第四章-现代数字调制解调技术-MSK要点课件.ppt

1、12 BPSK BPSK、QPSKQPSK、OQPSKOQPSK和和FSKFSK信号的都可能会发生相位突变，信号的都可能会发生相位突变，瞬间产生极大的频率变化，相应的谐波会造成对带外的干扰；瞬间产生极大的频率变化，相应的谐波会造成对带外的干扰； OQPSKOQPSK较之较之QPSKQPSK相位突变小，造成的带外干扰也小；相位突变小，造成的带外干扰也小； 若能够采用避免相位跳变的调制，则可大大抑止带外干扰；若能够采用避免相位跳变的调制，则可大大抑止带外干扰； 最小频移键控（最小频移键控（MSKMSK）正是基于这种思路提出的调制方式。）正是基于这种思路提出的调制方式。 3MSK和和FSK比较：比较

2、：n相位连续相位连续n包络恒定包络恒定n占用带宽最小占用带宽最小n严格正交严格正交 4.1.1 MSK信号的基本原理信号的基本原理表示式表示式式中，式中，（当输入码元为（当输入码元为“1”时，时，ak =+1；当输入码元为；当输入码元为“0”时，时，ak = -1） T 码元持续时间；码元持续时间； k 第第k个码元的确定的初始相位。个码元的确定的初始相位。)2cos()(kksktTattskTtTk ) 1(ssf21ka4由上式可以看出由上式可以看出:n当当ak =+1时，码元频率时，码元频率 f1等于等于 fs+1/(4T)；当当ak = -1时，码元频率时，码元频率 f0等于等于 f

3、s - 1/(4T)。故故 f1 和和 f2 的距离等于的距离等于1 / (2T) FSK信号的最小频率间隔信号的最小频率间隔 上式可以改写为上式可以改写为式中，式中，)2cos()(kksktTattskTtTk ) 1(1),2cos(1),2cos()(01kkkkkatfatfts当当kTtTk ) 1()4/(1)4/(101TffTffss5码元持续时间码元持续时间Tn由于它是一个正交由于它是一个正交FSK信号，所以它应当满足式：信号，所以它应当满足式：即有，即有，上式左端上式左端4项应分别等于零，所以将第项应分别等于零，所以将第3项项sin(2k) = 0的条件代入第的条件代入第

4、1项，得到要求：项，得到要求：sin(2sT) = 0即要求：即要求：或或 上式表示，上式表示，MSK信号每个码元持续时间信号每个码元持续时间 T 内包含的载内包含的载波周期数必须是波周期数必须是1 / 4的整数倍。的整数倍。0)()0sin()()2sin()sin(2)sin(010101010101kkTT0)()sin()()sin()sin()sin(01010101010101010101TT., 3, 2, 1,4nnTfssfnT4/6即上式可以改写为即上式可以改写为式中，式中，N为正整数；为正整数； m = 0, 1, 2, 3以及有以及有由上式可以得知：由上式可以得知：式中

5、，式中，T1 = 1 / f1；T0 = 1 / f0TmNTnfs1)4(4sfnT4/TmNTffTmNTffss141411414101014141TmNTmNT7 上式给出一个码元持续时间上式给出一个码元持续时间 T 内包含的正弦波周期数。内包含的正弦波周期数。由此式看出，无论两个信号频率由此式看出，无论两个信号频率f1和和f0等于何值，这两种码元等于何值，这两种码元包含的正弦波数均相差包含的正弦波数均相差1/2个周期。例如，当个周期。例如，当N =1，m = 3时，时，对于比特对于比特“1”和和“0”，一个码元持续时间内分别有，一个码元持续时间内分别有2个和个和1.5个个正弦波周期，

6、如下图所示：正弦波周期，如下图所示：014141TmNTmNT84.1.2 MSK信号的相位连续性信号的相位连续性码元相位的含义码元相位的含义 设：设：式中，式中， s 载波角频率；载波角频率； k 码元初始相位。码元初始相位。n仅当一个码元中包含整数个载波周期时，初始相位相同的仅当一个码元中包含整数个载波周期时，初始相位相同的相邻码元间相位才是连续的，即波形是连续的；否则，即相邻码元间相位才是连续的，即波形是连续的；否则，即使初始相位使初始相位 k相同，波形也不连续。如下图所示：相同，波形也不连续。如下图所示： kTtTkttsksk)1(),cos()(9波形连续的一般条件：前一码元末尾的

