MSK調(diào)制解調(diào)實(shí)現(xiàn)

1、-. z.- - - z - 4.2最小頻率鍵控MSKMSK根本原理MSK信號(hào)是一種相位連續(xù)、包絡(luò)恒定并且占用帶寬最小的二進(jìn)制正交FSK信號(hào)。它的第k個(gè)碼元可以表示為： (2-1)式中，為視在角載頻；T為第k個(gè)碼元確定的初始相位。由上式可以看出，當(dāng)時(shí)，碼元頻率等于；當(dāng)時(shí)，碼元頻率等于。故和的距離等于。這是2FSK信號(hào)最小頻率間隔。式(2-1)可以用頻率為的兩個(gè)正交分量表示。將式(2-1)進(jìn)展三角公式變換，得到： 3-1式中， 3-2式2-2表示，此MSK信號(hào)可以分解為同相分量I和正交分量Q兩局部。MSK信號(hào)的調(diào)制由式2-2可知，MSK信號(hào)可以用兩個(gè)正交的分量表示。根據(jù)該式構(gòu)成 的MSK信號(hào)的產(chǎn)

2、生方框圖如圖2-2所示。移相/2振蕩帶通濾波振蕩移相/2串/并變換差分編碼MSK信號(hào)圖2-2 MSK調(diào)制原理圖MSK信號(hào)的解調(diào)由于MSK信號(hào)是最小二進(jìn)制FSK信號(hào)，所以它可以采用解調(diào)FSK信號(hào)的相干法和非相干法解調(diào)。圖2-3是MSK信號(hào)的解調(diào)原理框圖。載波提取90相移積分判決積分判決抽樣保持抽樣保持模2乘MSK信號(hào)-2iT,(2i+1)T(2i-1)T,(2i+1)Tpq解調(diào)輸出 圖2-3 MSK信號(hào)的解調(diào)原理圖 MSK仿真實(shí)現(xiàn)過(guò)程1.3設(shè)計(jì)步驟 先定義MSK輸入信號(hào)的參數(shù)然后用dmod函數(shù)做輸入的調(diào)制，之后畫(huà)相應(yīng)的頻譜圖。再用dedmod做解調(diào)輸出。然后參加噪聲，再進(jìn)展解調(diào)輸出。1. 定義載

3、波頻率Fs,輸出信號(hào)頻率Fd,采樣頻率Fs。2設(shè)置輸入信號(hào)*，同時(shí)做信號(hào)的調(diào)制。3. 畫(huà)出相應(yīng)的波形圖。4. 做輸出信號(hào)的解調(diào)波形，同時(shí)畫(huà)解調(diào)波形圖。5. 參加高斯白噪聲。再進(jìn)展信號(hào)的解調(diào)輸出，畫(huà)相應(yīng)的波形。6. 對(duì)結(jié)果進(jìn)展比擬分析。MSK信號(hào)的產(chǎn)生因?yàn)镸SK信號(hào)可以用兩個(gè)正交的分量表示： k-1TstkTs式中：右端第1項(xiàng)稱(chēng)作同相分量，其載波為；第2項(xiàng)稱(chēng)作正交分量，其載波為。 在仿真時(shí)先設(shè)置輸入信號(hào)的參數(shù)：載波頻率Fc調(diào)制后,數(shù)字信號(hào)速率Fd,模擬信號(hào)采樣率Fs。之后產(chǎn)生要調(diào)制的隨機(jī)數(shù)字信號(hào)*;然后用dmod函數(shù)進(jìn)展調(diào)制，產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)。dmod函數(shù)是MATLAB中一個(gè)常用來(lái)進(jìn)展信號(hào)調(diào)制的函數(shù)

4、，它后面的參數(shù)包括被調(diào)制信號(hào)，載波信號(hào)的頻率，輸出信號(hào)的速率以及采樣速率和所進(jìn)展調(diào)制的函數(shù)。局部程序代碼和仿真圖如下所示：M=2; %定義輸入隨機(jī)信號(hào)的參數(shù)Fc=20; %載波信號(hào)的頻率Fc為20；Fd=10; %輸出信號(hào)的速率Fd為10；Fs=200; %采樣速率Fs為200；*=randint(1,10000);%產(chǎn)生隨機(jī)的輸入序列y=dmod(*,Fc,Fd,Fs,msk); %對(duì)用dnod函數(shù)對(duì)輸入的隨機(jī)序列進(jìn)展調(diào)制圖3-1MSK調(diào)制信號(hào)的波形 由調(diào)制波形圖可以看出MSK的調(diào)制信號(hào)特性與2FSK調(diào)制信號(hào)的特性非常的相似，即：當(dāng)輸入信號(hào)為1時(shí)，調(diào)制后的波形比輸入信號(hào)為0時(shí)的波形要密。同時(shí)

