抽 样 判 决
4.2 最小频移键控和高斯滤波最小 频移键控
4.2.1 最小频移键控MSK 4.2.2 高斯滤波最小频移键控(GMSK)




一．最小频移键控MSK
1．MSK信号的调制
Ik Ik cos (π t/2Tb) Ik cos (π t/2Tb)cos ωct
cos (π t/2Tb) 输入数据 ak 差分编码 串/并变换 振荡 f＝1/2Tb 振荡 f＝ fc sin(π t/2Tb) 移相 90° Σ 带通 MSK 滤波器 信号
比较判决 积分 s2(t)
输出y(t)

TB
0


4.4.4 最大后验概率接收
最大后验概率准则就是指根据各个后验概率的大 小，判决其中最大概率所对应的发送码元为发端 的发送信码。
计算 输入s(t) 输出s0(t)
比较判决 计算
ck
延迟 Tb
Qk
Qk sin(π t/2Tb) － Qk sin(π t/2Tb)sinωct
二．高斯滤波最小频移键控(GMSK)

1．GMSK调制
LPF 取 样 判 决 差 分 译 码 BPF 交 替 门 Tb LPF 取 样 判 决
相 干 载 波 提 取 锁 相 环 1 1 2fc+ 2Tb 平 方 器 锁 相 环 2 1 2fc2Tb ÷ 2 Σ + ÷ 2 + Σ π -2sin( 2T t)sin( ωct) b π 2cos( 2T t)cos( ωct) b
-
输入数据
高斯低通滤波器 （Bb）
MSK调制器
GMSK信号出
输入数据 不归零NRZ
预调制滤波器
FM调制器 调制指数h=0.5
GMSK信号出

2．GMSK解调
GMSK 中 频 滤波器
迟延 Tb
π 相移 2
LPF
取样判决
ak
输入数据 不归零NRZ
高斯滤波器
GMSK信号出 FM调制器 调制指数h(0.4～0.7)
ˇ
4.3 频带数字信号的无线传播
4.3.1 时变多径信道特性


4.3.2 分集接收技术
4.3.1

时变多径信道特性
当信号在信道中进行传输时，它不可避免的会发生传输时 延（信号在收、发两端之间进行传输需要时间）、衰减 （由于信道特性不理想，信号在其中传输产生线性失真， 发生能量损耗，主要表现为幅度减小等）、失真（由于信 道特性不理想，使信号在传输中产生非线性失真，表现为 波形畸变、频谱改变等）等变化。 一．时变多径信道 各种用于数字信号传输的无线信道有两种基本的特征， 其中一种是传输信号通过多条具有不同时延的传输路径到 达接收端。在传输一个宽度极窄的脉冲时，由于多散射特 征引起的不同时延导致了接收信号在时间上的扩展，称这 种信道为时间弥散信道。
c
t 输出
移相 sin
＋
ct
bБайду номын сангаас
×
× cos c t sin c t × 载波 恢复
低通 滤波
抽样 判决
a
输入
带通 滤 波器
位 定时
并 /串 变 输 出 换 抽样 判决
低通 滤波
b

（2）4DPSK/QDPSK信号的调制和解调
c a 输入 串 /并 变 换 b d 码变换 载波 振荡
－
比 接收机
接收机
较 器
(a) 空 间 分集
存储器
(c) 时 间
发射机1
接收机1
分集
发射机2
接收机2
(b)频率
1．空间分集 空间分集的依据在于衰落的空间独立性，即在任意两个不同的位 置上接收同一个信号，只要两个位置的距离大到一定程度，则两 处所收信号的衰落是不相关的（独立的）。 实际中，空间分集常通过采用多重天线来实现，如发送端用单个 天线发射，而接收端则用多个分隔足够远的天线接收。 2．频率分集 由于频率间隔大于相干带宽的两个信号所遭受的衰落可以认为是 不相关的，因此可以用两个以上不同的频率传输同一信息（即前 面所介绍的多载波调制）以实现频率分。 这样的频率分集需要用两部以上的发射机同时发送同一信号，并 在接收端要用两部以上的独立接收机来接收信号。它不仅使设备 复杂，而且在频谱利用方面也很不经济。 3．时间分集 同一信号在不同的时间区间多次重发，只要各次发送的时间间 隔不小于信道相干时间，那么各次发送信号所出现的衰落将是彼 此独立的，接收机将重复收到的同一信号进行合并，就能减小衰 落的影响。
－A
t
1 0 0 1 1 0
Ts A O
－A
t
1 1 0 1 0 1
4.1.2 多进制数字调制
1．多进制数字振幅调制MASK
B( t)
(a )
0 1 3 2 0 1 T 2 0
s
3 0 1 t
s 4ASK ( t)
(b )
0
t
s 0 ( t) s 1 ( t)
0 0 t
t
(c )
s 2 ( t)
0 t
一．分集技术