7、总相位等于后一码元波形连续的一般条件：前一码元末尾的总相位等于后一码元开始时的总相位，即开始时的总相位，即MSK信号的相位连续条件信号的相位连续条件n相位连续的相位连续的MSK信号要求前一码元末尾的相位等于后一码信号要求前一码元末尾的相位等于后一码元的初始相位。元的初始相位。 由由MSK信号的表示式：信号的表示式：和上式可知，这是要求和上式可知，这是要求由上式可以容易地写出下列递归条件：由上式可以容易地写出下列递归条件：由上式可以看出，第由上式可以看出，第(k+1)个码元的相位不仅和当前的输入个码元的相位不仅和当前的输入有关，而且和前一码元的相位有关。有关，而且和前一码元的相位有关。 1ksk

8、skTkT)2cos()(kksktTattskTtTk )1(1122kkkkkTTakTTa时。当时当1k111,)(2kkkkkkkkkaakaaaak10载波相位连续性分析，研究载波相位连续性分析，研究t tnTnTS S瞬间前后载波的相位瞬间前后载波的相位 在第在第n n1 1个符号结束前瞬间，载波相位个符号结束前瞬间，载波相位 在第在第n n个符号开始前瞬间，载波相位个符号开始前瞬间，载波相位 可见有可见有 ，即相位连续。，即相位连续。002242kkkkkSakakTfkTf kTT11101011010224222222kkkkkkkkkkkakakTfkTf kTTkakak

9、f kTaaf kT1kkkTkT11MSK信号的附加相位信号的附加相位设：设： k的初始参考值等于的初始参考值等于0。 这时，由这时，由可知，可知，而而MSK信号信号可以改写为可以改写为式中，式中， 第第k个码元信号的附加相位。个码元信号的附加相位。它是它是 t 的直线方程。并且，在一个码元持续时间的直线方程。并且，在一个码元持续时间T 内，它变化内，它变化+ /2 或或 - /2。时。当时当1k111,)(2kkkkkkkkkaakaaaak)2(mod,01或k)2cos()(kksktTattskTtTk )1()(cos)(tttskskkTtTk )1(kkktTat2)(12附加

10、相位附加相位 (t)的轨迹图的轨迹图设：输入数据序列设：输入数据序列 ak =+1,+1,+1,-1,-1,+1,+1,+1,-1,-1,-1,-1,-1 则由则由得到得到kkktTat2)(T3T5T9T7T11T0(b)附加相位的可能路径k(t)T3T5T9T7T11T0(a)附加相位轨迹k(t)T3T5T9T7T11T0(c)模2运算后的附加相位k(t)13MSKMSK的表达式为的表达式为 cos2coscossinsin22coscoscoscossinsin221kskkkkskskskksas tAttTaaAttttTTAttattTTkTtkT 144.1.3 MSK信号的正交

11、表示法信号的正交表示法MSK信号表示式信号表示式可以变换为如下两个正交分量：可以变换为如下两个正交分量：式中，式中，)2cos()(kksktTattskTtTk )1(tTtqtTtptsskskksin2sincos2cos)(kTtTk )1(1coskkp1coskkkaq15例：输入序列例：输入序列 ak =+1，-1，+1，-1，-1，+1，+1，-1，+1k0 12345678T(-T, 0)(0, T)(2T, 3T)(3T, 4T) (4T, 5T)(5T, 6T)(6T, 7T) (7T, 8T) (8T, 9T)ak+11+1-1-1+1+111k(mod 2)000pk

12、11-1-1-1-1-1-11qk1-1-111-1-11116输入序列输入序列 ak =+1，-1，+1，-1，-1，+1，+1，-1，+1k(mod 2)akqkpka0a1a2a3a4a5a6a7a8qksin(t/2T)pkcos(t/2T)0 T 2T 3T 4T 5T 6T 7T 8T174.1.4 MSK信号的产生和解调信号的产生和解调 MSK信号的产生信号的产生由下式由下式可以画出可以画出MSK信号产生的方框图如下：信号产生的方框图如下：差分编码串/并变换振荡f=1/4T振荡f=fs移相/2移相/2cos(t/2T)qkpkpkcos(t/2T)qksin(t/2T)sin(t

