一文看懂MSK调制与FSK调制的区别和联系
msk调制原理
msk调制原理MSK调制原理。
MSK(Minimum Shift Keying)是一种常用的数字调制方式,它在通信领域中有着广泛的应用。
MSK调制原理是指利用最小频移键控技术对数字信号进行调制的工作原理。
下面将介绍MSK调制原理的相关知识。
首先,我们需要了解MSK调制的基本特点。
MSK调制是一种连续相位调制方式,其频率偏移为1/2T,其中T为符号周期。
在MSK调制中,每个码元对应一个正弦波周期,且相邻两个码元之间的相位差为π/2。
这种特性使得MSK调制具有较好的抗多径干扰能力,适用于移动通信等复杂环境下的应用。
其次,MSK调制原理涉及到信号的频率偏移。
在MSK调制中,每个码元的频率偏移为1/2T,即频率的变化率为1/2T。
这种频率偏移的特性使得MSK调制的频谱特性较好,能够有效地减小带宽占用,提高频谱利用率。
另外,MSK调制原理还涉及到相位连续性。
在MSK调制中,相邻两个码元之间的相位差为π/2,这保证了信号的相位连续性,避免了突变相位引起的频谱扩展。
这种相位连续性的特性使得MSK调制具有较好的抗多径干扰和抗噪声干扰能力。
此外,MSK调制原理还包括了信号的解调过程。
在MSK调制中,一般采用相干解调的方式进行信号的解调,通过匹配滤波器和相干解调器对接收到的信号进行处理,还原出原始的数字信号。
相干解调的方式能够有效地提取出信号的相位信息,实现准确的信号解调。
总的来说,MSK调制原理是一种基于最小频移键控技术的数字调制方式,其特点包括频率偏移为1/2T、相位连续性和采用相干解调等。
MSK调制具有较好的抗多径干扰和抗噪声干扰能力,适用于移动通信等复杂环境下的应用。
通过对MSK调制原理的深入了解,能够更好地应用于实际通信系统中,提高系统的性能和可靠性。
综上所述,MSK调制原理是一种重要的数字调制技术,在通信领域中有着广泛的应用前景。
通过深入学习和理解MSK调制原理,能够为通信系统的设计和优化提供重要的参考依据,推动通信技术的不断发展和进步。
现代移动通信蔡跃明第三版思考题与习题参考答案chapter_4
I (+1* +1)(+—1)第四章思考题与习题1. 移动通信对调制技术的要求有哪些?在移动通信中,由于信号传播的条件恶劣和快衰落的影响, 接收信号的幅度会发生急剧 的变化。
因此,在移动通信中必须采用一些抗干扰性能强、误码性能好、频谱利用率高的调 制技术,尽可能地提高单位频带内传输数据的比特速率以适用于移动通信的要求。
具体要求:① 抗干扰性能要强,如采用恒包络角调制方式以抗严重的多径衰落影响;② 要尽可能地提高频谱利用率;③ 占用频带要窄,带外辐射要小;④ 在占用频带宽的情况下,单位频谱所容纳的用户数要尽可能多;⑤ 同频复用的距离小;⑥ 具有良好的误码性能;⑦ 能提供较高的传输速率,使用方便,成本低。
2. 已调信号的带宽是如何定义的?信号带宽的定义通常都是基于信号功率谱密度 (PSD)的某种度量,对于已调(带通)信 号,它的功率谱密度与基带信号的功率谱密度有关。
假设一个基带信号:s(t) =Re{g(t)exp(j2二仁切其中的g(t)是基带信号,设g(t)的功率谱密度为P g (f),则带通信号的功率谱密度如下:P s (f )二1 P g (f - f c ) P g (-f - f c )l 4信号的绝对带宽定义为信号的非零值功率谱在频率上占据的范围; 最为简单和广泛使用的带宽度量是零点-零点带宽;半功率带宽定义为功率谱密度下降到一半时或者比峰值低 3dB 时的频率范围;联邦通信委员会 (FCC)采纳的定义为占用频带内有信号功率的99%。
3. QPS K 、OQPSK 的星座图和相位转移图有何差异?如图所示QPSK相位星座图OPSK相位星座图QPSK信号的相位有90°突变和180°突变。
OQPSK信号的相位只有90°跳变,而没有180°的相位跳变。
4. QPSK和OQPSK的最大相位变化量分别为多少?各自有哪些优缺点?OPSK的最大相位变化量为1800, OPSK最大相位变化量为900。
移动通信课后题.
