武警工程大學(xué)信息工程系 謝躍輝

兩種MSK信號(hào)解調(diào)方法性能比較

武警工程大學(xué)信息工程系 謝躍輝

介紹了最小頻移鍵控MSK正交實(shí)現(xiàn)，分析并比較了MSK延遲碼元差分檢測(cè)法與碼元內(nèi)差分?jǐn)?shù)字解調(diào)兩種方法，仿真證明在不同信噪比條件下后者具有更低的誤碼率和更好的解調(diào)效果。

MSK調(diào)制信號(hào)；差分檢測(cè)法；碼元內(nèi)差分?jǐn)?shù)字解調(diào)；誤碼率

0　引言

MSK調(diào)制信號(hào)作為一種連續(xù)相位調(diào)制方式，具有抗非線(xiàn)性失真能力強(qiáng)、頻帶利用率高和設(shè)備實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，是一種重要的數(shù)字調(diào)制方式，廣泛應(yīng)用于數(shù)字通信系統(tǒng)。調(diào)制解調(diào)算法是衡量信號(hào)處理工作性能的一個(gè)重要指標(biāo)。MSK調(diào)制信號(hào)的一般調(diào)制方法有：調(diào)頻器產(chǎn)生和正交法，解調(diào)有延遲碼元差分解調(diào)［1］、相干解調(diào)［2］、差分軟解調(diào)［3］和差分?jǐn)?shù)字解調(diào)［4］等。

1. 信號(hào)調(diào)制

2. 信號(hào)解調(diào)

2.1相干解調(diào)法

相干解調(diào)的關(guān)鍵在于本地載波的提取。MSK調(diào)制信號(hào)中不含有載波的獨(dú)立頻率成分，只能通過(guò)相關(guān)處理才能得到：將信號(hào)進(jìn)行平方而后進(jìn)行二分頻和移相［7］。相干解調(diào)對(duì)載波要求較高，故一般不采用相干解調(diào)法。

2.2差分檢測(cè)法

MSK信號(hào)也可以表示為：

式（2）經(jīng)過(guò)運(yùn)算得到：

2.3數(shù)字差分解調(diào)

數(shù)字差分解調(diào)［4］與差分檢測(cè)法不同在于前者是在一個(gè)符號(hào)之內(nèi)延遲若干個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行差分運(yùn)算，而后者是延遲一個(gè)碼元。數(shù)字差分解調(diào)需用載波提取基帶信號(hào)，但是相比較于相干解調(diào)，其對(duì)載波的頻偏和相位偏移不敏感，對(duì)載波要求更低，有更好的解調(diào)效果。其解調(diào)流程圖為：

圖1 差分?jǐn)?shù)字解調(diào)流圖

差分?jǐn)?shù)字解調(diào)的具體步驟為接收信號(hào)與載波相乘，經(jīng)過(guò)去載波和低通濾波之后得到上下兩支路的基帶信號(hào)，分別為：

圖2 差分檢測(cè)誤碼率

圖3 差分?jǐn)?shù)字解調(diào)誤碼率

3. 實(shí)驗(yàn)仿真

通過(guò)比較上面仿真結(jié)果可以看到，隨著信噪比越來(lái)越高，碼元內(nèi)差分解調(diào)比差分檢測(cè)法誤碼率更接近于誤碼率理論值，有更好的解調(diào)效果。由于碼元內(nèi)差分解調(diào)在時(shí)間上延遲幾個(gè)抽樣點(diǎn)，當(dāng)前碼元的判決不需要其它的碼元參與，無(wú)碼元誤差擴(kuò)散，所以相較于差分檢測(cè)法有更優(yōu)的解調(diào)性能。

4. 結(jié)論

差分檢測(cè)法不需要提取相干載波，節(jié)省開(kāi)支，易于實(shí)現(xiàn)；碼元內(nèi)數(shù)字差分解調(diào)需要載波，但是對(duì)于載波的要求相對(duì)于相干解調(diào)較低，對(duì)于載波的頻偏和相位偏移均不敏感，運(yùn)算量小，容易實(shí)現(xiàn)，但是對(duì)于碼元同步有更嚴(yán)格的要求。在不同的信噪比條件下，差分?jǐn)?shù)字解調(diào)誤碼率更低，具有更好的解調(diào)效果。

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