MSK调制解调实验报告
msk调制与解调
msk调制与解调引言：在现代通信系统中，调制和解调是基本的信号处理技术。
而在调制和解调的方法中，最常用的之一就是Minimum Shift Keying (MSK)调制和解调技术。
本文将深入探讨MSK调制与解调的原理、特点以及应用。
一、MSK调制的原理MSK调制是一种连续相位调制技术，其基本原理是通过改变载波的相位来传输数字信号。
MSK调制的关键在于选择合适的载波频率和相位变化规律。
1.1 载波频率选择在MSK调制中，载波的频率应该满足一定的条件，即与数据速率相等或是其整数倍。
这样可以确保每个数据比特对应一个载波周期，避免信息的混叠和交叠。
1.2 相位变化规律MSK调制的特点之一是相位变化为连续的线性函数，即相位在每个符号周期内以恒定的速率线性变化。
这种相位变化规律使得MSK信号的频谱特性更加优良，有利于抗干扰和传输性能的提高。
二、MSK调制的特点MSK调制具有许多优点，使其成为现代通信系统中广泛使用的调制技术。
2.1 频谱效率高由于MSK调制的相位变化规律为线性连续变化，其频谱特性非常优秀。
相邻的频带之间没有交叠，使得频谱利用率更高，频谱效率更大。
2.2 抗多径衰落能力强MSK调制对于多径衰落的抗干扰能力较强，能够有效地抑制多径衰落引起的码间干扰，提高信号的传输质量。
2.3 抗相位偏移干扰由于MSK调制的相位变化规律为线性连续变化，相位偏移对于信号的影响较小。
因此，MSK调制对于相位偏移干扰具有较好的抗干扰能力。
三、MSK解调的原理MSK解调是将调制信号还原为原始数字信号的过程，其原理与调制相对应。
3.1 相干解调相干解调是MSK解调的一种常用方法。
它通过与接收信号进行相干检测，提取出信号的相位信息，从而实现解调。
3.2 频率鉴别解调频率鉴别解调是另一种常见的MSK解调方法。
它通过对接收信号的频率进行鉴别，来实现解调。
四、MSK的应用MSK调制与解调技术在许多通信系统中被广泛应用。
4.1 无线通信系统在无线通信系统中，MSK调制与解调技术被广泛应用于GSM、CDMA等数字通信系统中，以提高信号的传输质量和抗干扰能力。
调制解调实验报告
调制解调实验报告一、实验目的本次调制解调实验的主要目的是深入理解调制解调的基本原理和技术，通过实际操作和观察实验现象，掌握常见调制解调方式的性能特点，并能够对实验结果进行分析和总结。
二、实验原理1、调制的概念调制是将原始信号（基带信号）的某些特征按照一定的规则变换到另一个信号（已调信号）的过程。
其目的是为了使信号能够在特定的信道中有效传输，例如增加信号的抗干扰能力、实现频谱搬移等。
2、常见的调制方式（1）幅度调制（AM）：使载波的幅度随基带信号的变化而变化。
（2）频率调制（FM）：使载波的频率随基带信号的变化而变化。
（3）相位调制（PM）：使载波的相位随基带信号的变化而变化。
3、解调的概念解调是调制的逆过程，从已调信号中恢复出原始基带信号。
三、实验设备与器材1、信号发生器用于产生不同频率和幅度的基带信号。
2、调制器模块实现对基带信号的调制功能。
3、解调器模块用于对已调信号进行解调，恢复出原始基带信号。
4、示波器用于观察输入输出信号的波形。
5、频谱分析仪用于分析信号的频谱特性。
四、实验步骤1、连接实验设备按照实验电路图，将信号发生器、调制器、解调器、示波器和频谱分析仪等设备正确连接。
2、产生基带信号使用信号发生器产生一定频率和幅度的正弦波作为基带信号。
3、幅度调制实验（1）设置调制器的参数，如载波频率、调制深度等。
（2）观察示波器上已调信号的幅度变化，并与基带信号进行对比。
（3）使用频谱分析仪观察已调信号的频谱分布。
4、频率调制实验（1）调整调制器的参数，实现频率调制。
（2）在示波器上观察已调信号的频率变化。
（3）通过频谱分析仪分析频率调制信号的频谱。
5、相位调制实验（1）设置调制器进行相位调制。
（2）观察已调信号的相位变化情况。
（3）用频谱分析仪查看相位调制信号的频谱特征。
6、解调实验（1）将已调信号输入解调器。
（2）调整解调器的参数，使解调输出尽可能接近原始基带信号。
（3）在示波器上比较解调输出信号与原始基带信号。
全数字MSK调制解调器的设计与实现的开题报告
全数字MSK调制解调器的设计与实现的开题报告一、研究背景与意义全数字调制解调器是数字信号处理领域中的重要研究方向，其在现代通信系统中具有广泛的应用。
全数字MSK调制解调器在数码通信和无线通信中有着广泛的用途，其可以利用相干解调技术实现高效、可靠的通信。
随着无线通信技术的快速发展，全数字MSK调制解调器的研究与应用显得尤为重要。
二、研究目的与方法本课题旨在设计一种全数字MSK调制解调器，实现高效、实用的通信功能。
通过数字信号处理技术、相干解调技术等方法，提高调制解调器的信号质量和稳定性，以满足实际通信系统中的要求。
具体的研究方法包括理论分析、模拟仿真和硬件实现等。
三、主要内容与进度安排本课题的主要研究内容包括以下几个方面：1. MSK调制的原理和实现方法：研究MSK调制的信号生成、调制方式、调制误差等问题，通过模拟仿真等方法分析实现方案。
2. 全数字MSK调制解调器的设计：基于FPGA实现全数字的MSK调制解调器，包括分频器、正交混频器、低通滤波器等模块的设计与实现。
3. 相干解调技术的研究：研究相干解调技术的原理、误差补偿等问题，提高解调器的灵敏度和鲁棒性。
4. 硬件实现与性能测试：基于FPGA实现全数字MSK调制解调器，对系统进行性能测试，验证实现方案的有效性和可靠性。
