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恒定包络调制方式

2015-3-27 07:21| 编辑:电工学习网| 查看: 20164| 评论: 0

  2FSK信号
  用基带数据信号控制载波的频率,称为数字调频,又称频移键控(FSK) 。二进制频移键控就是用二进制数字信号控制载波频率, 当传“1”码时,输出频率f1;当传“0”码时,输出频率f2
  式定义载波角频率(虚载波) 为:
  ω1, ω2对ωc 的角频偏为:
  定义调制指数h:
  根据ak ,h ,Tb可以重写一个码元内 2FSK信号表达式:
  式中称作附加相位。
  附加相位是t的线性函数,其中斜率为,截距为,其特性如图4.17 。
图4.17 附加相位
  产生2FSK信号两种不同的方法:开关切换方法(相位不连续)和调频(相位连续),如图4.18。
图4.18 2FSK信号产生
  所谓相位连续是指不仅在一个码元持续期间相位连续,而且在从码元ak-1到ak转换的时刻kTb,两个码元的相位也相等,即
  这样就要求满足关系式:
  要求当前码元的初始相位由前一码元的初始相位、当前码元ak和前一码元ak-1来决定。 这关系就是相位约束条件。这两种相位特性不同的FSK信号波形如图4.19所示。
4.19 FSK信号波形
  由图4.19可以看出,相位不连续的2FSK信号在码元交替时刻,波形是不连续的,而CPFSK信号是连续的,这使得它们的功率谱特性很不同。图4.20分别是它们的功率谱特性例子。
4.20 FSK功率谱特性
  (1)在相同的调制指数h情况下,CPFSK的带宽要比一般的2FSK带宽要窄。这意味着前者的频带效率要高于后者。
  (2)调制指数h的增加,信号的带宽也在增加。从频带效率考虑,调制指数h不宜太大。但过小又因两个信号频率过于接近而不利于信号的检测。所以应当从它们的相关系数以及信号的带宽综合考虑。
  2FSK信号的归一化互相关系数可以求得如下(为方便讨论,令它们的初相为零):
  通常总是,或,因此略去第一项,得到
  关系曲线如图4.21。
图4.21 FSK 信号相关关系
  从图4.21中可以看出,当调制指数h=0.5,1,1.5,….时,ρ=0, 即两个信号是正交的。h=0.5的CPFSK就称作最小移频键控MSK。它是在两个信号正交的条件下,对给定的Rb有最小的频差。
  1、相位路径
  由于h=1/2,MSK的相位约束条件就是
  由于|ak-ak-1|总为偶数,所以初始相位为零时,其后各码元的初相位为π的整数倍。相位路径的例子如图4,22所示,其中初始相位为零。图中可以看到的取值为0,-π、-π、-π、3π、...(k=0,1,2….)
图4.22 附加相位关系
  给定输入序列情况下MSK的相位轨迹)
  2、MSK的功率谱
  MSK的功率谱为
  式中A为信号的幅度。功率谱特性如图4.23所示。为便于比较,图中也给出一般2FSK信号的功率谱特性。
图4.23 MSK功率谱
  由图可见,MSK 信号比一般2FSK信号有更高的带宽效率。
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