課程設(shè)計(jì) ---msk通信系統(tǒng)的仿真與分析

1、<p><b>　　1 緒 論</b></p><p><b>　　1.1 概述 </b></p><p>　　20世紀(jì)50年代后期，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、傳感技術(shù)，激光技術(shù)、 衛(wèi)星通信和移動(dòng)通信技術(shù)、航空航天技術(shù)等新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，尤其近代以計(jì)算機(jī)為主體的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的興起和發(fā)展，它們相互結(jié)合、相互促進(jìn)，將人類社會(huì)推入到高度信

2、息化時(shí)代 。通信的目的是傳輸含有信息的消息。消息有多種形式，話音、文字、數(shù)據(jù)、符號(hào)、圖像等等都是消息 。原始的數(shù)據(jù)信號(hào)有兩種基本形式，一種是模擬的，另一種是數(shù)字的。模擬數(shù)據(jù)信號(hào)是在某一數(shù)值范圍內(nèi)可以連續(xù)取值的信號(hào)。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)是只取有限個(gè)離散值的數(shù)字序列。由于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)更便于存儲(chǔ)、處理和傳輸，而模擬數(shù)據(jù)經(jīng)過取樣、量化和編碼，可以轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。因此，模擬數(shù)據(jù)的傳輸只有在特定條件下才被使用，而數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的應(yīng)用越來越多。信號(hào)的調(diào)制方式也由模擬方

3、式持續(xù)廣泛地向數(shù)字方式轉(zhuǎn)換。 </p><p>　　數(shù)字調(diào)制有三種基本形式:移幅鍵控法ASK、移頻鍵控法FSK、移相鍵控法 PSK。在ASK方式下，用載波的兩種不同幅度來表示二進(jìn)制的兩種狀態(tài)。ASK方式容易受增益變化的影響，是一種低效的調(diào)制技術(shù)。在電話線路上，通常只能達(dá)到1200bps的速率。在FSK方式下，用載波頻率附近的兩種不同頻率來表示二進(jìn)制的兩種狀態(tài)。在電話線路上，使用FSK可以實(shí)現(xiàn)全雙工操作，通?？蛇_(dá)1

4、200bps的速率。在PSK方式下，用載波信號(hào)相位移動(dòng)來表示數(shù)據(jù)。PSK可以使用二相或多于二相的相移，利用這種技術(shù)可對(duì)傳輸速率起到加倍的作用。 </p><p>　　在FSK調(diào)制解調(diào)器的使用范圍較廣，目前已經(jīng)不完全局限在有線網(wǎng)絡(luò)通信里。它已經(jīng)延伸到無線電通信，生物醫(yī)學(xué)，機(jī)械等領(lǐng)域。FSK調(diào)制解調(diào)器的設(shè)計(jì)的模型簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)方式也不僅僅建立在電器元件上，利用軟件搭建模型也成為目前很常用的方法。但是在FSK方式中，相鄰碼

5、元的頻率不變或者跳變一個(gè)固定值，在兩個(gè)相鄰的頻率跳變的碼元之間，其相位通常是不連續(xù)的。如果對(duì)FSK信號(hào)做某種改進(jìn)，使其相位始終保持連續(xù)，就產(chǎn)生了MSK信號(hào)，MSK是FSK的一種特殊情況 。MSK調(diào)制后的波形在時(shí)域內(nèi)具有恒定包絡(luò)結(jié)構(gòu),在頻域內(nèi)頻譜具有很小的旁瓣,主瓣寬度窄,帶外輻射小的優(yōu)點(diǎn)，并且在主瓣帶寬之外功率譜旁瓣的下降也更加迅速，從而克服了一般FSK、PSK、QAM等調(diào)制方式具有相位突變而影響已調(diào)信號(hào)高頻分量衰減的缺點(diǎn)。正是因?yàn)镸S

6、K具有諸多的性能優(yōu)勢(shì)，所以它比較適合在窄帶信道中傳輸，廣泛應(yīng)用于無線移動(dòng)通信的數(shù)據(jù)傳輸中。</p><p>　　1.2數(shù)字調(diào)制方式的發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　數(shù)字信號(hào)調(diào)制技術(shù)是從最基本、最簡(jiǎn)單的二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制的2ASK，2FSK， </p><p>　　2PSK的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。幅度鍵控信號(hào)的調(diào)制原理就是使載波的幅度隨數(shù)字 </p><p&