本课题计划在1年的时间内完成，具体的进度安排如下：第1-3个月：研究MSK调制的原理和实现方法，完成调制信号的生成和误差分析等工作。
第4-6个月：设计全数字MSK调制解调器的硬件平台，包括分频器、正交混频器等模块的设计与实现。
第7-9个月：研究相干解调技术，提高解调器的灵敏度和鲁棒性，完成调制解调器的设计。
第10-12个月：硬件实现与性能测试，对系统进行性能测试，验证实现方案的有效性和可靠性。
四、研究难点与解决方案本课题的难点主要集中在以下几个方面：1. MSK调制误差的分析与优化：通过理论分析和模拟仿真等方法，对MSK调制误差进行分析和优化，提高调制的质量和可靠性。
MSK调制实验指导书
MSK调制实验指导书一、实验目的1、了解MSK调制的基本原理2、熟悉软件完成MSK的过程二、实验仪器1、软件无线电调制模块，位号：B、C2、双踪示波器1台3、DSP Emulator4、信号连接线三、实验原理1、MSK调制原理MSK(最小频移键控)是移频键控FSK的一种改进形式。
在二进制FSK方式中载波频率随着调制信号“1”或“0”而变，其相位通常是不连续的。
MSK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。
2、MSK调制原理框图：3、MSK输出波形：四、实验步骤：1、创建新工程文件：1）打开Code Composer Studio软件并建立workspace：点击Browse浏览并选择想要建立workspace的位置，之后生成的各种文件将保存在此目录下。
将workspace选择为F:\ti，点击ok建立完成。
2）新建CCS工程文件：点击File>New>CCS Project:输入工程文件名，并按下图进行配置，点击finish完成配置：工程名选择C5400系列选择TMS320C5402型号选择仿真器型号选择建立空工程双击MSKmode,鼠标右击名为VC5402.cmd的文件并点击Delete删掉该文件：鼠标右击MSKmode文件夹并选择Add Files:打开Communication theory文件夹>>MSK文件夹并选择如图所示文件，打开：选择copy files，点击ok:双击main.c，打开待改原程序：（注：1.缺少的头文件添加方式同前几个实验。
）2、修改程序：1）注释掉无关语句（由于msk调制不需要滤波器，注释掉以下语句）：2）在OUT函数中如图位置调用MSKinit()函数和MSKmode()函数：（此两个函数需要同学们自己定义并自己进行填充）3）填充函数框架：void MSKint(){}void MSKmode() {}3、Build All 、Debug 。
msk,gmsk非相干数字解调实验心得
在进行msk和gmsk非相干数字解调实验心得之前，我们首先需要了解什么是msk和gmsk以及非相干数字解调的概念。
MSK全称为最小频移键控（Minimum Shift Keying），是一种调制方式，它的频率偏离与数据速率成正比。
GMSK是德国移动通信系统中使用的一种调制方式，是对MSK的改进，通过对MSK信号进行有限脉冲响应滤波，使其符号间干扰更小。
非相干数字解调是指在没有接收到信号的相位信息时进行信号解调的一种技术。
这三个概念将是本文的主要关注点。
msk和gmsk非相干数字解调实验的目的在于通过实际操作，加深对这些调制方式和解调技术的理解，从而更好地应用于实际工程和科研中。
通过实验，我们能够了解这些调制方式和解调技术的性能特点，以及它们在不同条件下的适用性和局限性。
在实验中，我们首先搭建msk和gmsk非相干数字解调的实验评台。
我们进行了一系列的实验操作，包括信号的产生、传输、接收和解调等过程。
在实验过程中，我们发现了一些有趣的现象和规律。
通过实际操作，我们发现msk和gmsk调制方式在抗多径衰落和频率偏移方面具有较好的性能。
这意味着它们在移动通信等多径传播环境下有着较强的适用性。
我们发现非相干数字解调技术能够在一定程度上克服信道中的相位扭曲和时钟偏移等问题，从而实现对信号的正确解调。
然而，我们也发现非相干数字解调技术有一定的性能损失，对信号的解调精度较高要求等局限性。
通过这些实验，我们不仅深入理解了msk和gmsk的调制特点和非相干数字解调的原理，还对它们在实际应用中的表现有了更清晰的认识。
我们认为，在未来的移动通信和数字通信领域，msk和gmsk调制方式以及非相干数字解调技术依然将发挥重要作用，但也需要在实际应用中进一步加以优化和改进。
通过msk和gmsk非相干数字解调实验，我们得以全面地了解了这些调制方式和解调技术的特点和应用，从而为我们今后的工作和研究提供了重要的参考和指导。
希望本文对您对msk和gmsk非相干数字解调有所帮助。
MSK调制解调实现
4.2最小频率键控（MSK ） 4.2.1 MSK 基本原理MSK 信号是一种相位连续、包络恒定并且占用带宽最小的二进制正交FSK 信号。
它的第k 个码元可以表示为：()）（k k s k t Ta t w t s φπ++=2cos ()kT t T k ≤<-1 (2-1) 式中，s s f w π2=为视在角载频；1±=k a ；T 为第k 个码元确定的初始相位。
由上式可以看出，当1+=k a 时，码元频率1f 等于T f s 4/1+；当1-=k a 时，码元频率0f 等于T f s 4/1-。
故1f 和0f 的距离等于T 2/1。
