MSK调制仿真通信课设.doc

MSK调制仿真1.课程设计目的 式中相位?(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，即: 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”： 式中，?k是t=kTb时刻?(t)的值，它与调制过程的以往状态有关，它是为了保证t=kTb时相位连续而加入的相位常数。调制指数为： ......(1) 考虑?k取值和调制指数h，可把（1）式统一表达式如下: ......(2) 当（2）式中的h=0.5时，就得到了MSK信号的数学表达式： 式中，ak取值±1。而波形相位为： ......(3) 可以看出： 式中?(t)是时间的连续函数，而MSK本身smsk(t)也是时间的连续函数（包括随机符号转换 t的瞬间在内）。这使得信号smsk(t)的谱密度随频率（远离信号带宽中心）倒数的四次幂而下降，而通常的离散相位FSK 信号的谱密度却随频率倒数的平方下降。因此，MSK 信号在带外产生的干扰非常小。这正是限带工作情况下，所希望有的宝贵特点。 由式（3）可得： 由上式可知，MSK在第k个比特区间内：当ak=+1时，发送的频率为f2=(fc+1/4Tb);当ak=-1时，发送的频率则为f2=(fc-1/4Tb)。由此可得频率间隔2Δf=(f2-f1)=1/2Tb。其频偏： 上式表明了MSK 调制中的频移刚好等于码元速率的1/4，这是所有MSK 具体实现方案中都必须满足的条件。 对于MSK调制，若载频fc为频偏Δf的整数倍时，MSK是一种正交调制方式。 3.3MSK调制的特点 下面讨论第k个码元相位变化情况 根据相位连续的条件，要求在t=kTs时满足 即 可得 所以： 式中 可得 式中 为同相分量 ； 为正交分量。 4.2 MSK通信系统基本模型 信号源 MSK调制 AWGN通道 MSK解调 4.3MSK调制器的实现 根据以上的分析，可采取正交调幅方式产生MSK信号。首先将输入的二进制信号进行差分编码。经串/并变换，将一路延时Ts，得到相互交错一个码元宽度的两路信号Ik和Qk ，然后用加权函数cos(t/2Ts)和sin分别对两路信号I和Q进行加权，加权后的两路信号再分别对正交载波cos和sin进行调制，调制后的信号相加后通过带通滤波器，就得到MSK信号。 图4-3 MSK 调制器原理图 5仿真 5.1MSK信号调制系统Ｍatlab/Simulink仿真模型 图5-1仿真模型 5.2 在仿真过程中参数的设置 5-2-1伯努利二进制随机数产生器参数设置图 将伯努利二进制随机数产生器 0 出现的概率设为0.5，初始化种子设为12345，采样时间设为0.1，基于帧输出选为使能，每帧采样数设为10，输出字节类型设为双字节。 5-2-2MSK调制模块参数调制图 选择MSK调制模块接受的数据类型为Bit性，应为输入的数据是0、1序列。间断性补偿（Phase offset）设置为0,这是MSK系统的基本参数，而抽样的值设为16。 5-2-3加性高斯白噪声信道参数设置图 本设计使用相对简单的一个加性高斯白噪声作为噪声信道，他是二进制相位调制信号中叠加高斯白噪声。之所以选它是因为通信系统中常见的热噪声近似为白噪声，且热噪声的取值恰好服从高斯分布。初始种子（Initial seed）选择18233.在模式中选择 Singal to noise ratio(SNR)模式，SNR(dB)为20dB。 5-2-4MSK调制模块参数设置图 选择MSK调制模块接受的数据类型为Bit性，应为输入的数据是0、1序列。间断性补偿（Phase offset）设置为0,这是MSK系统的基本参数，而抽样的值与调制模块一样设为16。 5-2-5误码率计算器参数设置图 误码率计算器接收数据的延时设为16，计算延时（computation delay）设置为0，将计算模式设置为整帧（entire frame）模式。 6.结果分析 6.1信噪比为-6DB 6.1.