7、gt;　　基帶信號(hào)的變化而變化；頻率鍵控信號(hào)的調(diào)制原理就是使載波的頻率隨數(shù)字基帶信號(hào)的變化而變化；相位鍵控信號(hào)的調(diào)制原理就是使載波的相位隨數(shù)字基帶信號(hào)的變化而變化。數(shù)字信號(hào)調(diào)制的分類如圖1-1所示。</p><p>　　圖1-1 數(shù)字信號(hào)調(diào)制的分類</p><p>　　眾所周知，一個(gè)通信系統(tǒng)的質(zhì)量，在很大程度上依賴于所采用的調(diào)制方式 。 </p><p>　　調(diào)制是

8、為了使信號(hào)特性與信道特性相匹配，因此調(diào)制方式的選擇是由系統(tǒng)中的信道特性決定的。隨著大容量下，遠(yuǎn)距離數(shù)字通信的發(fā)展，譬如衛(wèi)星數(shù)字通信、數(shù)字微波接力通信、衛(wèi)星廣播通信的發(fā)展 ，系統(tǒng)中出現(xiàn)了個(gè)新問題：信道中同時(shí)存在著帶限與非線性的特性。在這種信道條件下，傳統(tǒng)的數(shù)字調(diào)制方式則面臨著一場(chǎng)新的挑戰(zhàn)。為適應(yīng)這類信道的特性，迫使人們?cè)趥鹘y(tǒng)的數(shù)字調(diào)制基礎(chǔ)上，探索新的數(shù)字調(diào)制技術(shù)：恒包絡(luò)數(shù)字調(diào)制技術(shù) 。約在1976年，從理論上和實(shí)踐上比較完整的總結(jié)出了MS

9、K這種調(diào)制方式 。MSK屬于恒包絡(luò)數(shù)字調(diào)制技術(shù)，現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)的研究，主要是圍繞著充分節(jié)省頻譜和高效率地利用可用頻帶這個(gè)中心而展開的。MSK具有包絡(luò)恒定或包絡(luò)起伏很小、最小功率譜占用率兩個(gè)特點(diǎn)，因此受到廣泛的研究和利用。 GMSK(高斯型最小頻移鍵控)調(diào)制技術(shù)是從MSK調(diào)制的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種數(shù)字調(diào)制方式 ，應(yīng)高速無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求,當(dāng)前通信常用的GPRS（通用分組無線業(yè)務(wù)）是一種基于GMSK的技術(shù)，是構(gòu)架在傳統(tǒng)GSM網(wǎng)絡(luò)之上的一種

10、標(biāo)準(zhǔn)化的分組交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，可以提供高達(dá)115kbit每秒速率的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，從而使得包括圖片、話音和視頻的多媒體業(yè)</p><p>　　1.3 可行性分析</p><p>　　Simulink是MATLAB中的一種可視化仿真工具， 是一種基于MATLAB的框圖設(shè)計(jì)環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個(gè)軟件包，被廣泛應(yīng)用于線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、數(shù)字控制及數(shù)字信號(hào)處理的建模和仿真中。Si

11、mulink可以用連續(xù)采樣時(shí)間、離散采樣時(shí)間或兩種混合的采樣時(shí)間進(jìn)行建模，它也支持多速率系統(tǒng)，也就是系統(tǒng)中的不同部分具有不同的采樣速率。為了創(chuàng)建動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型，Simulink提供了一個(gè)建立模型方塊圖的圖形用戶接口(GUI) ，這個(gè)創(chuàng)建過程只需單擊和拖動(dòng)鼠標(biāo)操作就能完成，它提供了一種更快捷、直接明了的方式，而且用戶可以立即看到系統(tǒng)的仿真結(jié)果。</p><p>　　Simulink是用于動(dòng)態(tài)系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)的多領(lǐng)域仿

12、真和基于模型的設(shè)計(jì)工具。對(duì)各種時(shí)變系統(tǒng)，包括通訊、控制、信號(hào)處理、視頻處理和圖像處理系統(tǒng)，Simulink提供了交互式圖形化環(huán)境和可定制模塊庫來對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真、執(zhí)行和測(cè)試。</p><p>　　2 MSK通信系統(tǒng)</p><p>　　最小頻移鍵控(MSK)調(diào)制是恒包絡(luò)調(diào)制方式的一種，能夠產(chǎn)生包絡(luò)恒定、</p><p>　　相位連續(xù)的調(diào)制信號(hào)。其帶寬窄，頻譜主瓣