这是2FSK 信号最小频率间隔。
式(2-1)可以用频率为s f 的两个正交分量表示。
将式(2-1)进行三角公式变换，得到：t w Ttq t w Ttp t s s k s k k sin 2sincos 2cos)(ππ-= ()kT t T k ≤<-1 （3-1）式中， 1cos ±==k k p ϕ 1cos ±==k k k a q ϕ （3-2） 式（2-2）表示，此MSK 信号可以分解为同相分量（I ）和正交分量（Q ）两部分。
MSK 信号的调制由式（2-2）可知，MSK 信号可以用两个正交的分量表示。
根据该式构成 的MSK 信号的产生方框图如图 2-2所示。
图2-2 MSK调制原理图MSK信号的解调由于MSK信号是最小二进制FSK信号，所以它可以采用解调FSK信号的相干法和非相干法解调。
图2-3是MSK信号的解调原理框图。
图2-3 MSK信号的解调原理图4.2.2 MSK仿真实现过程1.3设计步骤先定义MSK输入信号的参数然后用dmod函数做输入的调制，之后画相应的频谱图。
再用dedmod做解调输出。
然后加入噪声，再进行解调输出。
1. 定义载波频率Fs,输出信号频率Fd,采样频率Fs 。
2．设置输入信号X ，同时做信号的调制。
MSK、GMSK调制及相干解调实验
实验二MSK、GMSK调制及相干解调实验实验目的：1.掌握MSK调制、相干解调原理及特性；2.了解MSK调制与GMSK调制的差别。
实验内容：1.编写MATLAB程序仿真MSK调制及相干解调；2.观察I、Q两路基带信号的特征及与输入NRZ码的关系；3.观察I、Q调制解调过程中信号的变化；4.对程序做修改，进行GMSK调制及解调仿真；5.分析仿真中观察的数据，撰写实验报告。
仿真代码：clear allclcglobal dt df t f Nclose allpi=3.1415926;fc=5;N=2^8;L=8;M=N/L;Rb=2;Tb=1/Rb;dt=Tb/L;df=1/(dt*N);T=N*dt;B=N*df/2;t=[-T/2+dt/2:dt:T/2];f=[-B+df/2:df:B];EP=zeros(size(f));EPg=zeros(size(f));for ii=1:10;for j=1:50;b=sign(randn(1,M));for i=1:L,s(i+[0:M-1]*L)=b;endP=t2f(s);P=P.*conj(P)/T;EP=(EP*(j-1)+P)/j;endPs=10*log10(EP+eps);Bb=Tb/0.3;alpha=sqrt(logm(2)/2/Bb^2);H=exp(-alpha^2*f.^2);a(1)=b(1);for i=M:-1:2,a(i)=b(i)*b(i-1);endfor i=1:L,sa(i+[0:M-1]*L)=a;endsend=real(f2t(t2f(s).*H));It=zeros(size(t));for k=0:2*L:N-1;kk=1:2:2*L;kkk=1:L;It(k+kk)=send(k+kkk+L);It(k+kk+1)=send(k+kkk+L);endfor k=N:-1:L+1,It(k)=It(k-L);endQt=zeros(size(t));for k=0:2*L:N-1;kk=1:2:2*L;kkk=1:L;Qt(k+kk)=send(k+kkk);Qt(k+kk+1)=send(k+kkk);endsubplot(2,1,1);stem(b);title('原始');%x = input('xxx');%IttItt=It.*cos(pi*t/2/Tb);%QttQtt=Qt.*sin(pi*t/2/Tb);%GMSK 时域波形gmsk=Itt.*cos(2*pi*fc*t)-Qtt.*sin(2*pi*fc*t); %GMSK 功率谱PP=t2f(gmsk);Pa=PP.*conj(PP)/T;EPg=(EPg*(ii-1)+Pa)/ii;endPgmsk=10*log10(EPg+eps);%接收端r=gmsk;%接收端的低通滤波器，带宽为RbLPF=zeros(size(f));ai=(B-Rb)/2/B*size(f);aj=(B+Rb)/2/B*size(f);for k=(ai(1,2):aj(1,2)),LPF(k)=1;end%接收端上支路LPF的输出，与Itt相似（图九）RI=r.*cos(2*pi*fc*t);RI=real(f2t(t2f(RI).*LPF));RQ=-r.*sin(2*pi*fc*t);RQ=real(f2t(t2f(RQ).*LPF));%取样RIt=RI(2*L:2*L:N);RQt=RQ(L:2*L:N);%码型串并转换Rt=zeros(1,M);Rt(2:2:M)=RIt(1:M/2);Rt(1:2:M-1)=RQt(1:M/2);%判决Rt=sign(Rt);clear j;d(1)=j;for i=2:M,d(i)=d(i-1).*j;ende=Rt.*d;for i=1:2:M,e(i)=imag(e(i));endf=b-e;for i=1:L,sy(i+[0:M-1]*L)=e;endsubplot(2,1,2);stem(sy);f2tfunction x=f2t(X)global dt df t f T NX=[X(N/2+1:N),X(1:N/2)];x=ifft(X)/dt;t2ffunction X=t2f(x)global dt N t f TH=fft(x);X=[H(N/2+1:N),H(1:N/2)]*dt;。
