MSK调制解调实现.doc

4.2最小频率键控（MSK） 4.2.1 MSK基本原理 MSK信号是一种相位连续、包络恒定并且占用带宽最小的二进制正交FSK信号。它的第k个码元可以表示为： 　　 　　　 (2-1) 式中，为视在角载频；；T为第k个码元确定的初始相位。 由上式可以看出，当时，码元频率等于；当时，码元频率等于。故和的距离等于。这是2FSK信号最小频率间隔。 式(2-1)可以用频率为的两个正交分量表示。将式(2-1)进行三角公式变换，得到： （3-1） 式中， （3-2） 式（2-2）表示，此MSK信号可以分解为同相分量（I）和正交分量（Q）两部分。 MSK信号的调制 由式（2-2）可知，MSK信号可以用两个正交的分量表示。根据该式构成 的MSK信号的产生方框图如图 2-2所示。 图2-2 MSK调制原理图 MSK信号的解调 由于MSK信号是最小二进制FSK信号，所以它可以采用解调FSK信号的相干法和非相干法解调。 图2-3是MSK信号的解调原理框图。 图2-3 MSK信号的解调原理图 1.3设计步骤 先定义MSK输入信号的参数然后用dmod函数做输入的调制，之后画相应的频谱图。再用dedmod做解调输出。然后加入噪声，再进行解调输出。 1. 定义载波频率Fs,输出信号频率Fd,采样频率Fs。 2．设置输入信号X，同时做信号的调制。 3. 画出相应的波形图。 4. 做输出信号的解调波形，同时画解调波形图。 5. 加入高斯白噪声。再进行信号的解调输出，画相应的波形。 6. 对结果进行比较分析。MSK信号的产生 因为MSK信号可以用两个正交的分量表示： （k-1）Ts＜t≤kTs 式中：右端第1项称作同相分量，其载波为；第2项称作正交分量，其载波为。 在仿真时先设置输入信号的参数：载波频率Fc调制后,数字信号速率Fd,模拟信号采样率Fs。之后产生要调制的随机数字信号x;然后用dmod函数进行调制，产生调制信号。部分程序代码和仿真图如下所示： M=2; %定义输入随机信号的参数 Fc=20; %载波信号的频率Fc为20； Fd=10; %输出信号的速率Fd为10； Fs=200; %采样速率Fs为200； x=randint(1,10000); %产生随机的输入序列 y=dmod(x,Fc,Fd,Fs,msk); %对用dnod函数对输入的随机序列进行调制 图3-1 MSK调制信号的波形 由调制波形图可以看出MSK的调制信号特性与2FSK调制信号的特性非常的相似，即：当输入信号为“1”时，调制后的波形比输入信号为“0”时的波形要密。同时MSK信号的包络是恒定的，相位则是连续的。带宽相对于一般的2FSK信号要小，而且正交。 MSK解调实现 由于MSK信号是最小二进制FSK信号，所以它可以采用解调FSK信号的相干法和非相干法解调。 在进行程序仿真时，用ddemod函数进行调制信号的解调。同时画出解调前后的时域与频域的波形图。在画频域的波形图时先对已调信号与解调信号进行DTFT变换，之后画出相应的波形。部分程序与仿真波形图如下所示： z=ddemod(y,Fc,Fd,Fs,msk); %对调制后的MSK信号进行解调 图3-2 MSK信号的解调波形 由解调信号的时域波形可以看出，解调后的波形与原始输入信号的波形完全一致。同时不难发现解调后的信号很稳定。 n1=1:1:length(y);w=[0:1:1000]*pi/500; n