13、能量集中，旁瓣滾降衰減快，頻帶利用率高，在現(xiàn)代通信中得到了較為廣泛地應(yīng)用。本課題主要是分析和研究MSK信號(hào)的調(diào)制解調(diào)原理。數(shù)字通信系統(tǒng)的一般模型如圖2-1所示。本章主要研究MSK理論知識(shí)，首先介紹MSK的基本原理及一般特點(diǎn)，然后分別就調(diào)制和解調(diào)原理分別進(jìn)行詳細(xì)分析。</p><p>　　圖2-1數(shù)字通信系統(tǒng)的一般模型</p><p>　　2.1 MSK基本原理和特點(diǎn)</p>

14、<p>　　2.1.1 MSK的基本原理</p><p>　　MSK是2FSK的改進(jìn)，2FSK體制雖然性能優(yōu)良、易于實(shí)現(xiàn)，并得到了廣泛的應(yīng)用，但它也有一些不足之處 。首先，它占用的頻帶寬度比2PSK大，即頻帶利用率低；其次，若用開關(guān)法產(chǎn)生2FSK信號(hào)，則相鄰碼元波形的相位可能比連續(xù)，因此在通過帶通特性的電路后由于通頻帶的限制，使得信號(hào)波形的包絡(luò)產(chǎn)生較大起伏。為了克服這些缺點(diǎn)，將2FSK作相應(yīng)的改進(jìn)就發(fā)展

15、出MSK信號(hào)，其波形圖如圖2-2所示。 </p><p>　　圖2-2 MSK信號(hào)波形示例</p><p>　　MSK有時(shí)叫做快速頻移鍵控（FFSK），有時(shí)也叫做最小頻移鍵控（MSK） 。 </p><p>　　MSK信號(hào)的表達(dá)式可寫為</p><p><b>　　或者</b></p><p>&

16、lt;b>　　這里</b></p><p>　　2.1.2 MSK的特點(diǎn)</p><p>　　1、恒定包絡(luò)，允許用非線性幅度飽和器件放大。 </p><p>　　2、連續(xù)相位，使得功率譜密度按f 速率降低。功率譜在主瓣以后衰減地 </p><p>　　較快。MSK信號(hào)的功率譜表示式為</p><p>

17、　　2.2 MSK調(diào)制原理</p><p>　　MSK具有兩種調(diào)制方式，當(dāng)把MSK看作是OQPSK時(shí)，稱作正交調(diào)制；而把MSK看作是CPFSK調(diào)制時(shí)，叫做CPE調(diào)制，這是由于CPFSK也是CPM的一種，而CPM 可由連續(xù)相位編碼（CPE）加無記憶信道（MM）的形式進(jìn)行分解調(diào)制。所以稱這種調(diào)制方式為CPE+MM調(diào)制。而本文只重點(diǎn)闡述正交調(diào)制。</p><p>　　2.21 MSK的正交表示&

18、lt;/p><p>　　2.2.2 MSK的正交調(diào)制</p><p>　　2.3 MSK通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)</p><p>　　最小移頻鍵控ＭＳＫ是相位連續(xù)的FSK的一個(gè)特例．MSK有稱快速移頻鍵控．它的特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：</p><p>　　(1)MSK信號(hào)是恒定包絡(luò)的信號(hào)，適用于功率受限進(jìn)行非線性放大的場(chǎng)合； </p><

19、p>　　(2)信號(hào)的頻率偏移為Af=l／4Tb，相應(yīng)的調(diào)制指數(shù)為h=0.5； </p><p>　　(3)在一個(gè)碼元周期內(nèi)，MSK信號(hào)應(yīng)包括1／4載波周期的整數(shù)倍； </p><p>　　(4)以載波相位為基準(zhǔn)的信號(hào)相位，在一個(gè)碼元期間線性地變化； </p><p>　　(5)在碼元轉(zhuǎn)換時(shí)刻，信號(hào)的波形沒有突變，即信號(hào)的相位是連續(xù)的； </p>

20、<p>　　(6) 1碼和0碼的波形正交，有利于構(gòu)成最佳接收系統(tǒng)來降低誤碼率； </p><p>　　頻譜中高頻分量少，衰減快，功率譜密度集中，頻帶利于率高。</p><p>　?。停樱诵盘?hào)在第Ｋ碼元的相位不僅與當(dāng)前碼元有關(guān)，而且與前面的碼元 及其相位有關(guān)．</p><p>　　4 基于MATLAB的MSK系統(tǒng)原理仿真<