移动通信课后题.2012-2013学年09级《移动通信》复习题及参考答案第⼀章概论1、什么叫移动通信?移动通信有哪些特点?【答】移动通信是指通信双⽅⾄少有⼀⽅在移动中(或者临时停留在某⼀⾮预定的位置上)进⾏信息传输和交换,这包括移动体(车辆、船舶、飞机或者⾏⼈)和移动体之间的通信,移动体和固定点(固定⽆线电台或有线⽤户)之间的通信。
特点:1、移动通信必须利⽤⽆线电波进⾏信息传输;2、移动通信是在复杂的⼲扰环境中运⾏的;3、移动通信可以利⽤的频谱资源⾮常有限,⽽移动通信业务量的需求却与⽇俱增;4、移动通信系统的⽹络结构多种多样,⽹络管理和控制必须有效;5、移动通信设备(主要是移动台)必须适于在移动环境中使⽤。
2、单⼯通信与双⼯通信有何区别?各有何优缺点?【答】所谓单⼯通信,是指通信双⽅电台交替地进⾏收信和发信。
此⼯作⽅式设备简单,功耗⼩,但操作不便,通话时易产⽣断断续续的现象。
它⼀般应⽤于⽤户少的专⽤调度系统。
所谓双⼯通信,是指通信双⽅可同时进⾏传输消息的⼯作⽅式,有时亦称全双⼯通信。
这种⽅式操作⽅便,但电能消耗⼤。
模拟或数字式的蜂窝电话系统都采⽤双⼯制。
第⼆章调制解调1、移动通信中对调制解调技术的要求是什么?(请总结3G ,LTE 等⾼速数据传输对调制解调技术的要求)【答】已调信号的频谱窄和带外衰减快(即所占频带窄,或者说频谱利⽤率⾼);易于采⽤相⼲或⾮相⼲解调;抗噪声和抗⼲扰的能⼒强;以及适宜在衰落信道中传输。
已调信号所占的带宽要窄:频谱主瓣窄;已调信号频谱副瓣的幅度要低,辐射到相邻频道的功率就⼩;经调制解调后的输出信噪⽐(S/N )较⼤或误码率较低。
1、所有的技术必须在规定频带内提供⾼的传输效率2、要使信号深衰落引起的误差数降⾄最⼩3、应使⽤⾼效率的放⼤器4、在衰落条件下获得所需要的误码率2、已调信号的带宽是如何定义的?FM 信号的带宽如何计算?【答】已调信号的带宽是指已调信号所包含的各种不同频率成分所占据的频率范围。
ASK、FSK、PSK、QAM数字调制技术
ASK、FSK、PSK、QAM数字调制技术1934年美国学者李佛西提出脉冲编码调制(PCM)的概念,从此之后通信数字化的时代应该说已经开始了,但是数字通信的高速发展却是20世纪70年代以来的事情。
随着时代的发展,用户不再满足于听到声音,而且还要看到图像;通信终端也不局限于单一的电话机,而且还有传真机和计算机等数据终端。
现有的传输媒介电缆、微波中继和卫星通信等将更多地采用数字传输。
而这些系统都使用到了数字调制技术,本文就数字信号的调制方法作一些详细的介绍。
一数字调制数字信号的载波调制是信道编码的一部分,我们之所以在信源编码和传输通道之间插入信道编码是因为通道及相应的设备对所要传输的数字信号有一定的限制,未经处理的数字信号源不能适应这些限制。
由于传输信道的频带资源总是有限的,因此提高传输效率是通信系统所追求的最重要的指标之一。
模拟通信很难控制传输效率,我们最常见到的单边带调幅(SSB)或残留边带调幅(VSB)可以节省近一半的传输频带。
由于数字信号只有"0"和"1"两种状态,所以数字调制完全可以理解为像报务员用开关电键控制载波的过程,因此数字信号的调制方式就显得较为单纯。
在对传输信道的各个元素进行最充分的利用时可以组合成各种不同的调制方式,并且可以清晰的描述与表达其数学模型。
所以常用的数字调制技术有2ASK、4ASK、8ASK、BPSK、QPSK、8PSK、2FSK、4FSK等,频带利用率从1bit/s/Hz~3bit/s/Hz。
更有将幅度与相位联合调制的QAM技术,目前数字微波中广泛使用的256QAM的频带利用率可达8bit/s/Hz,八倍于2ASK或BPSK。
此外,还有可减小相位跳变的MSK等特殊的调制技术,为某些专门应用环境提供了强大的工具。
近年来,四维调制等高维调制技术的研究也得到了迅速发展,并已应用于高速MODEM中,为进一步提高传输效率奠定了基础。
总之,数字通信所能够达到的传输效率远远高于模拟通信,调制技术的种类也远远多于模拟通信,大大提高了用户根据实际应用需要选择系统配置的灵活性。
第四章 现代数字调制解调技术_MSK
8
波形连续的一般条件:前一码元末尾的总相位等于后一码元 开始时的总相位,即 s kT k s kT k 1 MSK信号的相位连续条件 相位连续的MSK信号要求前一码元末尾的相位等于后一码 元的初始相位。 由MSK信号的表示式:
s k (t ) cos( s t ak t k ) 2T
19
最小频移键控(MSK)
在上式中,因为
n k 1 k ak ak 1 2
ak 1, 1 , qk ak cos k
mod 2
所以有
cos k 1, 1 , 若令:pk cos k ,
ak cos k 1, 1
[2iT, 2(i+1)T]
MSK 信号
载波提取
积分判决 cosst
抽样保持 p 模2乘 q 抽样保持 解调 输出
90相移
-sinst
积分判决
[(2i-1)T, (2i+1)T]
(MSK信号解调器原理方框图
接收信号分别用提取的相干载波cosst 和-sinst 相乘:
sk(t)cosst = [pkcos(t/2T)cosst - qksin(t/2T) sinst]cosst = (1/2) pkcos(t/2T) sk(t)(-sinst) = [pkcos(t/2T)cosst - qksin(t/2T) sinst](-sinst) = (1/2)qksin(t/2T)
bk
串/ 并 变换
-
移相 /2 sinst
带通 滤波
移相 /2
qk sin(t/2T)
qksin(t/2T)
qksin(t/2T)sinst
MSK的调制解调原理
2Ts Ik cos(
Ik
cos(
t
2Ts
Ik cos(
)
) cos ct
t
2Ts
)
ak
差 分 编码
ck
串/并 变换
振荡
f
1 4Ts
振
荡
f fc
带 通 滤波
MSK 信号
sin(
t
2Ts
)
t
2Ts )
相移 90°
延迟 Ts
Qk
Qk sБайду номын сангаасn(
Qk sin(
t
2Ts
) sin ct
1 2Ts
(1.1-10) (1.1-11) (1.1-12) (1.1-13)
由此可得频率间隔为 f f 2 f 1 MSK 信号的调制指数为 h= fTs =
1 2
当取 N=1,m=0 时,MSK 信号的时间波形如图 1.1 所示
图 1.1 MSK 信号的时间波形 对第 k 个码元的相位常数 k 的选择应保证 MSK 信号相位在码元转换时刻是连续的。 根据这 一要求,由式(1.1-2)可以得到相位约束条件为:
差分编码(英文名称:differential encoding)指的是对数字数据流,除第一个元素外,将其中各元素都表示 为各该元素与其前一元素的差的编码。 对上述差分编码进行通信行业重新定义,如下: 通信中的差分编码,差分编码输入序列{an},差分编码输出序列{bn},二者都为{0、1}序列,则差分编码输 出结果为bn=an异或bn-1,并不是bn=an异或an-1(即所谓的:对数字数据流,除第一个元素外,将其中各 元素都表示为各该元素与其前一元素的差的编码。这么定义是不准确的。)。前者多用在2DPSK调制,后 者多用在MSK调制预编码。同时后者是码反变换器的数学表达式,即用来解差分编码用的。
调制技术中FSK、MSK、GMSK的研究与应用
调制技术中FSK、MSK、GMSK的研究与应用摘要目前在数字通信系统中,全数字接收机得到了广泛应用。
用数字化方法设计通信系统中的调制解调技术是现代通信中的一个重要技术。
根据信道特点的不同选择合适高效的调制解调方式对通信系统的性能非常重要。
频移键控(FSK)方法简单,易于实现,并且解调不须恢复本地载波,可以异步传输,抗噪声和抗衰落性能也较强。
因此,FSK调制技术在通信行业得到了广泛地应用,并且主要适用于用于低、中速数据传输。
最小频移键控(MSK)信号在带外产生的干扰小,信号包络恒定,系统可以使用廉价高效的非线性器件,从相位路径的角度来看,MSK属于线性连续相位路径数字调制它能以最小的调制指数(h=0.5)就能获得正交的调制信号,MSK是一种在无线移动通信中很有吸引力的数字调制方式。
最小高斯频移键控(GMSK)是一种典型的连续相位调制方式,具有包络恒定、频谱紧凑、抗干扰能力强等特点,可有效降低邻道干扰,提高非线性功率放大器的功率,已在移动通信(如GSM系统)、航天测控等场合得到了广泛应用。
本文主要研究了FSK、MSK、GMSK的调制的实现过程,以便更好更广泛的研究应用数字信号的调制解调技术。
关键词:FSK;MSK;GMSK;正交调制Modulation technology FSK、MSK、GMSK research andapplicationAbstractAt present in the digital communication system, the digital receivers to a wide range of applications. With digital communication system design method of demodulation technology is one of the important modern communication technology. According to the characteristics of the channel to choose the appropriate different efficient demodulation way for that the performance of communication system is very important.Frequency Shift Keying (FSK) method is simple, easy to be realized, and demodulation need not restore local carrier, can asynchronous transfer, resistance to noise and resistance to