《通信原理》第五十二讲 MQAM解调原理 MQAM信号同样可以采用正交相干解调方法,其解调器原理图如图9-4所 示。解调器输入信号与本地恢复的两个正交载波相乘后,经过低通滤波输出两路 多电平基带信号X(t)和Y(t)。多电平判决器对多电平基带信号进行判决和检测, 再经L电平到2电平转换和并/串变换器最终输出二进制数据。 LPF 多电平转换 L到2 电平转换 毂波恢复 定时恢复 并串变换 LPF 多电平判决 L到2 电平变换 图9-4MQAM信号相干解调原理图 MQAM抗噪声性能 对与方型QAM,可以看成是由两个相互正交且独立的多电平ASK信号叠加 而成。因此,利用多电平信号误码率的分析方法,可得到M进制QAM的误码 率为 式中,M=L2,E为每比特码元能量,n为噪声单边功率谱密度。图9-5给出 了M进制方型QAM的误码率曲线
9-1 《通信原理》 第五十二讲 一、 MQAM 解调原理 MQAM 信号同样可以采用正交相干解调方法，其解调器原理图如图 9-4 所 示。解调器输入信号与本地恢复的两个正交载波相乘后，经过低通滤波输出两路 多电平基带信号 X (t) 和Y (t) 。多电平判决器对多电平基带信号进行判决和检测， 再经 L 电平到 2 电平转换和并/串变换器最终输出二进制数据。 图 9-4 MQAM 信号相干解调原理图 二、 MQAM 抗噪声性能 对与方型 QAM，可以看成是由两个相互正交且独立的多电平 ASK 信号叠加 而成。因此，利用多电平信号误码率的分析方法，可得到 M 进制 QAM 的误码 率为 ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ − ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = − 0 2 2 1 1 3log 1 n E L L erfc L P b e (9.1-8) 式中， 2 M = L ， Eb为每比特码元能量，n0为噪声单边功率谱密度。图 9-5 给出 了 M 进制方型 QAM 的误码率曲线
6810121416182022 SNR hir(dB 图9-5M进制方型QAM的误码率曲线 s9.2最小移频键控(MSK) 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。 本节将讨论的MSK( Minimum Frequency- shift- keying是二进制连续相位FSK的 种特殊形式。MSK称为最小移频键控,有时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)得正交信号;而“快速” 是指在给定同样的频带内,MSK能比2PSK传输更高的数据速率,且在带外的 频谱分量要比2PSK衰减的快。 MSK的基本原理 MSK是恒定包络连续相位频率调制,其信号的表示式为 SmK(O)=coS(@[+[+PR) (92-1) T≤t≤(k+1)T,,k 令
9-2 图 9-5 M 进制方型 QAM 的误码率曲线 §9．2 最小移频键控(MSK) 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。 本节将讨论的 MSK(Minimum Frequency–shift-keying)是二进制连续相位 FSK 的 一种特殊形式。MSK 称为最小移频键控，有时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；而“快速” 是指在给定同样的频带内，MSK 能比 2PSK 传输更高的数据速率，且在带外的 频谱分量要比 2PSK 衰减的快。 一、 MSK 的基本原理 MSK 是恒定包络连续相位频率调制，其信号的表示式为 ) 2 ( ) cos( k s k MSK c t T a s t t ϕ π = ω + + (9.2-1) kTs ≤ t ≤ (k +1)Ts , k = 0,1,L 令
04(1m9,A≤ts(k+1)7n 则式(92-)可表示为 susK(()=coso (+0,(oI (92-3) 式中,θ(1)称为附加相位函数;ω为载波角频率;T为码元宽度;a为输入第 k个码元,取值为±1;4为第k个码元的相位常数,在时间kT,≤t≤(k+1)7,中 保持不变,其作用是保证在t=kT,时刻信号相位连续 (1)=01+1+ (92-4) d9()=0+2T,0。-2T (9.2 由式(92-5)可以看出MSK信号的两个频率分别为 f1=∫。 f2=f+ (9.2-7) 47 中心频率f应选为 f。 (92-8) 4T 式(92-8)表明,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数 倍。f还可以表示为 f (N为正整数;m=0,1,2,3) (9.2-9) 相应地MSK信号的两个频率可表示为
9-3 k s s s k k t kT t k T T a t , ( 1) 2 ( ) = +ϕ ≤ ≤ + π θ (9.2-2) 则式(9.2-1)可表示为 s (t) cos[ t (t)] MSK = ωc +θ k (9.2-3) 式中， (t) θ k 称为附加相位函数；ωc为载波角频率；Ts 为码元宽度；ak 为输入第 k 个码元，取值为±1；ϕ k 为第k 个码元的相位常数，在时间 s Ts kT ≤ t ≤ (k +1) 中 保持不变，其作用是保证在 s t = kT 时刻信号相位连续。 令 k s k k c t T a t t ϕ π φ = ω + + 2 ( ) (9.2-4) 则 ⎪ ⎪ ⎩ ⎪ ⎪ ⎨ ⎧ − = − + = + = + = , 1 2 , 1 2 2 ( ) k s c k s c s k c k a T a T T a dt d t π ω π ω π ω φ (9.2-5) 由式(9.2-5)可以看出 MSK 信号的两个频率分别为 s c T f f 4 1 1 = − (9.2-6) s c T f f 4 1 2 = + (9.2-7) 中心频率 c f 应选为 s c T n f 4 = n = 1,2,L (9.2-8) 式(9.2-8)表明，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数 倍。 c f 还可以表示为 s c T m f N 1 4 ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = + (N为正整数；m = 0,1,2,3) (9.2-9) 相应地 MSK 信号的两个频率可表示为
f=f (92-10) 2=f 4=/N++1 9.2-11) 由此可得频率间隔为 4=∫2-f1 9.2-12) MSK信号的调制指数为 h==7×7==05 9.2-13) 当取N=1,m=0时,MSK信号的时间波形如图9-6所示 图9-6MSK信号的时间波形
9-4 s s c T m N T f f 1 4 1 4 1 1 ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − = − = + (9.2-10) s s c T m N T f f 1 4 1 4 1 2 ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + = + = + (9.2-11) 由此可得频率间隔为 Ts f f f 2 1 ∆ = 2 − 1 = (9.2-12) MSK 信号的调制指数为 0.5 2 1 2 1 = ∆ = × s = = s s T T h fT (9.2-13) 当取 N = 1,m = 0 时，MSK 信号的时间波形如图 9-6 所示。 1 0 0 1 1 1 0 图 9-6 MSK 信号的时间波形