[MSK调制解调实验报告] msk调制实验报告
时间：2020-08-15 12:29:42 来源：天一资源网 本文已影响 人 
实验一 MSK调制解调实验报告
一、实验原理及工作过程
1、MSK调制原理
MSK称为最小移频键控，是移频键控（FSK）的一种改进型。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，它能比PSK传送更高的比特速率。
二进制MSK信号的表达式可写为：
?a?k t?tcost?SkcMSK 2Ts(k?1)Ts?t?kTs
?——载波角频率； cTs——码元宽度；
a——第k个码元中的信息，其取值为±1； k?(k?1)Ts?t?kTs中保持不变；个码元的相位常数，它在时间 ——第kk1aff＋时，信号的频率为：＝当1 ＝＋ck 2Ts41faf ＝＝－1时，信号的频率为：－当 ck1Ts41f?ff －由此可得频率之差为：＝＝ 12Ts2那么MSK信号波形如图2.1-1所示：
＋
＋＋＋
－－
－－
信号波形 MSK图2.1-1
kTs时间内应有下式成立： =为了保持相位的连续，在taa1?k －=＋（（）） kkkk1?1?2aa =＝即：当时，；kkkk1?1?
aa1k? （=当）π；≠±时，kkkk11或±π，此式说明本比特内的相位常数不仅与本比特区间的输若令＝＝0，则0k0 入有关，还与前一个比特区间内的输入及相位常数有关。?a?cost?Sk ?ttkcMSK Ts2?costcoscosa =－?tsin）（sint）（tcosckckk Ts22TskTs)Ts?t?(k?1
QI ＝ 令＝－，coscosakkkkk?QI ＝＋则：tsintScost）（cos（tt）sinccMSKkk Ts2Ts2kTst(k?1)Ts
所示：为了便于理解如图2.1-2 k 1110241819202167892223121314151617501234a-1+1+1-1+1+1-1-1-1+1+1+1-1-1-1+1+1+1+1-1-1-1+1+1+1kd-1+1+1-1+1+1-1+1-1+1-1-1-1+1+1+1-1+1+1-1-1-1-1+1+1k000000000000000k?cos+1+1+1-1-1-1-1+1+1+1+1-1-1-1-1-1-1+1+1+1+1+1+1+1+1k?cosa-1-1+1+1-1-1-1-1+1+1+1+1+1+1-1-1-1-1+1+1-1-1+1+1-1kk?t?)cos(coskTs2?tsin(cosakT2 码元变换及成形信号波形图 图2.1-2
所示：2.1-3调制器，其方框图如图MSK根据上面描述可构成一种
ωctCosCPLD低通滤波器EEPROMIkD/A转换器NRZ串/并差分编码转换D/A转换器
时序电路
乘法器乘法器
波形选择地址生成器
加法器（运放）
波形选择地址生成器时序电路
延时TsQk
ωct
EEPROM
Sin低通滤波器
MS信号
图2.1-3 MSK调制原理框图
输入数据NRZ，然后通过CPLD电路实现差分编码及串/并转换，得到I、Q两路数据。kk波形选择地址生成器是根据接受到的数据（I或Q）输出波形选择的地址。EEPROM（各kk种波形数据存储在其中）根据CPLD输出的地址来输出相应的数据，然后通过D／A转换器得到我们需要的基带波形，最后通过乘法器调制，运放求和就得到了我们需要的MSK调制信号。
MSK基带波形只有两种波形组成，见图2.1-4所示：
波形2波形1
图2.1-4 MSK成形信号
在MSK调制中，成形信号取出原理为：由于成形信号只有两种波形选择，因此当前数据取出的成形信号只与它的前一位数据有关。如果当前数据与前一位数据相同，输出的成形信号就相反（如果前一数据对应波形1，那么当前数据对应波形2）；如果当前数据与前一位数据相反，输出的成形信号就相同（如果前一数据对应波形1，那么当前数据仍对应波形1）。
2、MSK解调原理
MSK信号的解调与FSK信号相似，可以采用相干解调，也可以采用非相干解调方式。本实验模块中采用一种相干解调的方式。
?QI 已知：＋＝tcosStsint）t（cos）（sintcMSKckk TsTs22 把该信号进行正交解调可得到：
tQI）（cos]＋ 路 [Itcosttcossin）tsin（kccc kk Ts2Ts2111?III =++t－（22）?）tcos（cos（t）cos?cc kkk 2442Ts2Ts2Ts11?QQ+ －tcos（2?2t）?cos（）?cckk 44TsTs22?
