/2。
8.2最小频移键控和高斯最小频移键控 8.2.1 最小频移键控MSK
三、MSK信号的表达式
二进制MSK信号的表达式可写为
（8-1）
或者 这里
（8-2）
式中: ωc-- 载波角频率; Ts-- 码元宽度; Dk-- 第k个码元中的信息， 其取值为±1; φk-- 第k个码元的相位常数，它在时间(k1)T ≤t≤kT 中保持不变。 θ (t) -附加相位函数。
第二项等于零的条件是 即 这说明，MSK信号在每一码元周期内，必须包含四分之 一载波周期的整倍数。由此可得 （ｎ为整数，ｍ＝０,１,２，３）
相应地
8.2最小频移键控和高斯最小频移键控 8.2.1 最小频移键控MSK
六、MSK信号的相位常数φk的选择
相位常数φk的选择应保证信号相位在码元转换时刻是连续的。 根据这一要求，可以导出以下的相位递归条件，或者称为 相位约束条件，即
九、MSK信号的调制
故MSK信号可表示为
式中，等号右边的第一项是同相分量，也称为I分量，第二 项是正交分量，也称为Q分量。 cos(πt/2Ts)和sin(πt/2Ts)称为加权函数(或称调制函数)。cosφk 是同相分量的等效数据，-Dkcosφk是正交分量的等效数据，它们 都与原始输入数据有确定的关系。 令 ，
8.2最小频移键控和高斯最小频移键控 8.2.2高斯最小移频键控(GMSK)
二、GMSK的功率普密度
GMSK的功率谱密度如图所示，图中的横坐标为归一化频率(f-fc)Ts， 纵坐标为功率谱密度，参变量BbTs=∞为高斯低通滤波器的归一化 3dB带宽Bb与码元宽度Ts的乘积。BbTs=∞的曲线是MSK信号的功 率谱密度。从图中可以看出，GMSK信号的频谱随着BbTs=∞值的 图8-9 GMSK信号的功率谱密度 减小而更为紧凑。
图8-4 MSK信号相干解调原理方框图
8.2最小频移键控和高斯最小频移键控 8.2.1 最小频移键控MSK
十、MSK信号的解调
设(0，2Ts)时间内θ(0)=0，则MSK的θ(t)的变化规律可用 图8-4表示，在t=2Ts时刻，θ(t)的可能相位为0、±π。现如果 把这时的接收信号cos[ωct+θ(t)]与相干载波cos[ωct+π/2]相乘， 则相乘输出为
8.2最小频移键控和高斯最小频移键控 8.2.1 最小频移键控MSK
七、MSK信号的附加相位函数
表8-1相位常数φk与Dk的关系 表中给出了φk与Dk之间关系的一个例子。 信号的频率偏移严格的等于±1/4Ts， 相应的调制指数h=(f1-f0)Ts=1/2 以载波相位为基准的信号相位在一个码元期间内准确地线性变化 ±π/2
式中
是载波频率。
MSK是一种正交调制，其信号波形的相关系数等于零。 因此，对于MSK信号来说，式(7.7-3)应为零，也就是上式右边 两项均应为零。第一项等于零的条件是 令ｋ等于其最小值１，则 这正是MSK信号所要求的频率间隔。
8.2最小频移键控和高斯最小频移键控 8.2.1 最小频移键控MSK
五、MSK信号的载波取值
十二、MSK调制的性能
(1) MSK信号的功率谱更加紧凑，并且它的第一个零点是在 0.75/Ts处，而2PSK的第一个零点是在1/Ts处。这表明MSK信号 功率谱的主瓣所占的频带宽度比2PSK信号窄;在主瓣带宽之外， 功率谱旁瓣的下降也更迅速。即MSK信号的功率主要包含在主瓣 之内。 因此，MSK信号比较适合在窄带信道中传输，对邻道的 干扰也较小。 (2)由于MSK信号占用带宽窄，故MSK信号的抗干扰性能要 优于2PSK。这就是目前广泛采用MSK调制的原因。 (3)然而，在某些通信场合，如移动通信中，对信号带外辐射 功率的限制十分严格，要求对邻近信道的衰减达70dB～80dB以 上。因此，近来对MSK信号作些改进，如改进两正交支路的加权 函数，称为“高斯最小频移键控”GMSK调制方法等。
8.2最小频移键控和高斯最小频移键控 8.2.1 最小频移键控MSK
九、MSK信号的调制
代入式(8-5)可得
根据上式，可构成一种MSK调制器，其方框图如图8-2-3所示。
图8-3 MSK调制器的方框图
8.2最小频移键控和高斯最小频移键控 8.2.1 最小频移键控MSK
九、MSK信号的调制
MSK信号的产生步骤： 先对输入数据进行差分编码，这是收端相干载波解调的需要。