decline and performance is stronger. Therefore, FSK modulation technology in communications industry had been used widely, and mainly used in the used for low, medium speed data transmission.Minimum Shift Keying(MSK) signal in the outside the band of the interference away, signal envelope is constant, the system can use cheap effective nonlinear devices, from the point of view of the phase path, MSK belong to linear continuous phase path digital modulation it can with minimum of the modulation index (h = 0.5) can get orthogonal modulated signal, MSK wireless mobile communication is a kind of very attractive digital modulation mode.Gaussian Filtered Minimum Shift Keying (GMSK) is a typical continuous phase modulation mode, has the envelope spectrum constant, compact, strong anti-interference characteristics, can reduce effectively adjacent word interference, improve the power of nonlinear power amplifier, has set up a file in the mobile communication (such as GSM system), aerospace measurement and control and so on to a wide range of applications.This paper mainly studies the FSK, MSK, GMSK modulation of the realization of the process, in order to better use more extensive research and a digital demodulation technology.Keywords:FSK; MSK; GMSK; Orthogonal modulation目录摘要 (I)Abstract (II)目录........................................................................................................................................... I II 第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 概念简介 (1)1.2.1 FSK简介 (1)1.2.2 MSK简介 (2)1.2.3 GMSK简介 (2)1.3 课题的主要研究工作及意义 (2)1.4 FSK、MSK、GMSK的发展及应用前景 (3)第2章理论基础 (4)2.1 2FSK 调制原理及方法 (4)2.1.1 2FSK调制的基本原理 (4)2.1.2 2FSK信号的表达式和波形图 (4)2.1.3 2FSK信号的带宽 (5)2.1.4 2FSK信号特征 (6)2.1.5 FSK系统性能 (7)2.2 MSK调制原理及方法 (9)2.2.1 MSK调制的基本原理 (9)2.2.2 MSK信号的表达式和波形图 (9)2.2.3 MSK信号的带宽 (11)2.2.4 MSK信号的特点 (12)2.2.5 MSK系统性能 (13)2.3 GMSK调制原理及方法 (14)2.3.1 GMSK调制的基本原理 (14)2.3.2 GMSK信号的表达式和波形图 (16)2.3.3 GMSK信号的带宽 (19)2.3.4 GMSK信号的特点 (20)2.3.5 GMSK系统性能 (20)第3章软件仿真或实验结果分析 (22)3.1 FSK实验结果分析 (22)3.2 MSK实验结果分析 (23)3.3 GMSK实验结果分析 (25)结论 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附录A (32)第1章绪论1.1 引言现代社会是一个信息化的社会,是一个高速发展的社会,信息技术已经日益改变着我们的生活,作为信息传播的基础—信号调制,在信号处理中占着无与伦比的地位。
