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，許多實際的移動通信系統(tǒng)都使用頻率調(diào)制方法，不管調(diào)制信號如何改變，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：
(1)可以使用功率效率高的C類放大器，不會使信號占用的頻譜增大；
(2)帶外輻射低，可達－60dB到－70dB；
(3)可用限幅器－鑒頻器檢測，從而簡化接收機的設(shè)計，并能很好地克服隨機噪聲和有瑞利衰落引起的信號波動。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頻率隨著兩個信息狀態(tài)改變(1或0)而切換。常用的產(chǎn)生FSK信號的方法是使用信號波形對單一載波振蕩器進行頻率調(diào)制。類似于產(chǎn)生模擬FM信號，只是調(diào)制信號為二進制波形，載波相位函數(shù)與調(diào)制信號的積分成比例，因而是連續(xù)的，但是非線形的。
由于FSK信號的復(fù)包絡(luò)是調(diào)制信號的非線性函數(shù)，所以確定FSK信號的頻譜相當困難。BFSK信號可以采用相干或非相干的檢測方法。
　　(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，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，特別適合在移動通信系統(tǒng)中使用。實際上，MSK信號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信號也可看成是一種特殊形式的連續(xù)相位FSK信號。因而，MSK信號有多種表達形式。
(3)高斯最小頻移鍵控(GMSK)調(diào)制
GMSK調(diào)制是由MSK演變而來的一種簡單的二進制調(diào)制方法。由于脈沖成型并不會引起平均相位曲線的偏離，GMSK信號可以作為MSK信號進行相干檢測，或者作為一個簡單的FSK信號進行非相干檢測。盡管預(yù)調(diào)制高斯濾波器在發(fā)射信號中會引起符號間的干擾。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代移動通信系統(tǒng)GSM青睞，并為第3代移動通信系統(tǒng)TD－CDMA的標準化建議采用。GMSK的預(yù)調(diào)制高斯濾波器可以由BT完全確定。因此，習慣上使用BT乘積來定義GMSK，BT越小，因符號間干擾造成的系統(tǒng)性能下降越多。GMSK的誤碼率是BT的函數(shù)，在BT=0.5887時，由濾波器引起的符號間干擾造成的系統(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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