分集接收技术包括两个方面：首先是如何把接收到的多径信号分 离成独立的多路信号，即分集；其次，还要考虑怎样将这些多路 分离信号的能量按一定规则合并起来，使接收的有用信号能量最 大，以降低衰落的影响，这就是合并。 根据提供给接收机各路信号的不同方式，可把分集技术具体划分 为频率分集、时间分集和空间分集三种。
s1(t)匹配滤波器 S2(t)匹配滤波器 输入s(t)
比 判决 较
输出s0(t)
SM(t)匹配滤波器


4.4.2最小均方误差接收机
最小均方误差原则指在输出信号与各个可能发送信号的均 方差值中，与实际发送信号的均方差值最小。
平方 －s1(t) s1(t) 比较判决 s2(t) 平方 积分 积分

4.3.2 分集接收技术

分集接收技术是通信中的一种用相对较低费用就可以大幅度地改 进无线通信的性能的有效接收技术，适用范围较广。它通过查找 和利用无线传播环境中独立的多径信号来实现的。 分集技术的基本思路是将接收到的多径信号分离成独立的多路信 号，然后将这些多路分离信号的能量按一定规则合并起来，使接 收的有用信号能量最大，使接收的数字信号误码率最小。


二．合并 合并就是将接收端收到的L条相互独立的支 路信号用适当的方式组合叠加，以减小衰 落的影响。实际数字通信系统中，一般都 采用线性合并的方式，把输入的L路独立衰 落信号通过加权相加后输出。按照加权系 数的不同选取方法，有选择合并、最大比 值合并和等增益合并三种合并方式。
4.4 最佳接收机


无线信道的第二种特征是传输介质结构随 时间而变化。如果多次重复进行窄脉冲传 输试验，将会发现由于传输介质的物理结 构变化而引起接收信号的改变，这些改变 包括多散射信号的相对时延。 由于信道使用者一般不能预测接收信号随 时间的变化．因此需要使用统计特性来描 述随时间变化的多径信道；为了获得信道 的统计描述，首先考虑未调制载波的传输 情况。
TB
0
输入s(t)
180° 180°
输出s0(t)
－s2(t)

TB
0


4.4.3 最小错误概率接收
最小错误概率接收准则就是指使接收端判决恢复原始发送信 码时的误判概率达到最小。
判决为S2 判决为S1
f(x/s2)
f(x/s1)
2 3 VT
1 x 最佳门限
s1(t) 积分 输入x(t)

TB
0
1．振幅键控2ASK
振幅键控使正弦载波的幅度随数字基带信号而变化，时域表示和 波形如下。
s2 ASK (t )
1 s (t ) Tb 载波信号 t t 0
a
n
1
n
g (t nTS ) cos wc t
1 0 0 1
2ASK信号 t
3．二进制移相键控（2PSK） 4．差分相移键控
Ts A O
移相 4 输出 ＋
＋
移相 4
低通 滤波 cos c t sin c t 低通 滤波 载波 恢复
抽样 判决 码反变 换 抽样 判决 并 /串 变 换 输出
输入
带通 滤波
位定时
低 通 滤 波
抽 样 判 决
输 入
带 通 滤 波
延 迟T s
移 相
位 定时
并 /串 变 换
输 出
低 通 滤 波
s 3 ( t)
0 t
2．多进制数字频率调制MFSK 3．多进制数字相位调制MPSK （1）4PSK/QPSK的调制和解调

输入
串 /并 变换
逻辑选相 电路 4 5° 1 35 ° 2 25 ° 3 15 ° 四相载波产生 器
带通 滤波器
输出
a 载波 振荡 输入 串 /并 变换 － 2
× c os
第4章
4.1
数字信号的频带传输
基本数字调制信号 4.2 最小频移键控和高斯滤波最小 频移键控 4.3 频带数字信号的无线传播 4.4 最佳接收机
4.1 基本数字调制信号

4.1.1 二进制数字调制

4.1.2 多进制数字调制
4.1.1 二进制数字调制
当基带信号为二进制时，所进行的数字调制就是二进制数字调制， 常见的有二进制振幅键控2ASK、频移键控2FSK和相移键控2PSK 及差分相移键控2DPSK。

4.4.1 最大输出信噪比准则和匹配滤波接收机 4.4.2最小均方误差接收机 4.4.3 最小错误概率接收 4.4.4 最大后验概率接收