9-1
《通信原理,第五十二讲
一,MQAM 解调原理
MQAM信号同样可以采用正交相干解调方法，其解调器原理图如图 9-4 所示。解调器输入信号与本地恢复的两个正交载波相乘后，经过低通滤波输出两路多电平基带信号 )(tX 和 )(tY 。多电平判决器对多电平基带信号进行判决和检测，
再经 L 电平到 2 电平转换和并 /串变换器最终输出二进制数据。
图 9-4 MQAM 信号相干解调原理图
二,MQAM 抗噪声性能
对与方型 QAM,可以看成是由两个相互正交且独立的多电平 ASK 信号叠加而成。因此，利用多电平信号误码率的分析方法，可得到 M 进制 QAM 的误码率为
=
0
2
2
1
log31
1
n
E
L
L
erfc
L
P
b
e
(9.1-8)
式中，
2
LM =,
b
E 为每比特码元能量，
0
n 为噪声单边功率谱密度。图 9-5 给出了 M 进制方型 QAM 的误码率曲线。
9-2
图 9-5 M 进制方型 QAM 的误码率曲线
§9．2 最小移频键控 (MSK)
由于一般移频键控信号相位不连续,频偏较大等原因,使其频谱利用率较低。
本节将讨论的 MSK(Minimum Frequency–shift-keying)是二进制连续相位 FSK 的一种特殊形式。 MSK 称为最小移频键控，有时也称为快速移频键控 (FFSK)。所谓“最小”是指这种调制方式能以最小的调制指数 (0.5)获得正交信号；而“快速”
是指在给定同样的频带内,MSK 能比 2PSK 传输更高的数据速率，且在带外的频谱分量要比 2PSK 衰减的快。
一,MSK 的基本原理
MSK 是恒定包络连续相位频率调制，其信号的表示式为
)
2
cos()(
k
s
k
cMSK
t
T
a
tts?
π
ω ++= (9.2-1)
L,1,0,)1( =+≤≤ kTktkT
ss
令
9-3
ssk
s
k
k
TktkTt
T
a
t )1(,
2
)( +≤≤+=?
π
θ (9.2-2)
则式 (9.2-1)可表示为
[ ])(cos)( ttts
kcMSK
θω += (9.2-3)
式中,)(t
k
θ 称为附加相位函数；
c
ω 为载波角频率；
s
T 为码元宽度；
k
a 为输入第
k 个码元，取值为 1± ；
k
为第 k 个码元的相位常数，在时间
ss
TktkT )1( +≤≤ 中保持不变，其作用是保证在
s
kTt = 时刻信号相位连续。
令
k
s
k
ck
t
T
a
tt?
π
ωφ ++=
2
)( (9.2-4)
则
=?
+=+
=+=
1,
2
1,
2
2
)(
k
s
c
k
s
c
s
k
c
k
a
T
a
T
T
a
dt
td
π
ω
π
ω
π
ω
φ
(9.2-5)
由式 (9.2-5)可以看出 MSK 信号的两个频率分别为
s
c
T
ff
4
1
1
= (9.2-6)
s
c
T
ff
4
1
2
+= (9.2-7)
中心频率
c
f 应选为
s
c
T
n
f
4
= L,2,1=n (9.2-8)
式 (9.2-8)表明,MSK 信号在每一码元周期内必须包 含四分之一载波周期的整数倍。
c
f 还可以表示为
s
c
T
m
Nf
1
4
+= )3,2,1,0( =mN为正整数； (9.2-9)
相应地 MSK 信号的两个频率可表示为
9-4
ss
c
T
m
N
T
ff
1
4
1
4
1
1
+=?= (9.2-10)
ss
c
T
m
N
T
ff
1
4
1
4
1
2
+
+=+= (9.2-11)
由此可得频率间隔为
s
T
fff
2
1
12
=?=? (9.2-12)
MSK 信号的调制指数为
5.0
2
1
2
1
==×=?=
s
s
s
T
T
fTh (9.2-13)
当取 0,1 == mN 时,MSK 信号的时间波形如图 9-6 所示。
1 0 0 1 1 1 0
图 9-6 MSK 信号的时间波形
《通信原理,第五十二讲
一,MQAM 解调原理
