QPSK和MSK是兩種比較典型的通信調制方式,以PSK為代表的QPSK、16QAM、64QAM是寬帶通信常用的調制方式,具有較高的頻譜利用率、較強的抗干擾性、高峰均比等特性;
GMSK是窄帶通信常用的調制方式,有好的功率頻譜特性,相較其他恒包絡調制有更窄的帶寬;
本文來對比兩種典型的寬窄帶調制方式的時域和頻率的區別。
1.QPSK
QPSK是英文Quadrature Phase Shift Keying的縮略語簡稱,意為正交相移鍵控,是一種數字調制方式。
中國式3G制式(CDMA2000,WCDMA,TD-SCDMA)均在下行鏈路采用QPSK調制。
QPSK是在M=4時的調相技術,它規定了四種載波相位,分別為45°,135°,225°,315°,調制器輸入的數據是二進制數字序列,為了能和四進制的載波相位配合起來,則需要把二進制數據變換為四進制數據,這就是說需要把二進制數字序列中每兩個比特分成一組,共有四種組合,即00,01,10,11,其中每一組稱為雙比特碼元。每一個雙比特碼元是由兩位二進制信息比特組成,它們分別代表四進制四個符號中的一個符號。
2.GMSK
GMSK調制技術是從MSK(Minimum Shift Keying)調制的基礎上發展起來的一種數字調制方式,其特點是在數據流送交頻率調制器前先通過一個Gauss濾波器(預調制濾波器)進行預調制濾波,以減小兩個不同頻率的載波切換時的跳變能量,使得在相同的數據傳輸速率時頻道間距可以變得更緊密。由于數字信號在調制前進行了Gauss預調制濾波,調制信號在交越零點不但相位連續,而且平滑過濾,因此GMSK調制的信號頻譜緊湊、誤碼特性好。
2G時代的GSM采用的就是GMSK調制方式。
3.兩種調制方式的時域對比
先看時域,時域采用了兩個顯示,一個眼圖,一個示波器顯示。下圖是示波器顯示結果,左圖為QPSK,右圖為GMSK。兩個調制方式速率相同。
從上圖可以看出,QPSK的相位不連續,包絡不恒定。這里大家可能會有疑問,從坐標圖上來看,QPSK幅度是相同的,為什么在時域上看又不恒定了。前面有篇文章有講。通信的調制技術
因為從01變到10時需要經過00點,幅度瞬間為0,這樣就產生了峰均比。
GMSK從時域上看,幅度相同,相位連續。
頻域
下圖為頻域的對比,左圖為QPSK,右圖為GMSK。從圖中可以看出QPSK的帶寬更窄一些,從波形形狀上來看,區分不出。
總結
GMSK等恒包絡調制波形在PAPR、ACLR、調制/解調復雜度等方面有較大優勢。QAM等調制方式有更好的頻譜利用率。
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:QPSK和GMSK的時域頻域對比
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