通信1001-程煜钧-基于MATLAB的MSK调制仿真.doc

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1、研讨题目：基于MATLAB的MSK调制的仿真实验学生姓名：程煜钧指导教师：郭宇春基于MATLAB的MSK调制的仿真实验摘要：MSK作为FSK的一种特殊形式，以其优良的性能被广泛用于通信调制的很多领域。本文简单介绍了MSK的调制方法和原理，并用MATLAB软件里的simulink组件对其性能进行仿真，并对其结果进行分析。关键词：MATLAB、MSK调制、simulink、仿真一．MSK调制简介MSK全称MinimumShiftKeying。它是移频键控(FSK）的一种改进型。在FSK方式中，相邻码元的频率不变或者跳变一个固定值。在两个相邻的频率跳变的码元之间，其相位通常是不连续的，而MSK是对

2、FSK信号作某种改进，使其相位始终保持连续不变的一种调制。最小移频键控又称快速移频键控（FFSK）。这里“最小”指的是能以最小的调制指数（即0.5）获得正交信号；而“快速”指的是对于给定的频带，它能比PSK传送更高的比特速率。MSK是一种在无线移动通信中很有吸引力的数字调制方式，它具有以下两种主要的特点：　　⒈信号能量的99.5%被限制在数据传输速率的1.5倍的带宽内。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。　　⒉信号包络是恒定的，系统可以使用

3、廉价高效的非线性器件。从相位路径的角度来看，MSK属于线性连续相位路径数字调制，是连续相位频移键控（CPFSK）的一种特殊情况，有时也叫做最小频移键控（MSK）。MSK的“最小（Minimum）”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。二．MSK技术的基本原理2.1msk调制的原理MSK是2FSK的一种特殊情况，即为相位连续的2FSK信号，但是其频率f1和f2有一定的约束关系。设在一个码元时间内2FSK信号为定义两个码元波形的相关系数为在通信中，我们希望s1(t)和s2(t)不相关（或称为正交），即ρ=0。这样要求公式（6.6-4）中的两项均为零。公式（6.6-

4、4）中的第一项为零时的条件是h=0.5是s1(t)和s2(t)满足正交条件时频差的最小值，所以称为最小频移。公式（6.6-4）中的第二项为零时的条件是公式(6.6-7)说明MSK信号在每一个码元周期内，必须包含四分之一载波周期（1/fc）的整数倍。显然，公式(6.6-8)可以整理为如下形式根据公式（6.6-5）和公式（6.6-9）相应有当N=1，m=3时，根据公式（6.6-10）、（6.6-11）有此时的信号波形如图6.6-4所示。若基带二进制数字信号一个码元的周期为Ts，显然在每一个码元周期内包含4个半周的f2信号，包含3个半周的f1信号。图6.6-4　MSK调制信号波形（N＝1，m=3）

5、2、MSK信号的数学表达式根据MSK信号的定义，要求FSK信号的相位连续，也就是说在t=（k-1）Ts时满足以下约束条件上式表明，MSK信号的相位常数不仅与当前的码元ak有关，而且与相邻的前一码元ak-1及其相位常数φk-1有关。也就是说前后码元之间存在一定的相关性。若φk的起始参考值可以假设为零，这样根据公式（6.6-13），有三．仿真软件matlab的simulink组件简介Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。Simu

6、link可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。为了创建动态系统模型，Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI)，这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直接明了的方式，而且用户可以立即看到系统的仿真结果。　　Simulink是用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具。对各种时变系统，包括通讯、控制、信号处理、视频处理和图像处理系统，Simulink提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、仿真、执行和测试。　　构架在Simulink基础

7、之上的其他产品扩展了Simulink多领域建模功能，也提供了用于设计、执行、验证和确认任务的相应工具。Simulink与MATLAB紧密集成，可以直接访问MATLAB大量的工具来进行算法研发、仿真的分析和可视化、批处理脚本的创建、建模环境的定制以及信号参数和测试数据的定义。在本实验中，我们利用simulink对MSK系统进行仿真。四．仿真结果设计流程图如下：信号源AWGN通道MSK调制MSK解调误码率分析、眼