21、/p><p>　　本章主要使用MATLAB及MATLAB中的Simulink仿真模塊對(duì)MSK調(diào)制解調(diào) </p><p>　　系統(tǒng)進(jìn)行仿真，并深入分析相關(guān)結(jié)果。</p><p>　　4.1 MSK系統(tǒng)仿真模型</p><p>　　數(shù)字通信系統(tǒng)的仿真流程可以概括為：信號(hào)的產(chǎn)生與輸出、編碼與解碼、調(diào)制與解調(diào)、濾波器以及傳輸介質(zhì)的模型。根據(jù)Simulin

22、k提供的仿真模塊，數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的仿真可以簡(jiǎn)化成如圖4-1所示的模型 ：</p><p>　　MSK仿真系統(tǒng)是數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的一種，基本的構(gòu)成可按圖4-1搭建相應(yīng)模塊。 </p><p>　　Simulink通信工具箱中提供了專門的MSK調(diào)制和解調(diào)模塊，利用Simulink通信 </p><p>　　工具箱中的MSK調(diào)制解調(diào)模塊及合適的信號(hào)源與信道即可。其Simulin

23、k仿真模 </p><p><b>　　型如圖4-2所示：</b></p><p>　　4.2 MSK系統(tǒng)仿真中的參數(shù)設(shè)置</p><p>　?。?）Simulink通信工具箱中的Comm Sources/Data Sources提供了數(shù)字信號(hào)源Bernoulli Binary Generator，這是一個(gè)按Bernoulli分布提供隨機(jī)二進(jìn)制

24、數(shù)字信號(hào)的通用信號(hào)發(fā)生器 。Bernoulli Binary Generator的參數(shù)設(shè)置如圖4-3所示。 </p><p>　　圖4-3 Bernoulli Binary Generator的參數(shù)設(shè)置</p><p>　?。?）MSK調(diào)制器和解調(diào)器的參數(shù)設(shè)置如圖4-4所示：</p><p>　　圖4-4 MSK調(diào)制器和解調(diào)器的參數(shù)設(shè)置</p><

25、;p>　　因?yàn)檩斎氲臄?shù)據(jù)是0、1序列，所以選擇MSK調(diào)制模塊接收的數(shù)據(jù)類型Bit(位) 型，階段性補(bǔ)償（phase offset）設(shè)置為pi/4，這是MSK系統(tǒng)調(diào)制的基本參數(shù)， 而抽樣的值（Samples per symbol)設(shè)為8。選擇MSK解調(diào)模塊輸出的數(shù)據(jù)類型為Bit(位)型，因?yàn)檩斎胝{(diào)制的數(shù)據(jù)是0、1的序列，解調(diào)后數(shù)據(jù)應(yīng)與它為同一類型，階段性補(bǔ)償（phase offset）設(shè)置為0，這是MSK系統(tǒng)解調(diào)的基本參數(shù)，而抽樣的

26、值（Samples per symbol)與調(diào)制模塊一樣設(shè)為8。其中，各參數(shù)要滿 足以下的關(guān)系：</p><p>　　Symbol period > 1/(Carrier frequency) </p><p>　　Input sample time < 1/[2*Carrier frequency + 2/(Symbol period)] </p><p&

27、gt;　　Output sample time <1/[2*Carrier frequency + 2/(Symbol period)]</p><p>　?。?）AWGN通道參數(shù)設(shè)置如圖4-5所示： </p><p>　　4-5 AWGN通道參數(shù)設(shè)置</p><p>　　本設(shè)計(jì)使用相對(duì)較簡(jiǎn)單的一個(gè)加性高斯白噪聲信道作為噪聲信道，它在二進(jìn)制相位調(diào)制信號(hào)中疊加高

28、斯白噪聲。Initialseed（初始種子）既可以是標(biāo)量也可以是矢量，這個(gè)標(biāo)量或矢量的長度要與信道匹配，這里的Initial seed設(shè)置為54321。在設(shè)計(jì)中選擇Signal to noise ratio(Es/No)模式，Es/No(dB)每符號(hào)信號(hào)功率與噪聲功率譜密度比，用分貝表示，此值設(shè)置為60。Input signal power 設(shè)為1w。Symbol period 設(shè)為0.1。</p><p>　　