MSK调制及相干解调实验
实验四 MSK 调制及相干解调实验一、 实验目的和要求1、了解MSK 调制原理及特性2、了解MSK 解调原理及特性3、了解载波在相干及非相干时的解调特性二、实验内容和原理1）、实验内容1、观察I 、Q 两路基带信号的特征及与输入NRZ 码的关系。
2、观察IQ 调制解调过程中各信号变化。
3、观察解调载波相干时和非相干时各信号的区别。
2）、基本原理1、MSK 调制原理MSK 称为最小移频键控调制，是一种恒包络调制，这是因为MSK 属于二进制连续相位移频键控（CPFSK ）的一种特殊情况，它不存在相位跃变点，因此在带限系统中，能保持恒包络特性。
恒包络调制有以下优点：极低的旁瓣能量；可使用高效率的C 类功率放大器；容易恢复用于相干解调的载波；已调信号峰平比低。
MSK 是CPFSK 满足移频系数0.5h =时的特例：当0.5h =时，满足在码元交替点相位连续的条件，是移频键控为保证良好的误码性能所允许的最小调制指数；且此时波形的相关性为0，待传送的两个信号是正交的。
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：()cos 2MSK c k k s S t t a t T πωϕ⎡⎤=++⎢⎥⎣⎦(4-1)(1)s s k T t kT -≤≤ 或者()()[]cos MSK c S t t t ωθ=+ (4-2)这里(),(1)2k k s s st a t k T t kT T πθϕ=+-≤≤ (4-3)c ω——载波角频率；s T ——码元宽度；k a ——第k 个码元中的信息，其取值为±1； k ϕ——第k 个码元的相位常数，它在时间(1)s s k T t kT -≤≤中保持不变由式（4-1）可见，当a k ＝＋1时，信号的频率为2122c s f T πωπ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭(4-4) 当a k ＝＋1时，信号的频率为1122c s f T πωπ⎛⎫=- ⎪⎝⎭ (4-5)由此可得频率间隔为2112s f f f T ∆=-= (4-6) 110.522s s s h fT T T =∆=⨯== 如图4-1（a ）所示，由图4-1（b ）中的波形可以看出，“＋”信号与“－”信号在一个码元期间恰好相差二分之一周，即相差π。
MSK调制解调
MSK调制解调一、实验目的1、掌握MSK的调制解调原理2、掌握MSK的软件仿真方法3、掌握MSK的硬件设计方法二、实训原理三、实训内容1、用matalb中的simulink对MSK进行软件仿真，绘制MSK的波形图。
2、在Quatms中分别对MSK的进行仿真，实现差分编码和串并转换。
3、操作键盘，选择菜单“调制解调”“MSK调制”“输入码字”使系统处于MSK调制解调下，基带信号选择00001110。
4、用测试先把实验箱的测试孔和示波器探头连接起来，分别测量TP601和TP602。
在示波器上观察IQ路输出调制的输出波形，I路和Q路的调制输出如下图所示。
5、换几组数据重复上诉步骤。
6、同时用示波器测量TP610，观察解调输出波形是否和基带信号一致。
四、实训总结通过这次实训我基本了解了MSK的原理方法，弥补了以前学习中的漏洞。
π/4DQPSK调制解调一、实验目的1、掌握π/4DQPSK的调制解调原理2、掌握π/4DQPSK的软件仿真方法3、掌握π/4DQPSK的硬件设计方法二、实训原理三、实训内容1、用matalb中的simulink对MSK进行软件仿真，绘制π/4DQPSK 的波形图。
2、在Quatms中分别对MSK的进行仿真，实现差分编码和串并转换。
3、操作键盘，选择菜单“调制解调”“π/4DQPSK调制”“输入码字”使系统处于π/4DQPSK调制解调下，基带信号选择00001110。
4、用测试先把实验箱的测试孔和示波器探头连接起来，分别测量TP601和TP602。
在示波器上观察IQ路输出调制的输出波形，I路和Q路的调制输出如下图所示。
5、换几组数据重复上诉步骤。
6、同时用示波器测量TP610，观察解调输出波形是否和基带信号一致。
四、实训总结通过这次实训我基本了解了π/4DQPSK的原理方法，弥补了以前学习中的漏洞。
QSPK调制解调一、实验目的1、掌握QSPK的调制解调原理2、掌握QSPK的软件仿真方法3、掌握QSPK的硬件设计方法二、实训原理三、实训内容1、用matalb中的simulink对QSPK进行软件仿真，绘制MSK的波形图。
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，就是移频键控(FSK）得一种改进型。这里“最小”指得就是 能以最小得调制指数(即０、5）获得正交信号,它能比 PＳK 传送更高得比特速率。
二进制 MSK 信号得表达式可写为：
——载波角频率; ——码元宽度； —-第ｋ个码元中得信息,其取值为±1; -—第 k 个码元得相位常数，它在时间中保持不变； 当＝+1 时,信号得频率为：=+ 当＝—1 时,信号得频率为：=由此可得频率之差为：=－= 那么 MSＫ信号波形如图 2、１-1 所示：
