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        兩種MSK信號(hào)解調(diào)方法性能比較

        2016-10-13 01:14:50武警工程大學(xué)信息工程系謝躍輝
        電子世界 2016年17期
        關(guān)鍵詞:信號(hào)

        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。

        [1]蔣青,呂翊.最小頻移鍵控信號(hào)的檢測(cè)和誤碼性能分析[J].信息技術(shù),2003,27(12):38-40.

        [2]胡敏.MSK數(shù)字化調(diào)制解調(diào)技術(shù)研究[D].湖南:中南大學(xué),2007:13.

        [3]趙旦峰,朱鐵林,薛睿.迭代系統(tǒng)中差分MSK軟解調(diào)算法[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用,2011,47(27):129-131.

        [4]張幼明,賈建祥.MSK 信號(hào)的差分?jǐn)?shù)字解調(diào)方法[J].艦船電子工程,2008,11:77-79.

        [5]周炯集,龐沁華,續(xù)大我等.通信原理(第3版)[M].北京:北京郵電大學(xué)出版社,2008:245.

        [6]樊昌信,曹麗娜.通信原理(第6版)[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2012:247.

        [7]趙雪.MSK信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)[M].北京:北京郵電大學(xué),2013:35.

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