13、/2T)cosstsinstpkcos(t/2T)cosstqksin(t/2T)sinstakbk带通滤波MSK信号tTtqtTtptsskskksin2sincos2cos)(kTtTk )1(18MSK信号的解调信号的解调n如同如同2FSK信号，可以采用相干解调或非相干解调方法。信号，可以采用相干解调或非相干解调方法。n延时判决相干解调法延时判决相干解调法 另一种解调方法另一种解调方法p基本原理：采用基本原理：采用QPSK信号的解调原理信号的解调原理接收信号分别用提取的相干载波接收信号分别用提取的相干载波cos st 和和-sin st 相乘：相乘： sk(t)cosst = pkcos

14、(t/2T)cosst - qksin(t/2T) sinstcosst = (1/2) pkcos(t/2T)sk(t)(-sinst) = pkcos(t/2T)cosst - qksin(t/2T) sinst(-sinst) = (1/2)qksin(t/2T)上两式和原上两式和原MSK信号的两个正交分量的振幅相同。它们经过信号的两个正交分量的振幅相同。它们经过积分判决后，得到积分判决后，得到pk和和qk。 再作模再作模2乘。乘。90相移模2乘载波提取积分判决抽样保持积分判决抽样保持cosst-sinstMSK信号2iT, 2(i+1)T(2i-1)T, (2i+1)Tpq(MSK信号

15、解调器原理方框图解调输出19p当输入序列当输入序列 ak = +1, -1, +1, -1, -1, +1, +1, -1, +1时，解调时，解调波形如下：波形如下： MSK信号解调波形图tttOOOpqp q11 11+1+1+1+1+120 n 最小频移键控（最小频移键控（MSKMSK） 在上式中，因为在上式中，因为 所以有所以有 cos1, 1 ,1, 1 ,cos1, 1cos,cos,1, 1,2kkkkkkkkkkkkkkkaapqap qp qTpqT 若令：则：可以证明，都是每改变一次状态，且与取值改变的时刻交错相隔 。11mod22kkkknaa21 012340242135

16、21221.,:.1, 1.,2cos2cos22sin21sin22221kkkkikkkkksksd d d d dp qpd d dddqd d ddp qTTs tdtkTf tTdtkTf tTnTtnT 直接用输入信息序的直接替代则应以为间隔，相差 交叉出现22为避免解调时的本地载波的相位模糊问题，可采用加预编码为避免解调时的本地载波的相位模糊问题，可采用加预编码 的的MSKMSK技术技术 MSKMSK信号的最佳接收方法信号的最佳接收方法 利用两个相隔一个周期利用两个相隔一个周期T T的两个匹配滤波器（相关器）的两个匹配滤波器（相关器） 在两个码元周期在两个码元周期T T分别进行收

17、到和判决。分别进行收到和判决。11, 11,1, 1kkkkkakTtkTdadd 输入：差分编码：234.1.5 MSK信号的功率谱信号的功率谱MSK信号的归一化功率谱密度信号的归一化功率谱密度Ps(f)计算结果如下：计算结果如下：式中，式中，fs 信号载频；信号载频； T 码元持续时间。码元持续时间。功率谱曲线：功率谱曲线：2222)(161)(2cos32)(TffTffTfPsss244.1.6 MSK信号的误码率性能信号的误码率性能当用匹配滤波器分别接收每个正交分量时，当用匹配滤波器分别接收每个正交分量时，MSK信号的误比信号的误比特率性能和特率性能和2PSK、QPSK及及OQPSK

18、等的性能一样。等的性能一样。若把它当作若把它当作FSK信号用相干解调法在每个码元持续时间信号用相干解调法在每个码元持续时间T内解内解调，则其性能将比调，则其性能将比2PSK信号的性能差信号的性能差3dB。 11.3.7 高斯最小频移键控高斯最小频移键控(GMSK)先将矩形码元通过一个高斯型低通滤波器，再作先将矩形码元通过一个高斯型低通滤波器，再作MSK调制。调制。高斯型低通滤波器特性：高斯型低通滤波器特性：式中，式中，B 滤波器的滤波器的3 dB带宽。带宽。优点：对邻道干扰小。优点：对邻道干扰小。缺点：有码间串扰缺点：有码间串扰(ISI)。应用：在应用：在GSM制的蜂窝网中采用制的蜂窝网中采用

