Частотная манипуляция с минимальным сдвигом
Частотная манипуляция с минимальным сдвигом
(MSK – minimum shift keying)
Демодуляция сигнала с частотной манипуляцией (FSK) осуществляется обычно некогерентно с использованием корреляционного приемника. При этом должно выполняться условие ортогональности сигналов Δf=m/Ts, где Δf - разность частот, Ts – длительность символа, индекс модуляции m- целое число.
При двоичной FSK частот две и полоса сигнала минимальна, если m=1: Δf=1/Tb (Tb- длительность бита) Используя когерентную демодуляцию, полосу сигнала можно уменьшить в 2 раза, не снижая скорости передачи данных, т.к. условие ортогональности сигналов выполняется при m=0,5. Такой вариант модуляции называют частотной модуляцией с минимальным частотным сдвигом (MSK). В этом случае девиация частоты fd=1/(4Tb) и сигнал можно представить как
т.е. суммой квадратурных составляющих с амплитудами I =Acosωdt и Q =A sinωdt.
Модуляцию MSK можно считать квадратурной модуляцией со сдвигом, в которой амплитуды синфазной и квадратурной составляющих изменяются по синусоидальному закону, а знак амплитуд определяется значениями бит двоичной последовательности. Зависимость частоты и фазы суммарного сигнала от содержания двух соседних бит bI, bQ представлена в таблице:
| bI | Рекомендуемые материалыТехническое задание FREE Маран Программная инженерия -18% Курсовой проект по деталям машин под ключ -9% Все лабораторные под ключ! КМ-1. Комбинационные логические схемы + КМ-2. Комбинационные функциональные узлы и устройства + КМ-3. Проектирование схем -38% Высшая математика колекция bQ | S(t) | частота | фаза |
| 1(+) | 1(+) | Acos(ω0 -ωd) | ω0 -ωd | 0 |
| 1(+) | 0(-) | Acos(ω0 +ωd) | ω0 +ωd | 0 |
| 0(-) | 1(+) | -Acos(ω0 +ωd) | ω0 +ωd | π |
| 0(-) | Рекомендуем посмотреть лекцию "21 Перечисляемый тип данных". 0(-) | -Acos(ω0 -ωd) | ω0 -ωd | π |
Дадим другое объяснение выигрыша от использования модуляции MSK . Ширина спектра определяется полосой модулирующего сигнала. При квадратурной модуляции модулирующий сигнал – прямоугольные импульсы. Заменив прямоугольные импульсы синусоидальными импульсами и тем самым сгладив фронты сигналов, можно сузить спектр сигнала, не изменяя скорости передачи данных. Еще больше сужается спектр, когда прямоугольный модулирующий импульс заменяется гауссовским в модуляции GFSK.
Спектр сигнала MSK спадает быстрее, чем спектр сигнала QPSK , но первый лепесток спектра шире (на 50 %).
