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MSK调制仿真通信课设汇总.docx
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沈阳理工大学通信系统课程设计报告
MSK 调制仿真
1.课程设计目的
(1)加深对 MSK 基本理论知识的理解。
(2)培养独立开展科研的能力和编程能力。
(3)研究 MSK 连续相位技术,通过 MATLAB 软件对其进行仿真观察其调制
过程。
2.课程设计要求
(1)分有噪声和无噪声两种情况给出 MSK 已调信号的时域波形、频谱(功
率谱)。
(2)对上述图进行必要的分析,以得出 MSK 的相关结论。
3.相关知识
数字调制是数字信号转换为与信道特性相匹配的波形的过程。调制波是二进
制(或M进制)的已编码的数字基带码流。调制的过程就是输入数据控制(键控)
载波的幅度、频率和相位。MSK 是在数字调制技术上发展起来的。它是二进制连
续相位频移键控(CPFSK)的一种特殊情况。
3.1 最小频移键控
频移键控和相位键控一样,由于调制信号包络恒定,有利于在非线性的信道
中传输。 MSK是二进制连续相位 FSK 的一种特殊情况,有时叫做快速频移键控
(FFSK),有时也叫做最小频移键控(MSK)。这两种名称的侧重点不同:MSK 的
“最小(minimum)”二字指的是这种调制方式能以最小的调制指数( h=0.5)获
得正交的调制信号,而FFSK 的“快速”二字指的是对于给定的频带,它能比BPSK
传输更高速率的数据。
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式中相位ϕ(t )是时间t 的连续函数,标称载频fc是f2和f1的算术平均值,
式中,频率f2代表所传输数字序列{ak}中符号“1”,f1代表符号“-1”。(实
际上传输数字序列{ak}中符号“1”和“-1”,相当于二进制数据中的“1”和“0”,
如图3-2)。
这样CPFSK信号用以下形式区分符号“1”和“-1”:
保证t=kTb时相位连续而加入的相位常数。调制指数为:
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3
沈阳理工大学通信系统课程设计报告
3.3MSK 调制的特点
最小频移键控(MSK)有时也称做快速频移键控(FFSK)。这种调制可以看成
是调制指数为0.5 的连续相位二进制频移键控。MSK 具有如下特点:
1.恒定包络,允许用非线性幅度饱和器件放大。
2.连续相位,使得功率谱密度按f-4速率降低。功率谱在主瓣以后衰减得较
快。
3.在码元转换时刻,信号的相位是连续的,或者说,信号的波形没有突变。
4.码元转换可在瞬时幅度为零时发生,从而使调制器开关过程的波形失真最
小。
5.频谱带宽窄,99%的能量集中在1.15/Tb的带宽内,从而可允许带通滤波
器带宽较窄。与QPSK相比,MSK具有较宽的主瓣,其第一个零点出现在0.75fs处,
而QPSK的第一个零点出现在0.5fs处。由于信号能量在0.75fs之外下降很快,所
以典型带宽取0.75fs即可。由于上述特点及恒定包络特点,MSK信号在幅度和频
率受限时能量损失不大。
4.课程设计分析
实现MSK调制过程为:先对输入基带信号进行差分编码;再将差分编码输出
数据用串并变换器分成I、Q 两路,并相互交错一个码元宽度;用加权函数cos(π
t/2Tb)和sin(πt/2Tb)分别对I、Q 两路数据加权;对加权后的数据分别进行正
交载波调制。
4.1 MSK 信号的基本原理
MSK是一种特殊的2FSK(二进制频移键控)。2FSK信号通常只有两个独立的震
荡源产生,一般来说在频率转换相位不连续。因此,会造成功率频谱产生很大的
旁瓣分亮,若是通过带限系统后会产生信号包络的起伏变化。为了克服以上的的
缺点,需控制在频率转换出相位变化是连续性的,这种形式的数字频率调制成为
相位连续的频移键控(CPFSK),MSK属于CPFSK,但因其调制调制指数最小,在每
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资源评论
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