平滑調頻（TFM）是一種新型的用於數據傳輸的調製技術，其主要特點是帶外輻射小、頻帶利用率高。
傳統的相位鍵控（PSK）調製方式相位不連續，在相位跳變點附近高頻含量高，頻譜集中度不太好；與之相比，平滑調頻的相位連續，頻譜更向中心頻率點附近集中，信號頻寬相對節約，故能很好地套用於窄帶數據傳輸。
| 中文名稱 | 平滑調頻 |
| 英文名稱 | tamed frequency modulation;TFM |
| 定 義 | 調製信號的相位變化平滑連續的頻率調製方式。 |
| 套用學科 | 通信科技（一級學科），移動通信（二級學科） |
基本介紹
- 中文名：平滑調頻
- 外文名：Tamed Frequency Modulation
- 簡稱：TFM
概述,特點,相位特性,調製與解調,套用與展望,
概述
平滑調頻（TFM）是一種新型的用於數據傳輸的調製技術，其主要特點是帶外輻射小、頻帶利用率高。傳統的相位鍵控（PSK）調製方式相位不連續，在相位跳變點附近高頻含量高，頻譜集中度不太好；與之相比，平滑調頻的相位連續，頻譜更向中心頻率點附近集中，信號頻寬相對節約，故能很好地套用於窄帶數據傳輸。微波直接序列擴頻通信系統中，TFM與自適應陷波技術相配合，可以極大增強通信系統對敵方窄帶干擾的抑制度，從而在複雜惡劣的電磁環境中保持己方通信暢通。
利用正弦頻移鍵控SFSK平滑了MSK相位軌跡中的尖角，這是通過在一個碼元時間內將正弦波疊加於（線性）相位軌跡上去實現的。問題是在SFSK波形中，在每碼元中點附近，其相位軌跡變化超過了MSK，故而導致SFSK頻譜主瓣寬度超出了MSK。為此提出其改進型，即平滑調頻（TFM），其做法是保留SFSK相位軌跡在碼元轉換點上變化率為0的優點，同時設法減少相位軌跡在一個碼元內各時刻的斜率，使頻譜滾降加快，帶外輻射減小，從而使信號頻譜主瓣變窄（幾乎沒有旁瓣）
實現TFM調製技術有些複雜。基本做法是，先使雙極性不歸0源碼波形序列經過一個所謂“預調製（相關編碼）濾波器”，而這種基帶濾波特性是按消除ISI奈奎斯特第三準則設計的。
TFM信號出了在技術上稍加複雜外，尚付出了信噪比代價，它與QPSK，MSK及SFSK相比，信噪比犧牲1dB左右（即降低20%左右）。如一般在0.00001-0.0000001範圍內的誤比特率標準時，利用TFM的誤比特率可能會高出近一個數量級，不過它的優點更為主要。
特點
平滑調頻（TFM）是一種窄帶數字調頻方式，它具有如下主要特點：
（1）發射頻譜窄，帶外輻射小；
（2）誤碼率BER對E0/N0（每比特信號能量與噪聲密度之比）的特性良好，便於實現低功率傳輸並有利於頻道的重複使用。
（3）已調信號具有恆副包絡，使用C類放大器時不影響頻譜，有利於提高發射機效率。
相位特性
平滑調頻屬於連續相位恆模調製技術（CPM）的一種。CPM是一類有記憶的非線性調製方式。其載波相位表示如式。
式中，{Ik}是M元信息符號序列，{hk}是調製指數序列，q(t)是某個歸一化波形，T為碼元寬度。
之所以說CPM信號具有記憶性，就是由相位連續性所引入的。若以G(w)表征g(t)的傅立葉變換，則針對於TFM，G(w)稱為基帶預調製濾波器，它由兩部分組成：平滑濾波器F(w)、第Ⅱ類部分回響信號的編碼電路H(w)。它們對應的衝激回響分別為f(t)、h(t)。其中f(t)滿足奈奎斯特第三準則1。
調製與解調
平滑調頻的調製過程可採用調頻方法和正交調製方法實現，用調頻方法實現調製過程的原理框圖如下。
原始信息序列經差分編碼器編碼輸出後通過基帶預調製濾波器，輸出的信號再經過頻率調製器，最後得到TFM信號的已調波。平滑調頻信號經常採用正交相干解調器解調，這種解調方法簡便易實現，軟硬體開銷都不太大，且解調輸出誤碼性能指標良好。
TFM信號的正交相干解調器框圖列示如圖2所示。接收機前端來的TFM信號分別與相干載波相乘，經過低通濾波器後分別得到基帶信號。上下兩路的取樣判決是交錯進行的。
兩路信號在被取樣、判決（門限值為0）以及差分解碼以後，再經過交替門即可恢復原來的傳送數據。TFM的功率利用率和MSK信號相差不多，雖然誤碼性能比MSK大約差1dB左右，但是其頻譜集中度好，信號占用頻寬資源很少，因此被公認為是移動通信中比較好的數字調製方式之一。
套用與展望
目前綜合抗干擾技術體制及新技術得到了廣泛套用。外軍採用綜合抗干擾體制及技術的典型標誌之一是跳頻、直擴和跳時三種基本抗干擾體制的組合套用。平滑調頻技術以其獨特的相位及頻譜特性，非常適合與擴頻技術、自適應陷波技術相結合套用於寬頻帶戰術電台，這樣不但可以提高擴頻增益，而且可以使自適應技術增強穩定性從而發揮更大效用。