移动通信课后题答案
《移动通信》课后习题P251.答:移动通信是指通信双方至少有一方在移动中进行信息传输和交换,这包括移动体和移动体之间的通信,移动体和固定点之间的通信。
移动通信的特点:(1)移动通信必须利用无线电波进行信息传输;(2)移动通信是在复杂的干扰环境中运行的;(3)移动通信可以利用的频谱资源非常有限,而移动通信业务量的需求却与日俱增;(4)移动通信系统的网络结构多种多样,网络管理和控制必须有效;(5)移动通信设备必须适用于移动环境中使用。
2.答:单工通信是指通信双方电台交替地进行收信和发信。
其优点是信道的全部带宽都用于由发送方到接收方的数据传送且功耗小;缺点是信息只能在一个方向传送,发送方不能接收,接收方不能发送。
双工通信是指通信双方可同时进行传输消息的方式。
其优点是使用方便,接收和发射可同时进行。
缺点是电源消耗较大,对移动台不利。
3.答:数字移动通信系统优点:(1)频谱利用率高,有利于提高系统容量;(2)能提供多种业务服务,提高通信系统的通用性;(3)抗噪声、抗干扰和抗多径衰落的能力强;(4)能实现更有效、灵活的网络管理和控制;(5)便于实现通信的安全保密;(6)可降低设备成本和减小用户手机的体积和重量。
4.答:常用移动通信系统类型:(1)无线电寻呼系统;(2)蜂窝移动通信系统;(3)无绳电话系统:(4)集群移动通信系统:(5)移动卫星通信系统:(6)分组无线网。
9.答:移动通信主要技术:(1)调制技术。
调制的目的是把要传输的模拟信号或数字信号变换成适合信道传输的高频信号,并提高信号通过信道传输时的抗干扰能力。
(2)移动信道中电波传播特性的研究。
在移动信道中,发送到接收机的信号会受到传播环境中地形、地物的影响而产生绕射、反射或散射因而形成多径传播,这会使得接收端的合成信号在幅度、相位和到达时间上发生随机变化,严重地降低接收信号的传输质量。
(3)多址方式。
在移动通信网络中通过运用多址方式来在频谱资源有限的条件下来提高通信系统的容量。
调制技术中FSK、MSK、GMSK的研究与应用
调制技术中FSK、MSK、GMSK的研究与应用摘要目前在数字通信系统中,全数字接收机得到了广泛应用。
用数字化方法设计通信系统中的调制解调技术是现代通信中的一个重要技术。
根据信道特点的不同选择合适高效的调制解调方式对通信系统的性能非常重要。
频移键控(FSK)方法简单,易于实现,并且解调不须恢复本地载波,可以异步传输,抗噪声和抗衰落性能也较强。
因此,FSK调制技术在通信行业得到了广泛地应用,并且主要适用于用于低、中速数据传输。
最小频移键控(MSK)信号在带外产生的干扰小,信号包络恒定,系统可以使用廉价高效的非线性器件,从相位路径的角度来看,MSK属于线性连续相位路径数字调制它能以最小的调制指数(h=0.5)就能获得正交的调制信号,MSK是一种在无线移动通信中很有吸引力的数字调制方式。
最小高斯频移键控(GMSK)是一种典型的连续相位调制方式,具有包络恒定、频谱紧凑、抗干扰能力强等特点,可有效降低邻道干扰,提高非线性功率放大器的功率,已在移动通信(如GSM系统)、航天测控等场合得到了广泛应用。
本文主要研究了FSK、MSK、GMSK的调制的实现过程,以便更好更广泛的研究应用数字信号的调制解调技术。
关键词:FSK;MSK;GMSK;正交调制Modulation technology FSK、MSK、GMSK research andapplicationAbstractAt present in the digital communication system, the digital receivers to a wide range of applications. With digital communication system design method of demodulation technology is one of the important modern communication technology. According to the characteristics of the channel to choose the appropriate different efficient demodulation way for that the performance of communication system is very important.Frequency Shift Keying (FSK) method is simple, easy to be realized, and demodulation need not restore local carrier, can asynchronous transfer, resistance to noise and resistance to decline and performance is stronger. Therefore, FSK modulation