19、BT = 0.3的的GMSK调制，以调制，以得到更大的用户容量。得到更大的用户容量。BT值越小，码间串扰越大。值越小，码间串扰越大。)/)(2/2(lnexp)(2BffH25 n 高斯滤波最小频移键控（高斯滤波最小频移键控（GMSKGMSK） g(tg(t) )：高斯滤波特性：高斯滤波特性 22222expexp22212221*ffHtthTtuTtuTtgTtQTtQTthtgtgbbbTbbbT其中：26272829303132334.2.1 概述概述OFDM是一类多（子）载波并行调制的体制。是一类多（子）载波并行调制的体制。特点：特点：n 为了提高频率利用率和增大传输速率，各路子载波

20、的已调为了提高频率利用率和增大传输速率，各路子载波的已调信号频谱有部分重叠；信号频谱有部分重叠；n 各路已调信号是严格正交的，以便接收端能完全地分离各各路已调信号是严格正交的，以便接收端能完全地分离各路信号；路信号；n 每路子载波的调制是多进制调制；每路子载波的调制是多进制调制；n 每路子载波的调制制度可以不同，并且可以为适应信道的每路子载波的调制制度可以不同，并且可以为适应信道的变化而自适应地改变。变化而自适应地改变。应用：应用： 非对称数字用户环路非对称数字用户环路(ADSL)、高清晰度电视、高清晰度电视(HDTV)信号传输、数字视频广播（信号传输、数字视频广播（DVB）、无线局域网）、无

21、线局域网(WLAN)等等领域，并且开始应用于无线广域网领域，并且开始应用于无线广域网(WWAN)和正在研究将其和正在研究将其应用在下一代蜂窝网中。应用在下一代蜂窝网中。34 4.2.2 OFDM的基本原理的基本原理OFDM系统的正交性系统的正交性设：在一个设：在一个OFDM系统中有系统中有N个子信道，子信道的子载波为个子信道，子信道的子载波为式中，式中， Bk 第第k路子载波振幅，决定于输入码元的值，路子载波振幅，决定于输入码元的值， fk 第第k路子信道的子载频，路子信道的子载频， k 第第k路子信道的载波初始相位，路子信道的载波初始相位，则在此系统中的则在此系统中的N 路子信号之和可以表示

22、为路子信号之和可以表示为上式还可以改写成复数形式如下：上式还可以改写成复数形式如下：式中，式中， 第第 k 路子信道中的复输入数据。路子信道中的复输入数据。 1, 1, 0)2cos()(NktfBtxkkkk10)2cos()(NkkkktfBts102)(NktfjkkkeBtskB35若各相邻子载波的频率间隔若各相邻子载波的频率间隔 f = 1/T且子载频且子载频则可以证明，在码元持续时间则可以证明，在码元持续时间T 内任意两个子载波都是正交的，内任意两个子载波都是正交的，即有：即有：式中，式中，并且，正交性和并且，正交性和 k与与 i的取值无关。的取值无关。故将这种多子载波系统称为正交

23、频分复用（故将这种多子载波系统称为正交频分复用（OFDM）。）。, 2, 1, 0,2mTmkfk0)2cos()2cos(0dttftfiiTkk, 2, 1,/|nTnffik36OFDM系统在频域中的特点系统在频域中的特点n设子载波的频率为设子载波的频率为fk、码元持续时间为、码元持续时间为T，则此码元的波形，则此码元的波形和频谱密度为和频谱密度为n由于各相邻子载波的频率间隔等于由于各相邻子载波的频率间隔等于 f = 1/T，故各子载波故各子载波合成后的频谱密度曲线为合成后的频谱密度曲线为n优点：优点：p子信道间不需要保护频带间隔，因此能够充分利用频带子信道间不需要保护频带间隔，因此能够

24、充分利用频带p各路子载波的调制制度可以不同，具有很大的灵活性。各路子载波的调制制度可以不同，具有很大的灵活性。 Tffkfk+1/T37OFDM系统的频带利用率系统的频带利用率设：设：N OFDM系统中路子载波数目，系统中路子载波数目， T 码元持续时间，码元持续时间， M 每路子载波采用调制的进制数；每路子载波采用调制的进制数；则它占用的频带宽度等于则它占用的频带宽度等于频带利用率为单位带宽传输的比特率：频带利用率为单位带宽传输的比特率：当当 N 很大时，很大时，若用单个载波的若用单个载波的M进制码元传输，为得到相同的传输速率进制码元传输，为得到相同的传输速率, 需需两者相比，两者相比，OF

