通信工程師終端與業(yè)務(wù)頻率調(diào)制技術(shù)

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1.2.2 頻率調(diào)制技術(shù)
目前，許多實(shí)際的移動(dòng)通信系統(tǒng)都使用頻率調(diào)制方法，不管調(diào)制信號(hào)如何改變，載波的幅度是恒定的。恒包絡(luò)調(diào)制具有可以滿足多種應(yīng)用環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)：
(1)可以使用功率效率高的C類放大器，不會(huì)使信號(hào)占用的頻譜增大；
(2)帶外輻射低，可達(dá)－60dB到－70dB；
(3)可用限幅器－鑒頻器檢測(cè)，從而簡(jiǎn)化接收機(jī)的設(shè)計(jì)，并能很好地克服隨機(jī)噪聲和有瑞利衰落引起的信號(hào)波動(dòng)。但恒包絡(luò)調(diào)制占用的帶寬比線性調(diào)制的大。典型的頻率調(diào)制技術(shù)有：
(1)二進(jìn)制頻移鍵控(BFSK)調(diào)制

在BFSK調(diào)制中，幅度恒定不變的載波信號(hào)頻率隨著兩個(gè)信息狀態(tài)改變(1或0)而切換。常用的產(chǎn)生FSK信號(hào)的方法是使用信號(hào)波形對(duì)單一載波振蕩器進(jìn)行頻率調(diào)制。類似于產(chǎn)生模擬FM信號(hào)，只是調(diào)制信號(hào)為二進(jìn)制波形，載波相位函數(shù)與調(diào)制信號(hào)的積分成比例，因而是連續(xù)的，但是非線形的。
由于FSK信號(hào)的復(fù)包絡(luò)是調(diào)制信號(hào)的非線性函數(shù)，所以確定FSK信號(hào)的頻譜相當(dāng)困難。BFSK信號(hào)可以采用相干或非相干的檢測(cè)方法。
　　(2)最小頻移鍵控(MSK)調(diào)制

MSK是一種特殊的連續(xù)相位的頻移鍵控(CPFSK)調(diào)制技術(shù)，其最大頻移為數(shù)據(jù)比特率的1/4，也就是說(shuō)，MSK是調(diào)制系數(shù)為0.5的連續(xù)相位FSK調(diào)制。因此，MSK是一種高效的調(diào)制方法，具有恒包絡(luò)、頻譜利用率高、誤比特率低和自同步等特點(diǎn)，特別適合在移動(dòng)通信系統(tǒng)中使用。實(shí)際上，MSK信號(hào)可以看成是一類特殊形式的OQPSK，它用半正弦脈沖代替了OQPSK中的基帶矩形脈沖。MSK信號(hào)也可看成是一種特殊形式的連續(xù)相位FSK信號(hào)。因而，MSK信號(hào)有多種表達(dá)形式。
(3)高斯最小頻移鍵控(GMSK)調(diào)制
GMSK調(diào)制是由MSK演變而來(lái)的一種簡(jiǎn)單的二進(jìn)制調(diào)制方法。由于脈沖成型并不會(huì)引起平均相位曲線的偏離，GMSK信號(hào)可以作為MSK信號(hào)進(jìn)行相干檢測(cè)，或者作為一個(gè)簡(jiǎn)單的FSK信號(hào)進(jìn)行非相干檢測(cè)。盡管預(yù)調(diào)制高斯濾波器在發(fā)射信號(hào)中會(huì)引起符號(hào)間的干擾。但如果濾波器的3dB帶寬與數(shù)據(jù)比特周期的乘積(BT)大于0.5，其BER性能的下降并不嚴(yán)重。因此，GMSK調(diào)制是以犧牲BER性能而得到良好的功率效率和頻譜效率，倍受第2代移動(dòng)通信系統(tǒng)GSM青睞，并為第3代移動(dòng)通信系統(tǒng)TD－CDMA的標(biāo)準(zhǔn)化建議采用。GMSK的預(yù)調(diào)制高斯濾波器可以由BT完全確定。因此，習(xí)慣上使用BT乘積來(lái)定義GMSK，BT越小，因符號(hào)間干擾造成的系統(tǒng)性能下降越多。GMSK的誤碼率是BT的函數(shù)，在BT=0.5887時(shí)，由濾波器引起的符號(hào)間干擾造成的系統(tǒng)BER性能下降值最小，所需要的信噪比僅增加0.14dB。

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