29、（4）Error Rate Calculation的參數(shù)設(shè)置如圖4-6所示。</p><p>　　圖4-6 Error Rate Calculation的參數(shù)設(shè)置</p><p>　　將誤碼率計(jì)算器 接收數(shù)據(jù)的延時(shí)設(shè)為16，計(jì)算延時(shí)（computation delay）設(shè)置為0，將計(jì)算模式（computationmode）設(shè)置為整幀（entireframe）模式。由于將誤碼率計(jì)算后的值顯示

30、出來以便觀察，所以輸出數(shù)據(jù)（Output data）類型選擇端口類型， 這樣輸出可以接一個(gè)顯示器（display）顯示當(dāng)前的誤碼率值。</p><p>　　4.3 仿真結(jié)果及對(duì)應(yīng)分析</p><p>　　4.3.1 誤碼率分析</p><p>　　對(duì)比以上兩圖可以看出，MSK信號(hào)波形的振幅非常穩(wěn)定，相移較小，這與MSK 信號(hào)的定義是相符的。另外，解調(diào)后的時(shí)域信號(hào)波形

31、和源信號(hào)波形相比，除了有5個(gè)碼元的延遲外，其信號(hào)波形與源信號(hào)波形是一致的，這說明MSK調(diào)制性能較好。</p><p>　　圖4-10 仿真后的誤碼率顯示</p><p>　　圖4-8解調(diào)輸出信號(hào)</p><p>　　對(duì)比以上兩圖可以看出，MSK信號(hào)波形的振幅非常穩(wěn)定，相移較小，這與MSK 信號(hào)的定義是相符的。另外，解調(diào)后的時(shí)域信號(hào)波形和源信號(hào)波形相比，除了有 5個(gè)碼

32、元的延遲外，其信號(hào)波形與源信號(hào)波形是一致的，這說明MSK調(diào)制性能較 好。誤碼率的計(jì)算器將在一定時(shí)間內(nèi)收到的數(shù)字信號(hào)中發(fā)生差錯(cuò)的比特?cái)?shù)與同 一時(shí)間所收到的數(shù)字信號(hào)的總比特?cái)?shù)的比值通過顯示窗口顯示出來。誤碼率（BER：biterrorratio）是衡量數(shù)據(jù)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸精確性的指</p><p>　　圖4-10 仿真后的誤碼率顯示</p><p>　　標(biāo)。圖 4-10中的Display顯

33、示的數(shù)值是該系統(tǒng)的誤碼率，其數(shù)值為0.4235，即誤碼率較小，可知經(jīng)過MSK調(diào)制解調(diào)后的信號(hào)與原信號(hào)相比無明顯失真。</p><p>　　4.3.2 MSK功率譜密度分析</p><p>　　通過正確仿真，可在SpectrumScope中得到MSK系統(tǒng)信號(hào)的功率譜如圖4-11 所示：</p><p>　　圖4-11 MSK信號(hào)功率譜圖</p><

34、p>　　MSK的功率譜密度很緊湊，它的第一個(gè)零點(diǎn)在0.75 / T 處，MSK信號(hào)功率譜的主瓣所占的頻帶寬度窄，并且功率譜旁瓣的下降也很迅速，即MSK信號(hào)功率譜主 要包含在主瓣內(nèi)，因此，MSK信號(hào)比較適合在窄帶信道中傳輸，對(duì)相鄰信道的干 擾較小。從上圖可知，該系統(tǒng)的能量集中在5—10Hz處，即頻率較低處，這與MSK信號(hào)的基本特征相一致。</p><p>　　4.3.3 MSK系統(tǒng)眼圖分析</p>

35、<p>　　經(jīng)過仿真，在Discrete-Time Eye Diagram Scope中得到MSK信號(hào)眼圖如圖 4-12所示：</p><p>　　4-12 MSK信號(hào)眼圖</p><p>　　眼圖是指通過示波器觀察接收端的基帶信號(hào)波形，從而估計(jì)和調(diào)整系統(tǒng)性能的一種方法。眼圖的“眼睛”張開越大，且眼圖越端正，表示碼間串?dāng)_越小；反之越大。當(dāng)存在噪聲時(shí)，眼圖的線跡變成比較模糊的帶