25、DM的频带利用率大约可以增至两倍。的频带利用率大约可以增至两倍。 HzsbMOFDMB/log2/HzsbMNNBTMNOFDMOFDMB/log11log22/)(1HzTNBOFDMMNTTMNMB22/log212log384.2.3 OFDM的实现的实现 实现原理：由于实现原理：由于OFDM信号表示式的形式如同信号表示式的形式如同IDFT式，所以式，所以可以用计算可以用计算IDFT和和DFT的方法进行的方法进行OFDM调制和解调。调制和解调。DFT公式复习公式复习设：设：s(k) 时间信号时间信号s(t)的抽样函数，的抽样函数， 其中，其中，k = 0, 1, 2, , K 1，则则

26、s(k)的离散傅里叶变换的离散傅里叶变换(DFT)定义为：定义为：并且并且S(n)的逆离散傅里叶变换的逆离散傅里叶变换(IDFT)为：为： 若信号的抽样函数若信号的抽样函数s(k)是实函数，则其是实函数，则其K点点DFT的值的值S(n)一定满足对称性条件：一定满足对称性条件：式中式中S*(k)是是S(k)的复共轭。的复共轭。10)/2()(1)(KknkKjeksKnS) 1, 2, 1, 0(Kn10)/2()(1)(KnnkKjenSKks) 1, 2, 1, 0(Kk)(*) 1(kSkKS) 1, 2, 1, 0(Kk39OFDM信号和信号和IDFT式的关系式的关系 令令OFDM信号表

27、示式信号表示式中的中的 k0，则上式变为，则上式变为而而IDFT的表示式为的表示式为 比较上两式可见，可以将上式中的比较上两式可见，可以将上式中的K个离散值个离散值S(n)当作是当作是K路并行子信道中的输入信号码元取值路并行子信道中的输入信号码元取值而上式的左端而上式的左端s(k)就相当于就相当于OFDM信号信号s(t)。 这就是说，可以用计算这就是说，可以用计算IDFT的方法来获得的方法来获得OFDM信号。信号。 102)(NktfjkkkeBts102)(NktfjkkeBts10)/2()(1)(KnnkKjenSKks) 1, 2, 1, 0(KkkB40OFDM信号的产生：先将输入分

28、帧信号的产生：先将输入分帧n设：设： Ts 输入串行二进制码元的持续时间；输入串行二进制码元的持续时间； F 每帧中的码元数（比特数）；每帧中的码元数（比特数）； N 每帧中的组数；每帧中的组数； bi 第第 i 组中的比特数组中的比特数则有则有1帧F 比特b3b2b1bN b3b2b1bN TNiibF141n将每组中的将每组中的bi 个比特看作是一个个比特看作是一个Mi 进制码元进制码元Bi，其中，其中bi log2 Mi，并且经过串，并且经过串/并变换将串行码元并变换将串行码元Bi变为变为N路并行码路并行码元元Bi。各路并行码元。各路并行码元Bi持续时间相同，均为一帧时间持续时间相同，均

29、为一帧时间T = F Ts，但是各路码元，但是各路码元Bi包含的比特数不同。这样得到的包含的比特数不同。这样得到的N路路并行码元并行码元Bi用来对于用来对于N个子载波进行不同的个子载波进行不同的MQAM调制。调制。 n这时的码元这时的码元Bi 是是Mi 进制的，在进制的，在MQAM调制中它可以用平面上调制中它可以用平面上的一个点表示。而平面上的一的一个点表示。而平面上的一个点可以用一个矢量或复数表示。在下面我们用复数个点可以用一个矢量或复数表示。在下面我们用复数表示此点。表示此点。 nBi变成一一对应的复数变成一一对应的复数 的过程称为映射。的过程称为映射。 b3b2b1bN t1帧TB1B2

30、B3 BN1帧TiBiB42n用用IDFT实现实现OFDMp令令OFDM的最低子载波频率等于的最低子载波频率等于0，以满足，以满足IDFT式式右端第一项（即右端第一项（即n = 0时）的指数因子等于时）的指数因子等于1。p令令K = 2N，使，使IDFT的项数等于子信道数目的项数等于子信道数目N的两倍的两倍p并用对称性条件并用对称性条件由由N个个 生成生成K2N个个 即令即令这样生成了新码元序列这样生成了新码元序列 10)/2()(1)(KnnkKjenSKks) 1, 2, 1, 0(Kk)(*) 1(kSkKS) 1, 2, 1, 0(KkiB kB1, 2, 1,*1NkBBkkK22,