k 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 ak -1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 -1 +1 +1 +1 -1 -1 -1 +1 +1 +1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 +1 -1 dk -1 +1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 -1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 +1 +1 -1 +1 +1 +1 -1
数据 Ik
判决
还原
并/串 转换
差分 译码
NRZ
抽样
数据
判决
还原
Qk
Sinωct
时序电路
BS
图２、1—5 MＳK 解调原理框图
将得到得 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 得基带信号得波形进行电平比较得到数据,再将此数据经过 CPLD 得数字处理，就可解调得 到ＮRＺ码.
实验十二 MSK调制与解调
图11抽样判决
并/串转换模块由3个Simulink模块组成，如图12所示。矩阵合并模块将I路和Q路的数据流合并为 矩阵数据流；帧状态转换器给矩阵中的两个元素赋予不同的时间意义，即将这两个元素视为对同一信号的相邻时刻的两次采样；最后通过解缓存模块将 矩阵（并行）数据流转换为串行输出。
图12并/串转换
8. 实验结果
图9正交调制
（2）MSK解调的关键子模块
积分器的模型结构如图（10）所示。积分前的延时模块将I、Q两路信号做适当的延迟，使I、Q两路的码元边界对齐2nTb(n为整数)时间点；脉冲发生器的作用是周期性地（在2nTb时间点上）产生积分器的复位脉冲；积分器在复位脉冲的控制下以2Tb为积分周期对码元进行时间积分。
图5 MSK解调仿真模型结构图
数据记录和数据处理（包括列出必要的算式和误差处理）：
1．打开matlab应用软件，如图6所示。
2．在图6中右边的命令窗(Command Window)的光标处输入：simulink,回车。
图6Matlab界面
3．在图6中，选择：File>New>Model新建文件，保存在matlab工作目录下，并取名
2． 实验方案设计
本实验的仿真模型文件是msk.mdl，打开msk.mdl可以看到仿真模型分为两个主要部分：MSK调制和解调。
1）MSK调制
MSK调制的仿真模型结构如图4所示，该模型用I-Q正交形式实现了MSK信号的调制。首先由随机整数发生器产生随机的{0,1}序列，然后进行差分编码（为了有更多的连续信号），并转化为{-1，+1}的序列；接着经过串/并转换转化为I、Q两路信号，其中Q路信号要经过额外的Tb时间的延迟；然后I、Q两路分别进行正交幅度调制，最后两路信号相加即得到MSK信号。仿真中随机{0,1}序列的发生周期是1ms，即Tb=1ms。
MSK调制解调实习报告
通信系统课程设计MSK调制与解调姓名：班级：学号：指导老师：时间：通信系统课程设计MSK调制与解调1.实习目的：研究MSK连续相位技术，在其调制指数h=1/2下，用systemview仿真软件对其进行仿真观察其调制过程。
熟悉课本知识，掌握通信原理数字带通传输系统的原理和过程。
本次实习选择运用msk多进制数字调制来实现整体过程。
2.实习仪器：计算机；systemview。
3.实习内容：1)MSK调制过程MSK调制的基本原理MSK最小频移键控是2FSK的改进型，它解决了2FSK的一些不足之处，具有着包络恒定，相位连续，带宽最小、并且严格正交的优点。
此处“恒定包络”的含义并非指产生的信号幅度包络恒定，而是指移相键控信号通过限带信道或非线性系统后，幅度包络几乎不产生AM／PM转换效应，这取决于移相键控信号在码元转换时刻的相位变化是否剧烈、相位路径是否连续平缓，因为相位特性直接影响信号的功率谱旁瓣是否快速收敛，信号能量是否集中等特性。
事实上，现代数字通信要求以最小的信号功率付出和频带资源最高效率地利用进行数据传输，数字调制技术改进过程中的许多工作几乎就是围绕如何改进调制信号的相位路径特性进行的。
MSK信号是一种正交连续相位移频键控（CP-FSK）信号，在码元转换时刻无相位突变，且相位变化量仅为90°。
MSK的一般表达式为：MSK信号属于恒定包络调制信号，此处“恒定包络”的含义并非指产生的信号幅度包络恒定，而是指移相键控信号通过限带信道或非线性系统后，幅度包络几乎不产生AM／PM转换效应，这取决于移相键控信号在码元转换时刻的相位变化是否剧烈、相位路径是否连续平缓，因为相位特性直接影响信号的功率谱旁瓣是否快速收敛，信号能量是否集中等特性。
事实上，现代数字通信要求以最小的信号功率付出和频带资源最高效率地利用进行数据传输，数字调制技术改进过程中的许多工作几乎就是围绕如何改进调制信号的相位路径特性进行的。
实验四 MSK调制解调实验 实验五 GMSK调制解调实验
实验四 MSK 调制解调实验一.实验目的1. 了解MSK 调制和解调的基本原理； 2．熟悉软件完成MSK 的过程。
二.实验内容1．熟悉MSK 调制和解调过程； 2．通过示波器测试MSK 各点的波形；3*.设计通过DSP 程序完成MSK 的程序，加强对MSK 的理解。
三.实验原理当信道中存在非线性的问题和带宽限制时，幅度变化的数字信号通过信道会使己滤除的带外频率分量恢复，发生频谱扩展现象，同时还要满足频率资源限制的要求。
因此，对己调信号有两点要求，一是要求包络恒定；二是具有最小功率谱占用率。