36、狀的線，噪聲越大，線條越粗，越模糊，“眼睛”張開得越小。總之，眼圖可以定性反映碼間串?dāng)_的大小和噪聲的大小，還可以用來指示接收濾波器的調(diào)整，以減小碼間串?dāng)_，優(yōu)化系統(tǒng)的性能。在實(shí)際的通信系統(tǒng)中，數(shù)字信號(hào)經(jīng)過非理想的傳輸系統(tǒng)必定要產(chǎn)生畸變，信號(hào)通過信道后，也會(huì)引入噪聲和干擾，也就是說，總是在不同程度上存在碼間干擾的。在碼間干擾和噪聲同時(shí)存在情況下，系統(tǒng)性能很難進(jìn)行定量的分析，甚至得不到近似結(jié)果。為了便于實(shí)際評(píng)價(jià)系統(tǒng)的性能，可以通過眼圖直觀地估

37、價(jià)系統(tǒng)的碼間干擾和噪聲的影響，是一種常用的測(cè)試手段。觀察上圖，可得此眼圖中的“眼睛”還算是張開地比較大，線條也比較清晰，也就說此系統(tǒng)的碼間串?dāng)_較小，噪聲對(duì)其的影響也較小。</p><p>　　4.3.4 MSK系統(tǒng)星座圖分析</p><p>　　經(jīng)過仿真，可在Discrete-Time Scatter Plot Scope中得到MSK系統(tǒng)星座 </p><p>　　

38、圖如圖4-13所示：</p><p>　　圖4-13 MSK系統(tǒng)星座圖</p><p>　　在MSK信號(hào)星座圖中，1比特區(qū)間僅使用圓周的1/4，信號(hào)點(diǎn)必是軸上4個(gè) </p><p>　　點(diǎn)中任何一個(gè)，因此，相位必然連續(xù)。MSK旁瓣降低得非常明顯，即使不使用截止特性較好的帶通濾波器，也能獲得鄰道干擾少的調(diào)制信號(hào)。對(duì)MSK稍加改進(jìn)就可以獲得較少旁瓣的調(diào)制方式。由MSK信

39、號(hào)點(diǎn)配置圖可知，調(diào)制時(shí)出現(xiàn)旁瓣是由于調(diào)制載波相位急劇變化所引起的。MSK的相位變化是連續(xù)的，但相位變化速率（相位的一次微分）在比特變化點(diǎn)變成不連續(xù)。要使相位的一次微分連續(xù)，相位點(diǎn)必須以恒定速度旋轉(zhuǎn)，若接近比特變化點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)速度就變慢，變化點(diǎn)處速度必須為0。通過Discrete-Time Scatter Plot Scope 窗口可以觀察到該MSK系統(tǒng)調(diào)制的星座圖如圖4-13，MSK星座圖的特點(diǎn)在該圖中都明顯的表現(xiàn)出來，這進(jìn)一步驗(yàn)證了該系統(tǒng)

40、的正確性。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　MSK是FSK的一種特例。它是一種恒定包絡(luò)的調(diào)制方式，MSK信號(hào)功率譜密度相對(duì)集中，頻帶利用率高，頻帶較寬，信道有效性高，可靠性高，電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。而且其頻帶利用率低于QPSK，功率效率與QPSK相同，但其抗非線性的性能要優(yōu)于QPSK,甚至優(yōu)于π/4-QPSK,它的帶外輻射要比QPSK的帶外輻射

41、低。</p><p>　　MSK作為理論發(fā)展最成熟的調(diào)制方式之一，對(duì)其的研究仍然具有很重大的意 義，因此，我們選擇了MSK調(diào)制方式做仿真研究。仿真這幾種理論已經(jīng)很成熟的數(shù)字調(diào)制方式，一方面，可以更容易將仿真結(jié)果與成熟的理論進(jìn)行比較，從而驗(yàn) 證仿真的合理性；另一方面，也可以以此為基礎(chǔ)將仿真系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)擴(kuò)展，使其 成為仿真更多的數(shù)字調(diào)制方式的模板。 </p><p>　　基于MATLAB Si