MQAM信号同样可以采用正交相干解调方法，其解调器原理图如图 9-4 所示。解调器输入信号与本地恢复的两个正交载波相乘后，经过低通滤波输出两路多电平基带信号 )(tX 和 )(tY 。多电平判决器对多电平基带信号进行判决和检测，
再经 L 电平到 2 电平转换和并 /串变换器最终输出二进制数据。
图 9-4 MQAM 信号相干解调原理图
二,MQAM 抗噪声性能
对与方型 QAM,可以看成是由两个相互正交且独立的多电平 ASK 信号叠加而成。因此，利用多电平信号误码率的分析方法，可得到 M 进制 QAM 的误码率为
=
0
2
2
1
log31
1
n
E
L
L
erfc
L
P
b
e
(9.1-8)
式中，
2
LM =,
b
E 为每比特码元能量，
0
n 为噪声单边功率谱密度。图 9-5 给出了 M 进制方型 QAM 的误码率曲线。
9-2
图 9-5 M 进制方型 QAM 的误码率曲线
§9．2 最小移频键控 (MSK)
由于一般移频键控信号相位不连续,频偏较大等原因,使其频谱利用率较低。
本节将讨论的 MSK(Minimum Frequency–shift-keying)是二进制连续相位 FSK 的一种特殊形式。 MSK 称为最小移频键控，有时也称为快速移频键控 (FFSK)。所谓“最小”是指这种调制方式能以最小的调制指数 (0.5)获得正交信号；而“快速”
是指在给定同样的频带内,MSK 能比 2PSK 传输更高的数据速率，且在带外的频谱分量要比 2PSK 衰减的快。
一,MSK 的基本原理
MSK 是恒定包络连续相位频率调制，其信号的表示式为
)
2
cos()(
k
s
k
cMSK
t
T
a
tts?
π
ω ++= (9.2-1)
L,1,0,)1( =+≤≤ kTktkT
ss
令
9-3
ssk
s
k
k
TktkTt
T
a
t )1(,
2
)( +≤≤+=?
π
θ (9.2-2)
则式 (9.2-1)可表示为
[ ])(cos)( ttts
kcMSK
θω += (9.2-3)
式中,)(t
k
θ 称为附加相位函数；
c
ω 为载波角频率；
s
T 为码元宽度；
k
a 为输入第
k 个码元，取值为 1± ；
k
为第 k 个码元的相位常数，在时间
ss
TktkT )1( +≤≤ 中保持不变，其作用是保证在
s
kTt = 时刻信号相位连续。
令
k
s
k
ck
t
T
a
tt?
π
ωφ ++=
2
)( (9.2-4)
则
=?
+=+
=+=
1,
2
1,
2
2
)(
k
s
c
k
s
c
s
k
c
k
a
T
a
T
T
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dt
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π
ω
π
ω
π
ω
φ
(9.2-5)
由式 (9.2-5)可以看出 MSK 信号的两个频率分别为
s
c
T
ff
4
1
1
= (9.2-6)
s
c
T
ff
4
1
2
+= (9.2-7)
中心频率
c
f 应选为
s
c
T
n
f
4
= L,2,1=n (9.2-8)
式 (9.2-8)表明,MSK 信号在每一码元周期内必须包 含四分之一载波周期的整数倍。
c
f 还可以表示为
s
c
T
m
Nf
1
4
+= )3,2,1,0( =mN为正整数； (9.2-9)
相应地 MSK 信号的两个频率可表示为
9-4
ss
c
T
m
N
T
ff
1
4
1
4
1
1
+=?= (9.2-10)
ss
c
T
m
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1
4
1
4
1
2
+
+=+= (9.2-11)
由此可得频率间隔为
s
T
fff
2
1
12
=?=? (9.2-12)
MSK 信号的调制指数为
5.0
2
1
2
1
==×=?=
s
s
s
T
T
fTh (9.2-13)
当取 0,1 == mN 时,MSK 信号的时间波形如图 9-6 所示。
1 0 0 1 1 1 0
图 9-6 MSK 信号的时间波形
