通信工程师终端与业务频率调制技术

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1.2.2 频率调制技术
目前，许多实际的移动通信系统都使用频率调制方法，不管调制信号如何改变，载波的幅度是恒定的。恒包络调制具有可以满足多种应用环境的优点：
(1)可以使用功率效率高的C类放大器，不会使信号占用的频谱增大；
(2)带外辐射低，可达－60dB到－70dB；
(3)可用限幅器－鉴频器检测，从而简化接收机的设计，并能很好地克服随机噪声和有瑞利衰落引起的信号波动。但恒包络调制占用的带宽比线性调制的大。典型的频率调制技术有：
(1)二进制频移键控(BFSK)调制

在BFSK调制中，幅度恒定不变的载波信号频率随着两个信息状态改变(1或0)而切换。常用的产生FSK信号的方法是使用信号波形对单一载波振荡器进行频率调制。类似于产生模拟FM信号，只是调制信号为二进制波形，载波相位函数与调制信号的积分成比例，因而是连续的，但是非线形的。
由于FSK信号的复包络是调制信号的非线性函数，所以确定FSK信号的频谱相当困难。BFSK信号可以采用相干或非相干的检测方法。
　　(2)最小频移键控(MSK)调制

MSK是一种特殊的连续相位的频移键控(CPFSK)调制技术，其最大频移为数据比特率的1/4，也就是说，MSK是调制系数为0.5的连续相位FSK调制。因此，MSK是一种高效的调制方法，具有恒包络、频谱利用率高、误比特率低和自同步等特点，特别适合在移动通信系统中使用。实际上，MSK信号可以看成是一类特殊形式的OQPSK，它用半正弦脉冲代替了OQPSK中的基带矩形脉冲。MSK信号也可看成是一种特殊形式的连续相位FSK信号。因而，MSK信号有多种表达形式。
(3)高斯最小频移键控(GMSK)调制
GMSK调制是由MSK演变而来的一种简单的二进制调制方法。由于脉冲成型并不会引起平均相位曲线的偏离，GMSK信号可以作为MSK信号进行相干检测，或者作为一个简单的FSK信号进行非相干检测。尽管预调制高斯滤波器在发射信号中会引起符号间的干扰。但如果滤波器的3dB带宽与数据比特周期的乘积(BT)大于0.5，其BER性能的下降并不严重。因此，GMSK调制是以牺牲BER性能而得到良好的功率效率和频谱效率，倍受第2代移动通信系统GSM青睐，并为第3代移动通信系统TD－CDMA的标准化建议采用。GMSK的预调制高斯滤波器可以由BT完全确定。因此，习惯上使用BT乘积来定义GMSK，BT越小，因符号间干扰造成的系统性能下降越多。GMSK的误码率是BT的函数，在BT=0.5887时，由滤波器引起的符号间干扰造成的系统BER性能下降值最小，所需要的信噪比仅增加0.14dB。

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