technology in communications industry had been used widely, and mainly used in the used for low, medium speed data transmission.Minimum Shift Keying(MSK) signal in the outside the band of the interference away, signal envelope is constant, the system can use cheap effective nonlinear devices, from the point of view of the phase path, MSK belong to linear continuous phase path digital modulation it can with minimum of the modulation index (h = 0.5) can get orthogonal modulated signal, MSK wireless mobile communication is a kind of very attractive digital modulation mode.Gaussian Filtered Minimum Shift Keying (GMSK) is a typical continuous phase modulation mode, has the envelope spectrum constant, compact, strong anti-interference characteristics, can reduce effectively adjacent word interference, improve the power of nonlinear power amplifier, has set up a file in the mobile communication (such as GSM system), aerospace measurement and control and so on to a wide range of applications.This paper mainly studies the FSK, MSK, GMSK modulation of the realization of the process, in order to better use more extensive research and a digital demodulation technology.Keywords:FSK; MSK; GMSK; Orthogonal modulation目录摘要 (I)Abstract (II)目录........................................................................................................................................... I II 第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 概念简介 (1)1.2.1 FSK简介 (1)1.2.2 MSK简介 (2)1.2.3 GMSK简介 (2)1.3 课题的主要研究工作及意义 (2)1.4 FSK、MSK、GMSK的发展及应用前景 (3)第2章理论基础 (4)2.1 2FSK 调制原理及方法 (4)2.1.1 2FSK调制的基本原理 (4)2.1.2 2FSK信号的表达式和波形图 (4)2.1.3 2FSK信号的带宽 (5)2.1.4 2FSK信号特征 (6)2.1.5 FSK系统性能 (7)2.2 MSK调制原理及方法 (9)2.2.1 MSK调制的基本原理 (9)2.2.2 MSK信号的表达式和波形图 (9)2.2.3 MSK信号的带宽 (11)2.2.4 MSK信号的特点 (12)2.2.5 MSK系统性能 (13)2.3 GMSK调制原理及方法 (14)2.3.1 GMSK调制的基本原理 (14)2.3.2 GMSK信号的表达式和波形图 (16)2.3.3 GMSK信号的带宽 (19)2.3.4 GMSK信号的特点 (20)2.3.5 GMSK系统性能 (20)第3章软件仿真或实验结果分析 (22)3.1 FSK实验结果分析 (22)3.2 MSK实验结果分析 (23)3.3 GMSK实验结果分析 (25)结论 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附录A (32)第1章绪论1.1 引言现代社会是一个信息化的社会,是一个高速发展的社会,信息技术已经日益改变着我们的生活,作为信息传播的基础—信号调制,在信号处理中占着无与伦比的地位。
调制方式
使信号能量大部分集中在一定的带宽内,
