MSK調(diào)制解調(diào)實驗報告

1、實驗一 MSK調(diào)制解調(diào)實驗報告一、實驗原理及工作過程1、MSK調(diào)制原理MSK稱為最小移頻鍵控，是移頻鍵控（FSK）的一種改進型。這里“最小”指的是能以最小的調(diào)制指數(shù)（即0.5）獲得正交信號，它能比PSK傳送更高的比特速率。二進制MSK信號的表達式可寫為： 載波角頻率；碼元寬度；第k個碼元中的信息，其取值為±1；第k個碼元的相位常數(shù)，它在時間中保持不變；當(dāng)1時，信號的頻率為：當(dāng)1時，信號的頻率為：由此可得頻率之差為：那么MSK信號波形如圖2.1-1所示：圖2.1-1 MSK信號波形為了保持相位的連續(xù)，在t=時間內(nèi)應(yīng)有下式成立：=（）（）即：當(dāng)時，=；當(dāng)時，=±（）；若令0，則

2、0或±，此式說明本比特內(nèi)的相位常數(shù)不僅與本比特區(qū)間的輸入有關(guān)，還與前一個比特區(qū)間內(nèi)的輸入及相位常數(shù)有關(guān)。= 令， 則：為了便于理解如圖2.1-2所示：圖2.1-2 碼元變換及成形信號波形圖根據(jù)上面描述可構(gòu)成一種MSK調(diào)制器，其方框圖如圖2.1-3所示：圖2.1-3 MSK調(diào)制原理框圖輸入數(shù)據(jù)NRZ，然后通過CPLD電路實現(xiàn)差分編碼及串/并轉(zhuǎn)換，得到Ik、Qk兩路數(shù)據(jù)。波形選擇地址生成器是根據(jù)接受到的數(shù)據(jù)（Ik或Qk）輸出波形選擇的地址。EEPROM（各種波形數(shù)據(jù)存儲在其中）根據(jù)CPLD輸出的地址來輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)，然后通過DA轉(zhuǎn)換器得到我們需要的基帶波形，最后通過乘法器調(diào)制，運放求和就

3、得到了我們需要的MSK調(diào)制信號。MSK基帶波形只有兩種波形組成，見圖2.1-4所示：圖2.1-4 MSK成形信號在MSK調(diào)制中，成形信號取出原理為：由于成形信號只有兩種波形選擇，因此當(dāng)前數(shù)據(jù)取出的成形信號只與它的前一位數(shù)據(jù)有關(guān)。如果當(dāng)前數(shù)據(jù)與前一位數(shù)據(jù)相同，輸出的成形信號就相反（如果前一數(shù)據(jù)對應(yīng)波形1，那么當(dāng)前數(shù)據(jù)對應(yīng)波形2）；如果當(dāng)前數(shù)據(jù)與前一位數(shù)據(jù)相反，輸出的成形信號就相同（如果前一數(shù)據(jù)對應(yīng)波形1，那么當(dāng)前數(shù)據(jù)仍對應(yīng)波形1）。2、MSK解調(diào)原理MSK信號的解調(diào)與FSK信號相似，可以采用相干解調(diào)，也可以采用非相干解調(diào)方式。本實驗?zāi)K中采用一種相干解調(diào)的方式。已知：把該信號進行正交解調(diào)可得到：

4、Ik路 =+Qk路 =+我們需要的是、兩路信號，所以必須將其它頻率成份、通過低通濾波器濾除掉，然后對、采樣即可還原成、兩路信號。根據(jù)上面描述可構(gòu)成一種MSK解調(diào)器，其方框圖如圖2.1-5所示：圖2.1-5 MSK解調(diào)原理框圖將得到的MSK調(diào)制信號正交解調(diào)，通過低通濾波器得到基帶成形信號，并對由此得到的基帶信號的波形進行電平比較得到數(shù)據(jù)，再將此數(shù)據(jù)經(jīng)過CPLD的數(shù)字處理，就可解調(diào)得到NRZ碼。在實際系統(tǒng)中，相干載波是通過載波同步獲取的，相干載波的頻率和相位只有和調(diào)制端載波相同時，才能完成相干解調(diào)。由于載波同步不是本實驗的研究內(nèi)容，因此在本模塊中的相干載波是直接從調(diào)制端引入，因此解調(diào)器中的載波與調(diào)

5、制器中的載波同頻同相。載波同步的實驗可在本實驗箱的CDMA系統(tǒng)中實現(xiàn)。二、實驗數(shù)據(jù)記錄1、MSK調(diào)制實驗分別觀察差分編碼后的“NRZ”處波形，并由此串并轉(zhuǎn)換得到的“DI”、“DQ”兩路數(shù)據(jù)波形。測量點波形NRZCH1：DICH2：DQ分別觀察“I路成形”信號波形、“Q路成形”信號波形、“I路調(diào)制”同相調(diào)制信號波形、“Q路調(diào)制”正交調(diào)制信號波形、“調(diào)制輸出”波形。測量點波形I路成形Q路成形I路調(diào)制Q路調(diào)制調(diào)制輸出用示波器觀察“I路成形”信號、“Q路成形”信號的X-Y波形。2、MSK解調(diào)實驗分別觀察“I路解調(diào)”信號波形、“Q路解調(diào)”信號波形、“I路濾波”信號波形、“Q路濾波”信號波形。測量點波形I路解調(diào)Q路解調(diào)I路濾波Q路濾波分別觀察解調(diào)的“DI”、“DQ”兩路數(shù)據(jù)波形，由此并/串轉(zhuǎn)換得到的差分編碼 “NRZ”波形，并觀察解調(diào)輸出的波形。測量點波形CH1:DICH2:DQNRZ最后比較調(diào)制端“NRZ”波形和解調(diào)端“NRZ”波形。測量點波形CH1：調(diào)制端NRZCH2：解調(diào)端NRZ三、實驗思考題1、什么是最小移頻鍵控？ 調(diào)制指數(shù)h=0.5的CPFSK稱為最小移頻鍵控（MSK）2、MSK信號具有哪些特點？MSK信號包絡(luò)恒定，即為等幅波。MSK信號的頻偏必須等于±1/4Tb，其調(diào)制指