42、mulink模塊的數(shù)字調(diào)制信號(hào)仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有許多仿真系 統(tǒng)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。該系統(tǒng)使用起來便利、簡(jiǎn)單、直觀, 達(dá)到了系統(tǒng)仿真和動(dòng)態(tài) 顯示的設(shè)計(jì)效果。通過仿真結(jié)果分析，我們直觀形象的看到了MSK調(diào)制系統(tǒng)各環(huán) 節(jié)時(shí)域和頻域的對(duì)比圖及相關(guān)的特性。 </p><p>　　首先從數(shù)字調(diào)制解調(diào)的眾多方式中引出MSK，進(jìn)而研究MSK的基本特點(diǎn)及調(diào)制解調(diào)原理，然后簡(jiǎn)要介紹 MATLAB及其使用MATLAB中Simulink仿真模

43、塊進(jìn)行仿真的相關(guān)方法和理論；最后使用MATLAB為工具，用Simulink仿真模塊對(duì)MSK調(diào)制解調(diào)原理進(jìn)仿真， 并進(jìn)行必要的比較及深入分析。 </p><p>　　通過本次課程設(shè)計(jì)得到的結(jié)論有： </p><p>　?。?）MSK信號(hào)是2FSK的改進(jìn)，具有恒定包絡(luò)，連續(xù)相位，頻譜帶寬窄等許多優(yōu) 點(diǎn)。MSK具有兩種調(diào)制方式，即正交調(diào)制和CPE+MM調(diào)制。由于MSK信號(hào)是一種 2FSK信號(hào)，所

44、以它也像2FSK信號(hào)那樣，可以采用相干解調(diào)或非相干解調(diào)方法， 除此之外，MSK信號(hào)還可以采用延時(shí)判決相干解調(diào)的方法。 </p><p>　?。?）MATLAB是一種跨平臺(tái)的超高級(jí)語言，具有許多獨(dú)特的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。Simulink是MATLAB提供的動(dòng)態(tài)仿真工具，用于對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真和分析的工具。 通過實(shí)驗(yàn)仿真深刻體會(huì)MATLAB語言的優(yōu)勢(shì)及使用Simulink仿真的便利。 </p><p

45、>　?。?）在實(shí)驗(yàn)仿真分析階段，結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)MSK系統(tǒng)誤碼率、功率譜密度、系 統(tǒng)眼圖、星座圖進(jìn)行分析后得到：MSK的系統(tǒng)誤碼率較低，波形的振幅非常穩(wěn)定，相移較小；系統(tǒng)的能量集中在5—10Hz處，即頻率較低處；系統(tǒng)眼圖中的“眼睛”張開地比較大，線條也比較清晰，也就說此系統(tǒng)的碼間串?dāng)_較小，噪聲對(duì)其的影響也較??；在MSK信號(hào)星座圖中，1比特區(qū)間僅使用圓周的1/4，信號(hào)點(diǎn)必是軸上4個(gè)點(diǎn)中任何一個(gè)，因此，相位必然連續(xù)。</p>

46、<p><b>　　致 謝</b></p><p>　　作為對(duì)本科學(xué)習(xí)階段的總結(jié)和檢驗(yàn)，本文是在xx老師的直接指導(dǎo)下</p><p>　　完成的。在本文的理論研究、實(shí)驗(yàn)仿真及撰寫論文期間得到了很多老師和同學(xué)的 幫助，在這里我主要要感謝的是我的老師李翠華老師。在課程設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中， 李老師在理論知識(shí)、工作任務(wù)、工作進(jìn)度安排等方面給了我大量的指導(dǎo)和幫助，在

47、此，我向李老師致以由衷的謝意！ </p><p>　　同時(shí)，我還要感謝幫助我的學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)以及各位老師，從他們身上我不僅儲(chǔ)備了理論知識(shí)，更學(xué)到了一絲不茍、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的科學(xué)態(tài)度。另外，還要感謝和我一起做課設(shè)的xx同學(xué)，她們?cè)谡n設(shè)中給予我很多的幫助和照顧。在這里，我對(duì)他們表示感謝。 </p><p>　　最重要的是家人對(duì)我的關(guān)心和愛護(hù)鼓勵(lì)著我不斷前進(jìn)，特別感謝父母在生活上給予的無微不至的關(guān)心和對(duì)我學(xué)

48、業(yè)的鼓勵(lì)和支持。 </p><p>　　最后，再一次感謝所有培養(yǎng)、照顧、關(guān)心和支持我的師長、家人和朋友們！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]傅祖蕓.信息論基礎(chǔ)理論與應(yīng)用.第二版.北京：電子工業(yè)出版社，2007年. </p><p>　　[2]樊昌信，曹麗娜.通信原理.第六版.北京：

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