5、MSK信號(hào)的包絡(luò)是恒定的，相位則是連續(xù)的。帶寬相對(duì)于一般的2FSK信號(hào)要小，而且正交。MSK解調(diào)實(shí)現(xiàn)由于MSK信號(hào)是最小二進(jìn)制FSK信號(hào)，所以它可以采用解調(diào)FSK信號(hào)的相干法和非相干法解調(diào)。在進(jìn)展程序仿真時(shí)，用ddemod函數(shù)進(jìn)展調(diào)制信號(hào)的解調(diào)。同時(shí)畫(huà)出解調(diào)前后的時(shí)域與頻域的波形圖。在畫(huà)頻域的波形圖時(shí)先對(duì)已調(diào)信號(hào)與解調(diào)信號(hào)進(jìn)展DTFT變換，之后畫(huà)出相應(yīng)的波形。ddemod函數(shù)是與dmod函數(shù)相對(duì)應(yīng)，用來(lái)對(duì)已調(diào)信號(hào)進(jìn)展解調(diào)的。其后面的參數(shù)與dmod函數(shù)后的一模一樣。局部程序與仿真波形圖如下所示：z=ddemod(y,Fc,Fd,Fs,msk); %對(duì)調(diào)制后的MSK信號(hào)進(jìn)展解調(diào)圖3-2 MSK信號(hào)

6、的解調(diào)波形 由解調(diào)信號(hào)的時(shí)域波形可以看出，解調(diào)后的波形與原始輸入信號(hào)的波形完全一致。同時(shí)不難發(fā)現(xiàn)解調(diào)后的信號(hào)很穩(wěn)定。n1=1:1:length(y);w=0:1:1000*pi/500; n2=1:1:10000;w=0:1:1000*pi/500;%定義頻域參數(shù) n1為y的長(zhǎng)度，n2為輸入原始信號(hào)的長(zhǎng)度Y=y*e*p(-j*n1*w); %對(duì)已調(diào)信號(hào)進(jìn)展DTFT變換Z=z*e*p(-j*n2*w); %對(duì)解調(diào)信號(hào)進(jìn)展DTFT變換magY=abs(Y);magZ=abs(Z);圖3-3 MSK信號(hào)解調(diào)前后的頻域波形由解調(diào)后的頻域波形可以看出MSK信號(hào)的穩(wěn)定性很好，說(shuō)明MSK信號(hào)的抗噪聲性能很強(qiáng)

7、。 圖3-4 調(diào)制前解調(diào)后的頻域波形通過(guò)調(diào)制前和解調(diào)后的頻域波形比擬，發(fā)現(xiàn)解調(diào)非常的成功，波形被完整無(wú)誤的輸出來(lái)。疊加噪聲的MSK解調(diào)由于信號(hào)在傳輸?shù)倪^(guò)程中難免要受到外來(lái)噪聲的影響，所以在進(jìn)展通信仿真時(shí)務(wù)必要在理想的模擬通信系統(tǒng)中參加高斯白噪聲對(duì)系統(tǒng)進(jìn)展影響，以此來(lái)判斷一個(gè)通信系統(tǒng)抗噪聲性能的好壞。利用awagn函數(shù)對(duì)已調(diào)信號(hào)參加信噪比為0.001的高斯白噪聲。然后對(duì)參加了噪聲的已調(diào)信號(hào)進(jìn)展解調(diào)，同時(shí)畫(huà)出其時(shí)域與頻域的波形，將其與沒(méi)有加噪聲的調(diào)制信號(hào)進(jìn)展比擬，不難發(fā)現(xiàn)：參加噪聲后對(duì)已調(diào)信號(hào)的影響很大，但對(duì)解調(diào)信號(hào)而言，噪聲對(duì)解調(diào)后的影響還是有一定限度的。這說(shuō)明MSK解調(diào)系統(tǒng)的抗噪聲性能很強(qiáng)。仿

8、真的局部程序與相應(yīng)的仿真波形圖如下所示：y1=awgn(y,0.001); %對(duì)已調(diào)信號(hào)參加高斯白噪聲z1=ddemod(y,Fc,Fd,Fs,msk); %對(duì)參加高斯白噪聲的調(diào)制信號(hào)進(jìn)展解調(diào)num1,ratio1=symerr(*,z2) %對(duì)參加噪聲后解調(diào)的信號(hào)進(jìn)展誤碼率的測(cè)定通過(guò)symerr函數(shù)對(duì)解調(diào)信號(hào)的誤碼率進(jìn)展測(cè)定，得到的誤碼率為0.0024.因?yàn)檩斎氲碾S機(jī)序列長(zhǎng)度為10000，錯(cuò)了24個(gè)。說(shuō)明MSK信號(hào)的抗噪聲性能很強(qiáng)。當(dāng)將信噪比變?yōu)?時(shí)，輸出的誤碼率很快發(fā)生了變化,由原來(lái)的0.0024變?yōu)榱?.0000e-004.圖形也同時(shí)發(fā)生了變化。通過(guò)圖形的比擬，可以發(fā)現(xiàn)噪聲對(duì)調(diào)制信號(hào)的影響很大，但通過(guò)解調(diào)后影響相對(duì)減小了很多。圖3-5信噪比為0.001的 MSK信號(hào)加噪聲解調(diào)前后的時(shí)域波形圖3-6 信噪比為1的MSK信號(hào)加噪聲解調(diào)前后的時(shí)域波形Y1=y1*e*p(-j*n1*w); %對(duì)加噪聲后的已調(diào)信號(hào)進(jìn)展DTFT變換Z1=z1*e*p(-j*n2*w); %對(duì)加噪聲后的解調(diào)信號(hào)進(jìn)展DTFT變換magY1=abs(Y1);magZ1=abs(Z1);圖3-7信噪比為2的 MSK信號(hào)加噪聲解調(diào)前后的頻域波形在屢次改變信噪比后，將信噪比與誤碼率聯(lián)合