因此，现代数字调制技术的发展方向是最小功率谱占有率的恒包络数字调制技术。
现代数字调制技术的关键在于相位变化的连续性，从而减少频率占用。
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。
所谓MSK 方式，就是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的一种连续相位的FSK 信号。
其主要特点是包络恒定，带外辐射小，实现较简单。
其数学表达式为：()cos()2c kn nbS t t a t T πωφ=++∑式中，T b 为码元的宽度，a n 为＋1，－1。
n φ是第n 个码元的初始相位，并且⎩⎨⎧≠±==---111n n n n n n n a a n a a πφφφ当输入＋1时，发送的角频率为：2c bT πω+。
当输入-1时，发送的角频率为：2c bT πω-。
在一个码元内相位增加π/2或者减小π/2，所以相位的变换是连续的。
图4-11-1给出一种MSK 调制信号产生的方法。
图4-11-1 MSK 的调制框图实现MSK 调制的过程为：先将输入的基带信号将其分成I 、Q 两路，并互相交错一个码元宽度，再用加权函数cos()2bt T π和sin()2bt T π分别对I 、Q 两路数据加权，最后将两路数据分别用正交载波调制。
MSK调制解调器与同步性能的仿真分析报告
.专业整理 .重庆交通大学信息科学与工程学院课程设计报告MSK 调制解调器及同步性能的仿真分题目析专业班级学号姓名指导教师.专业整理 .信息科学与技术学院二〇一四年九月.专业整理 .通信工程专业课程设计成绩鉴定表进行时间2013-2014 学年下学期第1、2 周与教学任务计划结合程度（10分）学习内容与专业培养结合程度（5 分）（20 分）其它（5 分）实践能力（10 分）过程评价学习态度（5 分）（20 分）成绩鉴定学习纪律（5 分）报告内容与实践过程紧密结合（15分）报告内容与教学计划内容紧密结合（15 分）报告鉴定（60 分）报告质量 (主题、结构、观点、逻辑、资料、字数30分)指导教师姓名吴仕勋职称讲师成绩摘要最小频移键控又称快速频移键控，他可以解决OQPsK 调制方式不能解决包络起伏的问题，从而能够产生恒定包络、相位连续的调制信号。
最小频移键控(MSK)是2FSK 的改进调制方式，它具有波形连续，相位稳定，带宽最小并且严格正交的特点，其改进型 GMSK 在无线通信 GSM 系统中得到了广泛地应用。
之所以称为最小频移键控，是由于其频移指数 =0.5 ，即他的两个频率差是最小的正交频率差。
本文研究了最小频移键控系统 MSK 调制与解调的工作原理，并给出了基于 Matlab 软件环境的仿真实现仿真运行结果。
关键词：数字通信；调制；解调；系统仿真目录摘要 .............................................................................................................................................................II 目录 .............................................................................................................................................................III 第 1 章绪论 (1)1.1数字通信的发展 (1)1.2课题背景及意义 (2)第 2 章 MSK 调制解调原理 (4)2.1 MSK 信号的产生 (4)2.2 MSK 信号调制解调方法 (8)2.3 msk 通信系统调制解调原理框图 (10)第三章仿真分析 (12)结论 (16)参考文献 (18)附录 (19)第1章绪论1.1数字通信的发展通信按照传统的理解就是信息的传输与交换,为了传递消息，各种消息需要转换成电信号，消息与电信号之间必须建立单一的对应关系，否则在接收端就无法复制出原来的消息。
MSK调制解调实验报告
二、实验数据记录
k 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 cos k +1 +1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 ak cos k -1 -1 +1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 +1 -1
＋ Qk
sin（ 2Ts
t）sin ct
] sin ct
=1 2
Qk
sin（ t）+ 1 2Ts 4
Ik
sin（ 2c
2Ts
）t
+
1 4
Ik
s
in（ 2
－
c
2Ts
）t
－
1 4
Qk
sin（ 2c
2Ts
）t
+
1 4
Qk
sin（ 2c
2Ts
）t
我们需要的是 1 2
Ik
co（ s t）、 1
实验一 MSK 调制解调实验报告
一、实验原理及工作过程
MSK调制解调技术的原理及应用分析
MSK调制解调技术的原理及应用分析姓名:莫波微班级:05921001 学号:1120101489MSK是数字调制技术的一种。
数字调制是数字信号转换为与信道特性相匹配的波形的过程。