QI] [＋ Q路tsincossintt）sin）t（cos（tkccckk TsTs22?111IQIsint2（－2）?）tsin（+=+ （tsin）? kkkcc 2Ts2Ts244Ts211QQ?）（t2sin? +－?）（2tsin? ckkc 2Ts44Ts211IQ两路信号，所以必须将其它频率成份、我们需要的是（t）（sint）coskk 222Ts2Ts11I）（2）（2Q、通过低通滤波器滤除掉，然后对、（tcos）k cc k22Ts22TsTs2?IQ两路信号。采样即可还原成 、t）（sink kTs2根据上面描述可构成一种MSK解调器，其方框图如图2.1-5所示：
CLKCPLD时序电路ctωCosIk乘法器并/串差分MSK译码转换信号乘法器QSin
BS
ωct
低通滤波器
电平比较器
抽样判决
数据还原
低通滤波器
电平比较器
抽样判决
数据还原
k
时序电路
NRZ图2.1-5 MSK解调原理框图
将得到的MSK调制信号正交解调，通过低通滤波器得到基带成形信号，并对由此得到的基带信号的波形进行电平比较得到数据，再将此数据经过CPLD的数字处理，就可解调得到NRZ码。
在实际系统中，相干载波是通过载波同步获取的，相干载波的频率和相位只有和调制端载波相同时，才能完成相干解调。由于载波同步不是本实验的研究内容，因此在本模块中的相干载波是直接从调制端引入，因此解调器中的载波与调制器中的载波同频同相。载波同步 系统中实现。CDMA的实验可在本实验箱的．
二、实验数据记录 调制实验1、MSK”、NRZ”处波形，并由此串并转换得到的“DI分别观察差分编码后的“／ “DQ”两路数据波形。
测量点
波形
NRZ
／
CH1：DI
CH2：DQ
分别观察“I路成形”信号波形、“Q路成形”信号波形、“I路调制”同相调制信号波形、“Q路调制”正交调制信号波形、“调制输出”波形。
测量 点．
波形
I路成 形
Q路成形
I路调制
制
调制输出
用示波器观察“I路成形”信号、“Q路成形”信号的X-Y波形。
MSK解调实验2、路滤波”信II分别观察“路解调”信号波形、“Q路解调”信号波形、“ 路滤波”信号波形。号波形、“Q
测量 点
波形
I路解调
Q路解调
I路滤 波
Q路滤波
分别观察解调的“DI”、“DQ”两路数据波形，由此并/串转换得到的差分编码
“／NRZ”波形，并观察解调输出的波形。
测量点
波形
CH1:DI
CH2:DQ
NRZ
／
最后比较调制端“NRZ”波形和解调端“NRZ”波形。
测量点
波形
CH1：调制端NRZ
CH2：解调端NRZ
三、实验思考题
1、什么是最小移频键控？
调制指数h=0.5的CPFSK称为最小移频键控（MSK）
2、MSK信号具有哪些特点？
①MSK信号包络恒定，即为等幅波。
②MSK信号的频偏必须等于±1/4T，其调制指数为0.5。
b③MSK信号的相位θ(t)在一个码元内准确地线性变化
π ±。
2 内，载波波形的个数为载波周期四分之一的整数倍。T④在信号的一个b ⑤码元转换时，信号相位连续，即信号的波形无跳变。
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