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文档简介
1、MSK全称 Minimum Shift Keying 。最小移频键控(MSK)是移频键控(FSK)的一种改进型。在 FSK方式中, 相邻码元的频率不变或者跳变一个固定值。在两个相邻的频率跳变的码元 之间,其相位通常是不连续的。MSK是对FSK信号作某种改进,使其相位始终保持连续不变的一种调制。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。MSK是一种在无线移动通信中很有吸引力的数字调制方式,它具有以 下两种主要的特点:1 信号能量的99.5%被限制在数据传输速率的 1.5
2、倍的带宽内。谱密度随频率(远离信号带宽中心)倒数的四次幕而下降, 而通常的离散相位 FSK信号的谱密度却随频率倒数的平方下降。因此,MSK信号在带外产生的干扰非常小。这正是限带工作情况下所希望有的宝贵特点。2 信号包络是恒定的,系统可以使用廉价高效的非线性器件。从相位 路径的角度来看,MSK属于线性连续相位路径数字调制,是连续相位频移键控(CPFSK )的一种特殊情况,有时也叫做最小频移键控 (MSK )。MSK 的最小(Minimum ) ”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调制方式是数字调制技术的一种。数字调制是数字信号转换为与 信道特性相匹
3、配的波形的过程。调制过程就是输入数据控制(键控)载波 的幅度、频率和相位。MSK属于恒包络数字调制技术。现代数字调制技术的研究,主要是围 绕着充分的节省频谱和高效率地利用可用频带这个中心而展开的。随着通 信容量的迅速增加,致使射频频谱非常拥挤,这就要求必须控制射频输出 信号的频谱。但是由于现代通信系统中非线性器件的存在,引入了频谱扩 展,抵消了发送端中频或基带滤波器对减小带外衰减所做的贡献。这是因 为器件的非线性具有幅相转换 (AM/PM )效应,会使己经滤除的带外分量几 乎又都被恢复出来了。为了适应这类信道的特点,必须设法寻找一些新的 调制方式,要求它所产生的己调信号,经过发端带限后,虽然仍
4、旧通过非 线性器件,但是,非线性器件输出信号只产生很小的频谱扩展。为了适应这类信道的特性,己调信号须有以下两个特点:a. 包络恒定或包络起伏很小。由于信道中具有非线性的输入输出特性, 所以己调波包络不能起伏,即不能用包络来携带信息,需要采用频移键控(FSK )或相移键控(PSK )来传递信息。b. 具有最小功率谱占用率。己调波要具有快速高频滚降的频谱特性, 要求旁瓣必须很小,这种信号经过带限滤波之后,只要让主瓣无失真通过, 由于旁瓣功率很小,所以滤波器的输出信号(即非线性器件的输入信号)的包络起伏就会很小, 大大减小了 AM/PM效应,继而频谱扩展的现象也会 随之而减小。由于己调波具有快速高频
5、滚降的频谱特性,使信号能量大部 分集中在一定的带宽内,因此提高了频带的利用率。根据这些要求,人们 在实践中创造了各式各样的调制方式,我们称之为现代恒包络数字调制技术。现代数字调制技术的发展方向是最小功率谱占有率的恒包络数字调制技术。现代数字调制技术的关键在于相位变化的连续性。MSK是移频键控FSK的一种改进形式。 在二进制FSK方式中载波频率随着调制信号 “或' 而变,其相位通常是不连续的。所谓MSK方式,就是FSK信号的相位始终保持连续变化的一种特殊方式,可以看成是调制指数为 0.5的一种CPFSK信号。ASK幅移键控 ASK (Amplitude Shift Keying)ASK指
6、的是振幅键控方式。这种调制方式是根据信号的不同,调节正 弦波的幅度。幅度键控可以通过乘法器和开关电路来实现。载波在数字信号1或0的控制下通或断,在信号为1的状态载波接通,此时传输信道上有载波出现;在信号为0的状态下,载波被关断,此时传输信道上无载波传送。那么在接 收端我们就可以根据载波的有无还原出数字信号的1和0。对于二进制幅度键控信号的频带宽度为二进制基带信号宽度的两倍。幅移键控法(ASK)的载波幅度是随着调制信号而变化的,其最简单的形式是,载波在二进制调制信号控制下通断,此时又可称作开关键控法(OOK)。多电平MASK调制方式是一种比较高效的传输方式,但由于它的 抗噪声能力较差,尤其是抗衰
7、落的能力不强,因而一般只适宜在恒参信道 下米用。QAMQAM 是英文 Quadrature Amplitude Modulation的缩略语简称,意为正 交幅度调制,是一种数字调制方式。16QAM是指包含16种符号的QAM调制方式。16QAM调制解调原理方框图1. 16QAM调制原理16QAM 是用两路独立的正交 4ASK信号叠加而成,4ASK是用多电 平信号去键控载波而得到的信号。它是2ASK体制的推广,和 2ASK相比,这种体制的优点在于信息传输速率高。正交幅度调制是利用多进制振幅键控(MASK)和正交载波调制相结合产生的。16进制的正交振幅调制是一种振幅相位联合键控信号。16QAM的产生
8、有2种方法:(1)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(2)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。这里采用正交调幅法。16QAM 正交调制的原理如下图1所示。图1 16QAM调制器图中串/并变换器将速率为Rb的二进制码元序列分为两路,速率为 Rb/2.2-4电平变换为 Rb/2的二进制码元序列变成速率为RS=Rb/log216的4个电平信号,4电平信号与正交载波相乘,完成正交调制,两路信号叠加后产生16QAM 信号.在两路速率为Rb/2的二进制码元序列中,经2-4电平变换器输出为 4电平信号,即M=16.经4电平正交幅度调制和叠加后,输出16个信号状态,即16QAM.RS=Rb/log216=RB/4.2. 16QAM 解调原理 16QAM 信号采取正交相
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