调制过程就是输入数据控制(键控)载波的幅度、频率和相位。
MSK属于恒包络数字调制技术。
现代数字调制技术的研究，主要是围绕着充分的节省频谱和高效率地利用可用频带这个中心而展开的。
随着通信容量的迅速增加，致使射频频谱非常拥挤，这就要求必须控制射频输出信号的频谱。
但是由于现代通信系统中非线性器件的存在，引入了频谱扩展，抵消了发送端中频或基带滤波器对减小带外衰减所做的贡献[}}o}。
这是因为器件的非线性具有幅相转换(AM/PM)效应，会使己经滤除的带外份量几乎又都被恢复出来了。
为了适应这类信道的特点，必须设法寻找一些新的调制方式，要求它所产生的己调信号，经过发端带限后，虽然仍旧通过非线性器件，但是，非线性器件输出信号只产生很小的频谱扩展。
因此MSK是一种特殊的连续相位的频移键控（CPFSK），其最大频移为比特率的1/4。
换句话说，MSK是调制系数为0.5的连续相位的FSK。
FSK信号的调制系数类似于FM调制系数，定义为k FSK=（2Δf）/R b，其中ΔF是最大射频移，R b是比特率。
调制系数0.5对应着能够容纳两路正交FSK信号的最小频带，最小频移键控的由来就是指这种调制方法的频率间隔（带宽）是可以进行正交检测的最小带宽。
MSK是一种高效的调制方法，特别适合在移动无线通信系统中使用。
它有很多好的特性，例如恒包络、频谱利用率高、误比特率低和自同步性能。
MSK信号也可以看成是一类特殊形式的OQPSK。
在MSK中，OQPSK的基带矩形脉冲被半正弦脉冲取代。
可以看出MSK信号是二进制信号频率分别为f c+1/4T和f c-1/4T的FSK信号。
MSK信号的相位在每一个比特期间是线性的。
MSK信号的旁瓣比QPSK和OQPSK信号低。
MSK信号99%的功率位于带宽B=1.2/T之中。
8实验十四 十五 MSK调制与解调
实验十四 MSK 调制【实验目的】1、 了解MSK 的调制基本工作原理2、 通过SCICOS 建模与仿真，掌握MSK 正交调制的基本工作原理与实现过程【实验原理】连续相位2FSK 调制的两信号正交的最小频率间隔为1/(2)b T ，则称此连续相位2FSK 为最小频移键控，用MSK 表示。
此MSK 信号也是调频信号，其峰值频偏1/(4)b f T ∆=，定义其调制指数为1(2*)/1/(2*)2b b b f h R T R ∆===。
可利用图1的调频器来产生MSK 信号。
图1 利用h=0.5的VCO 产生MSK 信号图1中的{n a }是二进制序列，取值为±1，b T 是比特间隔，()T g t 是不归零矩形脉冲波形，VCO 是压控振荡器，用作调频器，其调制指数h=0.5。
令数字基带信号b(t)为双极性不归零矩形脉冲序列，其表示式为()()nTb n b t a gt nT ∞=-∞=-∑调频器(VCO)的频率为()c f f f K b t =+为确保调频器的峰值频偏1/(4)b f T ∆=，设比例常数f K =1/2，则1()2c f f b t =+VCO 的角频率为2()c f b t ωππ=+MSK 的信号表示式为 ()cos[2()]tMSK c s t A f t b d ππττ-∞=+⎰设()()tt b d θπττ-∞=⎰1()()()2t nTb n n kn b k t a gnT d aa q t nT θπττππ∞-∞=-∞-=-∞=-=+-∑⎰∑其中120()00or b bb T t T g t t t T ≤≤⎧=⎨< > ⎩00()()21/2t T b b b t q t g d t T t T t Tττ-∞<⎧⎪== 0≤≤⎨⎪ >⎩⎰经推导得()cos[2]2MSK c n n bts t A f t a x T ππ=++其中n x 取值为0或π±将()MSK s t 进行余弦展开，得正交表示形式如下：()[cos cos()cos cos sin()sin ]22MSK n c n n c bbtts t A x t x a t T T ππωω=-[cos cos()cos cos sin()sin ]22n c n n c bbttA x t a x t T T ππωω=-(1)b b nT t n T ≤≤+由于n x 取值为0或π±，所以cos n x 取值为1±，cos n n a x 取值也为1±。
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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：
()cos =t S MSK ⎪⎭
⎫
⎝
⎛++k k c t Ts
a t ϕπω2
kTs t Ts k ≤≤-)1(
c ω——载波角频率； Ts ——码元宽度；
k a ——第k 个码元中的信息，其取值为±1；
k ϕ——第k 个码元的相位常数，它在时间kTs t Ts k ≤≤-)1(中保持不变；
当k a ＝＋1时，信号的频率为：2f ＝c f ＋Ts 41 当k a ＝－1时，信号的频率为：1f ＝c f －Ts 41
由此可得频率之差为：f ∆＝2f －1f ＝Ts
21
那么MSK 信号波形如图2.1-1所示：
图2.1-1 MSK 信号波形
为了保持相位的连续，在t =kTs 时间内应有下式成立：
k ϕ=1-k ϕ＋（1-k a －k a ）(
2
π
（1-k ）)
即：当k a ＝1-k a 时，k ϕ=1-k ϕ；