31、 2, 1,1NNNNkBBkkK)Re(00BB)Im(0121BBBNK kB43p将生成的新码元序列将生成的新码元序列 作为作为S(n)，代入，代入IDFT公式公式式中，式中，s(k)相当于相当于OFDM信号信号s(t)的抽样值，故它经过的抽样值，故它经过D/A变换变换后就可以得出后就可以得出 s(t)：子载波频率子载波频率fk = n / T, n = 0, 1, 2, , N-1 10)/2(1)(KnnkKjKeBKks kB) 1, 2, 1, 0(Kk)/()(KnTsks10)/2(1)(KnntTjKeBKts)0 (Tt 44OFDM调制原理方框图调制原理方框图 分帧分组

32、串/并变换 编码映射.IDFT.并/串变换 D/A变换上变频OFDM信号二进制输入信号4546474.4.1 概述概述什么是扩展频谱调制？什么是扩展频谱调制？已调信号带宽远大于调制信号带宽的任何调制体制。已调信号带宽远大于调制信号带宽的任何调制体制。扩谱调制的目的：扩谱调制的目的：n提高抗窄带干扰的能力。提高抗窄带干扰的能力。n将发射信号掩藏在背景噪声中，以防止窃听。将发射信号掩藏在背景噪声中，以防止窃听。n提高抗多径传输效应的能力。提高抗多径传输效应的能力。n提供多个用户共用同一频带的可能。提供多个用户共用同一频带的可能。n提供测距能力。提供测距能力。扩谱技术的种类：扩谱技术的种类：n直接序

33、列扩谱直接序列扩谱(DSSS)n跳频跳频(FH)n线性调频线性调频(LFM) 48 4.4.2 直接序列扩谱直接序列扩谱(DSSS)BPSK调制的调制的DSSS通信系统原理方框图。通信系统原理方框图。n信号码元持续时间信号码元持续时间 = T n扩谱码扩谱码c(t)通常采用通常采用m序列序列 n扩谱码的码元称为码片扩谱码的码元称为码片(chip)n码片持续时间码片持续时间 = Tc，通常通常Tc T 49DSSS系统波形图系统波形图 50解扩原理解扩原理(b) 解扩后的功率谱f有用信号s1(t)功率谱密度窄带干扰功率谱密度白噪声功率谱密度宽带干扰功率谱密度2BcBcf宽带干扰功率谱密度白噪声功

34、率谱密度窄带干扰功率谱密度有用信号s1(t)功率谱密度Bc2Bc(a) 解扩前的功率谱f051n例例设：基带码元速率设：基带码元速率 = 5 k波特波特则则码元持续时间码元持续时间 = 0.2 ms，带宽约等于，带宽约等于5 kHz。若选用的扩谱码片持续时间若选用的扩谱码片持续时间 = 0.2 s，则扩谱后的基带信号带宽则扩谱后的基带信号带宽 5 MHz。 扩谱使信号带宽增大至扩谱使信号带宽增大至1000倍，故信号功率谱密度将倍，故信号功率谱密度将降低至降低至1/1000。 因此，因此，p将信号隐藏在噪声和干扰下将信号隐藏在噪声和干扰下 p若小部分的频谱分量受到衰落影响，将不会引起信号产若小部

35、分的频谱分量受到衰落影响，将不会引起信号产生严重的失真，故具有抗频率选择性衰落的能力。生严重的失真，故具有抗频率选择性衰落的能力。p选择不同的扩谱码，可以使各个系统的用户在同一频段选择不同的扩谱码，可以使各个系统的用户在同一频段上工作而互不干扰，实现码分复用和码分多址。上工作而互不干扰，实现码分复用和码分多址。524.4.3 跳频扩谱跳频扩谱(FHSS)FHSS系统的种类：系统的种类：n快跳频快跳频 在在 1 跳内，仅包含跳内，仅包含 1 比特或不到比特或不到 1 比特比特 n慢跳频慢跳频 在在 1 跳内，包含若干比特跳内，包含若干比特 原理方框图原理方框图调制通常采用非相干调制，例如调制通常