8.1 正交振幅调制
以16QAM为例 16QAM调制 正交调幅法
它是有 2 路正交 的四电平振幅键 控信号叠加而成
频带利用率比单支路提高一倍
复合相移法
它是用 2 路独立 的四相位移相键 控信号叠加而成
虚线大圆上的4个大黑点表 示一个QPSK信号矢量的 位置。在这4个位置上可以 叠加上第二个QPSK矢量， 后者的位置用虚线小圆上 的4个小黑点表示
8.2最小频移键控和高斯最小频移键控 8.2.1 最小频移键控MSK
十一、MSK信号的功率谱
MSK信号的时域表达式:
MSK信号的功率 谱密度可表示为
其归一化功率谱密度如图所示。与2PSK相比较可以看出:
图8-6 MSK与2PSK信号 归一化功率谱
8.2最小频移键控和高斯最小频移键控 8.2.1 最小频移键控MSK
8.2最小频移键控和高斯最小频移键控 8.2.1 最小频移键控MSK
十、MSK信号的解调
MSK信号的解调与FSK信号相似，可以采用相干解调，也 可以采用非相干解调。图8-4给出了一种采用延时判决的相干解 调原理方框图。关于相干解调的原理与2FSK信号时没有什么区 别。这里，重点讨论延时判决法的原理。下面我们举例说明在 (0,2Ts)时间内判决出一个码元信息的基本原理。
8.2最小频移键控和高斯最小频移键控
8.2.1 最小频移键控MSK
三、MSK信号的表达式
由式(8-1)可见，当Dk=+1时，信号的频率为
当D k=-1时，信号的频率为
由此可得频率间隔为
8.2最小频移键控和高斯最小频移键控 8.2.1 最小频移键控MSK
四、MSK信号的频率间隔
对于一般移频键控(2FSK),两个信号波形具有以下的相关系数
8.2最小频移键控和高斯最小频移键控 8.2.2高斯最小移频键控(GMSK)
一、GMSK的提出及实现
MSK调制的主要优点是信号具有恒定振幅和信号功率谱密度在 主瓣外衰减得较快。然而，在某些通信场合，如移动通信中， 对信号带外辐射功率的限制十分严格，要求对邻近信道的衰减 达70dB～80dB以上。因此，近来对MSK信号作些改进，如改进 两正交支路的加权函数，称为“高斯最小频移键控”GMSK调 制方法等。 GMSK的实现:
8.2最小频移键控和高斯最小频移键控 8.2.1 最小频移键控MSK
八、MSK信号的特点 由以上讨论可以看出，MSK信号具有以下特点: (1) 已调信号的振幅是恒定的; (2) 信号的频率偏移严格地等于±1/4Ts，相应的调制 指数 h=(f1-f0)Ts=1/2; (3) 以载波相位为基准的信号相位在一个码元期间内准 确地线性变化±π/2; (4) 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; (5) 在码元转换时刻信号的相位是连续的，或者说，信 号的波形没有突跳。
(8-4)
上式表明，MSK信号在第k个码元的相位常数不仅与当前 的Dk有关，而且与前面的Dk-1及相位常数φk-1有关。或者说， 前后码元之间存在相关性。对于相干解调来说， φk的起始参 考值可以假定为零。
8.2最小频移键控和高斯最小频移键控 8.2.1 最小频移键控MSK
六、MSK信号的相位常数φk的选择
滤掉高频分量，可得
8.2最小频移键控和高斯最小频移键控 8.2.1 最小频移键控MSK
十、MSK信号的解调
图8-5 MSK信号在(0,2Ts)内的最小频移键控 8.2.1 最小频移键控MSK
十、MSK信号的解调
由图8-5(a)中可知: 当输入数据为11或10时，sinθ(t)为正极性; 当输入数据为00或01时，sinθ(t)为负极性; ν(t)的示意波形如图8-5(b)所示。由此我们可知:如果v(t)经 抽样判决后为正极性，则可断定数字信息不是“11”就是 “10”,于是可判定第一个比特为“1”，而第二个比特等下一 次再作决定。这里，利用了第二个码元提供的条件，所以判决 的第一个码元所含信息的的正确性就有所提高。这就是延时判 决法的基本含义。 从图8-4可以看出，输入MSK信号同时与两路的相应相干载 波相乘， 并分别进行积分判决。这里的积分判决是交替工作的， 每次积分时间为2Ts。如果一积分在进行 ，则另 一积分在进行 ，两者相差Ts。