两种MSK信号解调方法性能比较

武警工程大学信息工程系 谢跃辉

两种MSK信号解调方法性能比较

武警工程大学信息工程系 谢跃辉

介绍了最小频移键控MSK正交实现，分析并比较了MSK延迟码元差分检测法与码元内差分数字解调两种方法，仿真证明在不同信噪比条件下后者具有更低的误码率和更好的解调效果。

MSK调制信号；差分检测法；码元内差分数字解调；误码率

0　引言

MSK调制信号作为一种连续相位调制方式，具有抗非线性失真能力强、频带利用率高和设备实现简单等特点，是一种重要的数字调制方式，广泛应用于数字通信系统。调制解调算法是衡量信号处理工作性能的一个重要指标。MSK调制信号的一般调制方法有：调频器产生和正交法，解调有延迟码元差分解调［1］、相干解调［2］、差分软解调［3］和差分数字解调［4］等。

1. 信号调制

2. 信号解调

2.1相干解调法

相干解调的关键在于本地载波的提取。MSK调制信号中不含有载波的独立频率成分，只能通过相关处理才能得到：将信号进行平方而后进行二分频和移相［7］。相干解调对载波要求较高，故一般不采用相干解调法。

2.2差分检测法

MSK信号也可以表示为：

式（2）经过运算得到：

2.3数字差分解调

数字差分解调［4］与差分检测法不同在于前者是在一个符号之内延迟若干个采样点进行差分运算，而后者是延迟一个码元。数字差分解调需用载波提取基带信号，但是相比较于相干解调，其对载波的频偏和相位偏移不敏感，对载波要求更低，有更好的解调效果。其解调流程图为：

图1 差分数字解调流图

差分数字解调的具体步骤为接收信号与载波相乘，经过去载波和低通滤波之后得到上下两支路的基带信号，分别为：

图2 差分检测误码率

图3 差分数字解调误码率

3. 实验仿真

通过比较上面仿真结果可以看到，随着信噪比越来越高，码元内差分解调比差分检测法误码率更接近于误码率理论值，有更好的解调效果。由于码元内差分解调在时间上延迟几个抽样点，当前码元的判决不需要其它的码元参与，无码元误差扩散，所以相较于差分检测法有更优的解调性能。

4. 结论

差分检测法不需要提取相干载波，节省开支，易于实现；码元内数字差分解调需要载波，但是对于载波的要求相对于相干解调较低，对于载波的频偏和相位偏移均不敏感，运算量小，容易实现，但是对于码元同步有更严格的要求。在不同的信噪比条件下，差分数字解调误码率更低，具有更好的解调效果。

［1］蒋青，吕翊.最小频移键控信号的检测和误码性能分析［J］.信息技术，2003，27（12）：38-40.

［2］胡敏.MSK数字化调制解调技术研究［D］.湖南：中南大学，2007：13.

［3］赵旦峰，朱铁林，薛睿.迭代系统中差分MSK软解调算法［J］.计算机工程与应用，2011，47（27）：129-131.

［4］张幼明，贾建祥.MSK 信号的差分数字解调方法［J］.舰船电子工程，2008，11：77-79.

［5］周炯集，庞沁华，续大我等.通信原理（第3版）［M］.北京：北京邮电大学出版社，2008：245.

［6］樊昌信，曹丽娜.通信原理（第6版）［M］.北京：国防工业出版社，2012：247.

［7］赵雪.MSK信号的调制与解调［M］.北京：北京邮电大学，2013：35.