（4）MSK信号的解调

　　MSK信号的解调与FSK信号相似，可以采用相干解调，也可以采用非相干解调。图6-7-4给出了一种采用延时判决的相干解调原理方框图。关于相干解调的原理与2FSK信号时没有什么区别。这里，重点讨论延时判决法的原理。下面我们举例说明在http://col.njtu.edu.cn/zskj/5017/txyl/tximages/txich6/txequ6/txequ65/equ6556.gif时间内判决出一个码元信息的基本原理。

http://col.njtu.edu.cn/zskj/5017/txyl/tximages/txich6/txtu6/tu652.gif

图6-7-4 MSK信号相干解调原理方框图(http://col.njtu.edu.cn/zskj/5017/txyl/txwebtu/darrow.gif动画练习)

　　设http://col.njtu.edu.cn/zskj/5017/txyl/tximages/txich6/txequ6/txequ65/equ6556.gif时间内，则MSK的的变化规律可用图6-7-4表示，在时刻，的可能相位为0、。现如果把这时的接收信号与相干载波相乘，则相乘输出为

http://col.njtu.edu.cn/zskj/5017/txyl/tximages/txich6/txequ6/txequ65/equ6564.gif

滤掉高频分量，可得

http://col.njtu.edu.cn/zskj/5017/txyl/tximages/txich6/txequ6/txequ65/equ6565.gif
http://col.njtu.edu.cn/zskj/5017/txyl/tximages/txich6/txequ6/txequ65/equ6566.gif

http://col.njtu.edu.cn/zskj/5017/txyl/tximages/txich6/txtu6/tu653.gif

图6-7-5 MSK信号在http://col.njtu.edu.cn/zskj/5017/txyl/tximages/txich6/txequ6/txequ65/equ6556.gif内的相位变化及相干解调的输出波形

　　由图6-7-5(a)中可知:

• 当输入数据为11或10时，http://col.njtu.edu.cn/zskj/5017/txyl/tximages/txich6/txequ6/txequ65/sinsitat.gif为正极性;
• 当输入数据为00或10时，http://col.njtu.edu.cn/zskj/5017/txyl/tximages/txich6/txequ6/txequ65/sinsitat.gif为负极性;

　　http://col.njtu.edu.cn/zskj/5017/txyl/tximages/txich6/txequ6/txequ65/vt.gif经抽样判决后为正极性，则可断定数字信息不是“11”就是“10”,于是可判定第一个比特为“1”，而第二个比特等下一次再作决定。这里，利用了第二个码元提供的条件，所以判决的第一个码元所含信息的的正确性就有所提高。这就是延时判决法的基本含义。
　　从图6-7-4可以看出，输入MSK信号同时与两路的相应相干载波相乘， 并分别进行积分判决。这里的积分判决是交替工作的，每次积分时间为http://col.njtu.edu.cn/zskj/5017/txyl/tximages/txich6/txequ6/txequ65/equ6568.gif
进行，两者相差http://col.njtu.edu.cn/zskj/5017/txyl/tximages/txich6/txequ6/txequ61/ts.gif。

（5）MSK信号的功率谱

　　MSK信号的时域表达式:

http://col.njtu.edu.cn/zskj/5017/txyl/tximages/txich6/txequ6/txequ65/equ6512.gif

　　MSK信号的功率谱密度可表示为

http://col.njtu.edu.cn/zskj/5017/txyl/tximages/txich6/txequ6/txequ65/equ6569.gif

　　其归一化功率谱密度如图6-7-6所示。与2PSK相比较可以看出:

http://col.njtu.edu.cn/zskj/5017/txyl/tximages/txich6/txtu6/tu660.gif

图6-7-6 MSK与2PSK信号的归一化功率谱

(1) MSK信号的功率谱更加紧凑，并且它的第一个零点是在http://col.njtu.edu.cn/zskj/5017/txyl/tximages/txich6/txequ6/txequ65/equ6571.gif处。这表明MSK信号功率谱的主瓣所占的频带宽度比2PSK信号窄;在主瓣带宽之外，功率谱旁瓣的下降也更迅速。即MSK信号的功率主要包含在主瓣之内。 因此，MSK信号比较适合在窄带信道中传输，对邻道的干扰也较小。

(2)由于MSK信号占用带宽窄，故MSK信号的抗干扰性能要优于2PSK。这就是目前广泛采用MSK调制的原因。

(3)然而，在某些通信场合，如移动通信中，对信号带外辐射功率的限制十分严格，要求对邻近信道的衰减达70dB～80dB以上。因此，近来对MSK信号作些改进，如改进两正交支路的加权函数，称为“高斯最小频移键控”GMSK调制方法等。

高斯最小移频键控(GMSK)方式

　　MSK调制的主要优点是信号具有恒定振幅和信号功率谱密度在主瓣外衰减得较快。然而，在某些通信场合，如移动通信中，对信号带外辐射功率的限制十分严格，要求对邻近信道的衰减达70dB～80dB以上。因此，近来对MSK信号作些改进，如改进两正交支路的加权函数，称为“高斯最小频移键控”GMSK调制方法等。

• GMSK的实现:

http://col.njtu.edu.cn/zskj/5017/txyl/tximages/txich6/txtu6/tu654.gif

图6-7-8 GMSK调制的原理方框图

　　GMSK是在MSK调制器之前加上一个高斯低通滤波器，为了抑制高频成分、防止过量的瞬时频率偏移以及进行相干检波，图中的高斯低通滤波器必须能满足下列要求:

(1) 带宽窄，且是锐截止的
(2) 具有较低的过冲脉冲响应;
(3) 能保持输出脉冲的面积不变。

• GMSK的功率谱密度

　　GMSK的功率谱密度如图6-7-9所示，图中的横坐标为归一化频率，纵坐标为功率谱密度，参变量为高斯低通滤波器的归一化3dB带宽与码元宽度http://col.njtu.edu.cn/zskj/5017/txyl/tximages/txich6/txequ6/txequ61/ts.gif的乘积。的曲线是MSK信号的功率谱密度。从图中可以看出，GMSK信号的频谱随着值的减小而更为紧凑。
　　这里注意，GMSK信号频谱特性的改善是通过降低误比特率性能换来的。高斯低通滤波器的带宽越窄，输出功率谱就越紧凑，误比特率性能变得越差。不过，当http://col.njtu.edu.cn/zskj/5017/txyl/tximages/txich6/txequ6/txequ65/equ6575.gif时，误比特率性能下降并不严重。

http://col.njtu.edu.cn/zskj/5017/txyl/tximages/txich6/txtu6/tu665.gif

图6-7-9 GMSK信号的功率谱密度

 

（6）MSK信号的特点:

由以上讨论可以看出，MSK信号具有以下特点:

(1) 已调信号的振幅是恒定的;

(2) 信号的频率偏移严格地等于http://col.njtu.edu.cn/zskj/5017/txyl/tximages/txich6/txequ6/txequ65/equ6542.gif;

(3) 以载波相位为基准的信号相位在一个码元期间内准确地线性变化http://col.njtu.edu.cn/zskj/5017/txyl/tximages/txich6/txequ6/txequ65/equ6543.gif;

(4) 在一个码元期间内，信号应包括四分之一载波周期的整数倍;

(5) 在码元转换时刻信号的相位是连续的，或者说，信号的波形没有突跳。