43恒定包络调制方式..docVIP

§4-3 恒定包络调制方式 移相键控信号（OQPSK、π/4-DQPSK）的主要缺点是没能从根本上消除码元转换出的载波相位突变。相位的突变将使系统产生强的旁瓣功率分量，造成对邻近信道的干扰；若将此信号通过带限系统，由于旁瓣的滤除将产生信号包络起伏变化；为了不失真的传输，对信道的线性特性要求非常苛刻。 恒包络调制的特点： 1、对线性要求低。可使用C类放大器，功率效率高 2、带外辐射低。可达-60~-70dB 3、利于限幅器的使用。可克服随机噪声和瑞利衰落导致的信号幅度的变化，抗干扰抗衰落能力强。 4、具有较好的解调门限。 一、最小移频键控(MSK) 为了克服相位不连续的缺点，需要控制相位的连续性，即采用连续相位调制（CPM）。MSK是二进制连续相位移频键控CPFSK的一种特殊形式（在相邻符号交界处相位保持连续），其特殊性主要表现在它具有正交信号的最小频差（移频系数h=0.5）。 MSK两频率信号的相关性（MSK信号的调制指数） 2FSK信号的互相关系数可以求得（为了方便讨论，令它们的初相=0）： ==+ （4-1） 其中=/2，=||/2 令=0，即要求式（4-1）右端两项分别为0，即 2= （4-2） =Sa(2)=Sa()=Sa()=Sa(2)=0 （4-3） 上式（4-3）要成立，即要求调制指数h==（n为正整数）=0.5 说明： 当h=0.5时，波形相关系数为0(即相关函数等于0)，两个频率信号相互正交； ，是移频键控具有良好的误码性能所允许的最小调制指数（）。（式中，Tb为输入数据流的比特宽度）。 MSK的频率关系 由式(3-2)可知==（N+）=（N+） （4-4） 上式（4-3）要成立，即要求h=（n为正整数）=0.5==/2=2 =/4=（N+）；=（N+） MSK信号的相位连续性 （4-5） 当=+1时，信号频率=；当=-1时，信号频率=； 令 （4-6） 其中 （4-7） 称作第K个码元的附加相位，易知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内，它变化,=1，增加；否则=-1，减少。 正式因为MSK调制所有的相位都得经历，并且其幅度保持恒定，所以MSK的星座图为下图： 图4-9 MSK的星座图 为了保持相位连续，在t=kTb时应有下式成立： （4-8） 易知要满足式(3-8)，要求，即 （4-9） 表明本比特内的相位常数不仅与当时输入有关，还与前一比特输入及其相位常数有关。这就说明，MSK信号的前后码原之间存在相关性。若令=0，则 =0或（模2） （4-10） 例1 若=0，输入序列为+1，+1，-1，+1，-1，-1，求对应每比特的相位常数？ 解答如书P77。 例2 若=0，输入序列｛｝，求MSK相对于载波相位的相位轨迹图？ 解：在一个比特时间内，变化为=，即当=+1时，增加；=-1时，减少。因此其相位轨迹图如下图所示： 由图可见，正斜率表示传“1” (=+1)的相位轨迹，负斜率表示传“0”(=-1)的相位轨迹。MSK的所有可能相位轨迹图如下所示： 图4-10 MSK的相位网格图 MSK信号的正交表示法 下面将证明MSK可看成是一类特殊的OQPSK。即OQPSK两路基带信号的矩形波形被正弦波形脉冲所代替。将式（4-5）变形得到下式 = － （4-11） 考虑到式(4-10)，有，，以及考虑到，及，式(4-10)变为 = （4-12） 式中； （4-13） 由式（4-9）可知，仅当，且k为奇数时，才可以改变。又由式(4-13)可知，若与同时改变，则不变；反之，，且k为偶数时，不变，才可以改变。也即和两者不可以同时改变。这就让我们想到OQPSK的两个分支的数字信息。即MSK可看成是一类特殊的OQPSK。但仍需要证明下面定理。 若经串并变换后，可分成同相分支和正交分支，即。。。=。。。，则与之间满足差分编码关系（）。 当k为偶数时，对应，由式(3-13)得=； 当k为奇数时，对应，由式(3-9)得==，因此 （4-