36、采用非相干调制，例如FSK或或DPSK。534.4.4 扩谱码的同步扩谱码的同步DSSS系统系统FHSS系统系统544.4.5 分离多径技术分离多径技术分离多径目的：在接收端将多径信号中的各径分离，分别校分离多径目的：在接收端将多径信号中的各径分离，分别校正各径信号的相位，使之按同相相加，从而克服衰落现象。正各径信号的相位，使之按同相相加，从而克服衰落现象。基本原理：基本原理：设：发射信号码元设：发射信号码元 = M(t)cos(t + ) 式中，式中，M(t) m序列的波形，取值序列的波形，取值 1。 各条路径的时延等间隔地相差各条路径的时延等间隔地相差 秒，秒，则在经过多径传输后，接收（中

37、频）码元为则在经过多径传输后，接收（中频）码元为 式中，式中，n 路径数目，路径数目， Aj 第第j条路径信号的振幅，条路径信号的振幅， - 各相邻路径的相对延迟时间，各相邻路径的相对延迟时间， i 中频角频率中频角频率 i 载波附加的随机相位。载波附加的随机相位。 上式中，已经假设最短路径的时延为零。上式中，已经假设最短路径的时延为零。10)(cos)(njiijjtjtMA55n消除随机相位消除随机相位 i：采用：采用自适应校相滤波器自适应校相滤波器p设：输入信号：设：输入信号： 本地振荡电压：本地振荡电压： 两者相乘后，得到两者相乘后，得到经过窄带滤波：经过窄带滤波：g(t)和和sj(t

38、)相乘，并取出乘积中的差频项相乘，并取出乘积中的差频项f(t)：上式中已经消除了载波的随机相位上式中已经消除了载波的随机相位 i，使各条路径信，使各条路径信号的相位一致，仅振幅不同。号的相位一致，仅振幅不同。窄带滤波带通滤波中频信号输入sj(t)c(t)g(t)f(t)(cos)()(iijjjtjtMAts)cos()(0ttc)cos()(cos)()()(0tjtjtMAtctsiijj)cos)(0iiijjtAtg()cos()()(02tjtMAtfj56p当有多径信号输入时，输出信号当有多径信号输入时，输出信号 f (t)为为上式中，包络上式中，包络M(t - j)仍然不同。需要

39、校正包络。仍然不同。需要校正包络。1002)cos()()(njjtjtMAtf57n校正包络：校正包络：设：共有设：共有4条路径的信号，则相加器各输入的包络为条路径的信号，则相加器各输入的包络为 A02M(t) + A12M(t- ) + A22M(t-2 ) + A32M(t-3 ) A02M(t- ) + A12M(t-2 ) + A22M(t-3 ) + A32M(t-4 ) A02M(t-2 ) + A12M(t-3 ) + A22M(t-4 ) + A32M(t-5 )A02M(t-3 ) + A12M(t-4 ) + A22M(t-5 ) + A32M(t-6 )相加器输出的载波

40、仍为相加器输出的载波仍为cos( 0t + )，包络则是上，包络则是上4式各项之和式各项之和. . . . . . . . . . . . .i抽 头 延 迟 线AFAFAFAFAF相 加 器中频信号输入本地m序列产生器积分)cos()(0ttc58 设：本地设：本地m序列产生器的输出为序列产生器的输出为M(t - 3 )， 则它与则它与c(t)相乘之后相乘之后M(t - 3 )将成为乘积的包络，即乘积将成为乘积的包络，即乘积M(t - 3 ) c(t) = M(t - 3 ) cos( 0t + ) 此乘积和相加器的输出相乘并积分后，就分离出此乘积和相加器的输出相乘并积分后，就分离出(A0+

41、A1+A2+ A3)M(t - 3 )的分量。的分量。 . . . . . . . . . . . . .i抽 头 延 迟 线AFAFAFAFAF相 加 器中频信号输入本地m序列产生器积分)cos()(0ttc A02M(t ) + A12M(t- ) + A22M(t-2 ) + A32M(t-3 ) A02M(t- ) + A12M(t-2 ) + A22M(t-3 ) + A32M(t-4 ) A02M(t-2 ) + A12M(t-3 ) + A22M(t-4 ) + A32M(t-5 )A02M(t-3 ) + A12M(t-4 ) + A22M(t-5 ) + A32M(t-6 )