基于SystemView的MSK的调制与解调仿真

一、实验名称：基于SystemView的MSK通信系统的仿真二、实验环境：一台电脑、操作系统、SystemView软件三、实验目的：1.掌握电路设计的基本思路和方法；2.掌握系统各功能模块的基本工作原理；3.提高对所学理论知识的理解能力；4.能提高对所学知识的实际应用能力；四、实验要求：1.学习SystemView仿真软件的使用；2.对需要仿真的通信系统各功能模块的工作原理进行分析；3.提出系统的设计方案，选用合适的模块；4.对所设计系统进行仿真；5.并对仿真结果进行分析。五、实验原理：1、MSK的调制原理MSK(最小频移键控)是移频键控FSK的一种改进形式。在FSK方式中，每一码元的频率不变或者跳变一个固定值，而两个相邻的频率跳变码元信号，其相位通常是不连续的。MSK方式，是FSK信号的相位始终保持连续变化的一种特殊方式，可以看成是调制指数为0．5的一种CPFSK信号。它是2FSK的一种特殊情况，在相邻符号交界处相位保持连续，具有正交信号的最小频差。最小频移键控（MSK）信号是一种包络恒定、相位连续、带宽最小并且严格正交的2FSK信号，其波形图如下：MSK信号可以看成是一种特殊的相位连续2FSK信号，即保证两个频率键控信号正交的前提下，使用最小的频偏，此时必须满足：MSK信号第n个码元的时间函数：MSK具体调制过程如下：先将输入的基带信号进行差分编码，然后经串/并转换将其分成I、Q两路，并互相交错一个码元宽度，再用加权函数cos（πt/2Tb）和sin（πt/2Tb）分别对I、Q两路数据加权，然后将两路数据分别用正交载波调制，最后将I、Q两路调制信号相加即得到MSK调制信号。调制原理如图（1）所示。2、MSK的解调原理由于MSK信号是他、一种2FSK信号，所以它也像2FSK信号那样，可以采用相干解调或非相干解调的方法，除此之外，MSK信号还可以采用延时判决相干解调的方法。六、实验内容1.MSK调制2.MSK解调七、实验结果：1.MSK调制基带信号波形串并变换后的I路信号串并变换后的Q路信号I路的加权信号Q路的加权信号MSK调制输出信号2.MSK解调MSK解调输出信号调制信号的功率谱密度实验分析：在本次的仿真过程中，系统的实现是分两个阶段来完成的。首先，是要单独地实现MSK信号的数字化调制，本次实验是对一种理想化的信号进行的调制；其次，是对与MSK信号的数字化解调的实现，由于解调是对已调信号而言的，所以在调制完成后直接进行了解调。在本次试验中，我采用了频率为100Hz的PNseq作为原始的输入信号，在通过采样器之后的采样值经过串并变化器后分为两路信号，并且相互交错一个码元宽度。再分别对这两路信号进行加权和正交载波调制，然后相加后得到调制后的MSK信号。再将之前调制好的信号作为原始信号，把f=1/4T的正弦波和余弦波分别经过乘法器与已调信号相乘，然后通过科斯塔斯环，捕获高频载波，经过乘法器完成相干解调。然后再通过低通滤波器滤除高频分量，再抽样和比较判决。经抽样保持以后在进行串并转换，最后将两路信号送入加法器进行合并，得到解调信号。参数设置：八、心得体会MSK信号是2FSK的改进，具有恒定包络，相位连续，频谱带宽窄等许多优点。MSK具有两种调制方法，即正交调制和CPE+MM调制。由于MSK信号是一种2FSK信号，所以它也像2FSK信号那样，可以采用相干解调或非相干解调方法，除此之外，MSK信号还可以采用时延判决相干解调的方法。在这为期一周的时间里，从第一天的查资料开始，这是一个从无到有的过程，在研究了书和许多论文资料之后，我开始着手于本次的课题：基于SystemView的MSK的调制与解调仿真分析。在刚开始还处于起步的状态，原理图的问题、参数的问题、波形调整的问题接连不断，例如，在MSK信号的调制过程中，有两个载波，这两个载波需要不同的频率参数，但是一开始并没有意识到只一点。很多很多的问题在与同学的讨论中得以解决。特别是第二天上午的交流会，在听别的同学的讲解过程中有许多模糊的问题许多没有注意到的问题被别人提出了，也有很多同学分享了一些自己的错误经验，之中也有一些相似的问题让我收获良多、得以解决自己的问题。本次的课程设计不仅让我熟悉了SystemView软件的操作，同时也学习了MSK信号的原理以及对其调制与解调的仿真。时间比较短，但是充实、获益良多，也锻炼了自己自主学习的能力，同时也很感谢同学与老师在此期间的帮助。