当k a ≠1-k a 时，k ϕ=1-k ϕ±（1-k ）π；
若令0ϕ＝0，则k ϕ＝0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入有关，还与前一个比特区间内的输入及相位常数有关。
()cos =t S MSK ⎪⎭
⎫
⎝
⎛++k k c t Ts
a t ϕπω2
=k ϕcos ）（
t Ts
2cos π
t c ωcos －k
a k ϕcos ）（t Ts
2sin π
t c ωsin
kTs t Ts k ≤≤-)1(
令k ϕcos ＝k I ， －k a k ϕcos ＝k Q 则：()t S MSK ＝k I ）（
t Ts
2cos π
t c ωcos ＋k Q ）（
t Ts
2sin π
t c ωsin
kTs t Ts k ≤≤-)1(
为了便于理解如图2.1-2所示：
1
23
4
5
67
8
9101112131415161718192021222324
+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1k a k
ϕk
d k ϕcos k
k a ϕcos
cos a k k ϕ0
π0
πππ
0000
ππππππ
0000000+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1
cos k ϕk 图2.1-2 码元变换及成形信号波形图
根据上面描述可构成一种MSK 调制器，其方框图如图2.1-3所示：
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 k 、Q k 两路数据。
波形选择地址生成器是根据接受到的数据（I k 或Q k ）输出波形选择的地址。
EEPROM （各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：
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。
已知：()t S MSK ＝k I ）（
t Ts
2cos π
t c ωcos ＋k Q ）（
t Ts
2sin π
t c ωsin
把该信号进行正交解调可得到：
I k 路 [k I ）2（
cos t Ts
πt c ωcos ＋k Q ）（t Ts 2sin πt c ωsin ]t c ωcos
=
2
1
k I ）（t Ts 2cos π+41k I ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+t Ts c ）（22cos πω+41k I ⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡t Ts c ）－（22cos πω －
4
1
k Q ⎥⎦⎤⎢⎣
⎡+
t Ts c ）（22cos π
ω+41k Q ⎥⎦⎤
⎢⎣⎡-t Ts c ）（22cos πω
Q k 路 [k I ）（
t Ts
2cos π
t c ωcos ＋k Q ）（
t Ts
2sin π
t c ωsin ]t c ωsin
=
2
1
k Q ）（t Ts 2sin π
+41k I ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+t Ts c ）（22sin πω+41k I ⎥⎦
⎤⎢⎣⎡t Ts c ）－（22sin πω －
4
1k Q ⎥⎦
⎤⎢⎣⎡+t Ts c ）（22sin πω+41k Q ⎥⎦⎤
⎢⎣⎡-t Ts c ）（22sin πω 我们需要的是
2
1
k I ）（t Ts 2cos π、2
1k Q ）
（t Ts
2sin π
两路信号，所以必须将其它频率成份）（Ts
c 22π
ω+
、）
（Ts
c 22π
ω-
通过低通滤波器滤除掉，然后对2
1
k I ）
（t Ts 2cos π
、2
1k Q ）
（
t Ts
2sin π
采样即可还原成k I 、k Q 两路信号。
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：
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。
载波同步的实验可在本实验箱的CDMA 系统中实现。
二、实验数据记录
1、MSK调制实验
分别观察差分编码后的“／NRZ”处波形，并由此串并转换得到的“DI”、“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。
用示波器观察“I路成形”信号、“Q路成形”信号的X-Y波形。
2、MSK解调实验
分别观察“I路解调”信号波形、“Q路解调”信号波形、“I路滤波”信
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
最后比较调制端“NRZ”波形和解调端“NRZ”波形。
NRZ
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 b，其调制指数为0.5。
③MSK信号的相位θ(t)在一个码元内准确地线性变化
±π。
2
④在信号的一个T b内，载波波形的个数为载波周期四分之一的整数倍。
⑤码元转换时，信号相位连续，即信号的波形无跳变。