因此提高了频带的利用率。根据这些要求,
人们在实践中创造了各式各样的调制方式,
我们称之为现代恒包络数字调制技术。
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。MSK是移频键控FSK的一种改进形式。
、正交幅度调制(QAM)、正交频分复用调制(OFDM)等等。
4、QAM--又称正交幅度调制法。在二进制ASK系统中,其频带利用率是1bit/s·Hz,
若利用正交载波调制技术传输ASK信号,可使频带利用率提高一倍。如果再把多进制与其它技术结合
起来,还可进一步提高频带利用率。能够完成这种任务的技术称为正交幅度调制(QAM)。
也能减小由于信道特性引起的码间干扰的影响等。
二进制2ASK与四进制MASK调制性能的比较:
在相同的输出功率和信道噪声条件下,MASK的解调性能随信噪比恶化的速度比OOK要迅速得多。
这说明MASK应用对SNR的要求比普通OOK要高。在相同的信道传输速率下M电平调制与二
电平调制具有相同的信号带宽。即在符号速率相同的情况下,二者具有相同的功率谱。
影响,以便在有限的带宽资源条件下获得更高的传输速率。这些技术的研究,
主要是围绕充分节省频谱和高效率的利用频带展开的。多进制调制,是提高频谱利用率的有效方法,
恒包络技术能适应信道的非线性,并且保持较小的频谱占用率。
从传统数字调制技术扩展的技术有最小移频键控(MSK)、高斯滤波最小移频键控(GMSK)
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。
MSK百科
全称Minimum Shift Keying。
最小移频键控(MSK)是移频键控(FSK)的一种改进型。
在FSK方式中,相邻码元的频率不变或者跳变一个固定值。
在两个相邻的频率跳变的码元之间,其相位通常是不连续的。
MSK是对FSK信号作某种改进,使其相位始终保持连续不变的一种调制。
最小移频键控又称快速移频键控(FFSK)。
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;而“快速”指的是对于给定的频带,它能比PSK传送更高的比特速率。
MSK是一种在无线移动通信中很有吸引力的数字调制方式,它具有以下两种主要的特点:1.信号能量的99.5%被限制在数据传输速率的1.5倍的带宽内。
谱密度随频率(远离信号带宽中心)倒数的四次幂而下降,而通常的离散相位FSK信号的谱密度却随频率倒数的平方下降。
因此,MSK信号在带外产生的干扰非常小。
这正是限带工作情况下所希望有的宝贵特点。
2.信号包络是恒定的,系统可以使用廉价高效的非线性器件。
从相位路径的角度来看,MSK属于线性连续相位路径数字调制,是连续相位频移键控( CPFSK )的一种特殊情况,有时也叫做最小频移键控( MSK )。
MSK的“最小( Minimum )”指的是这种调制方式能以最小的调制指数( h=0.5 )获得正交的调制信号。
MSK调制方式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。
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分量几乎又都被恢复出来了。
MSK和2FSK调制与解调的性能比较
MSK和2FSK调制与解调的性能比较学院级班指导教师摘要本文旨在证明在信道有高斯噪声情况下MSK的调制与解调比2FSK具有更好的性能。
首先用systemview将MSK和2FSK分别进行调制和解调的仿真,再通过仿真结果讨论二者的优越性。
通过结果证明出MSK优越于2FSK。
关键字MSK、2FSK、调制、解调1.引言随着数字技术的日益发展和数字通信具有的优越性,信息的传递已由原来的模拟信号传输逐渐被数字信号传输所取代。
短距离传输方式一般为数字基带传输,但距离较长时则使用数字带通传输。
数字带通传输前的数字调制常用键控法,而键控法可分为振幅键控(ASK)、频移键控(FSK)、相移键控(PSK)。
其中2FSK由于性能优良、易于实现,得到了广泛的应用;但其也有一些不足之处。
首先它占用带宽比较大,频带利用率较低;其次,用开关法产生2FSK信号,则相邻码元波形的相位可能不连续使得信号波形的包络长生较大的起伏。
为了克服以上缺点,对于2FSK信号做了改进,发展出MSK信号。
本文则通过systemview软件对MSK和2FSK进行模拟仿真,再处理仿真结果后比较二者的各项性能。
本文首先设计2FSK在systemview环境下的调制和解调,在输入PN序列后利用键控发产生2FSK信号再加入高斯噪声,然后在进行解调。
此过程由软件仿真,对比输入原码和输出序列观察其差别,再利用软件算出误码率;MSK亦是如此。
最后通过仿真结果来判别两种调制的性能谁更好。
2.通信软件systemview的介绍Elanix公司的systemview软件基本属于一个系统级工具平台,提供了完整的动态系统设计、仿真和分析的可视化化境,可以构造各种复杂的模拟、数字数模混合系统以及各种速率的系统。
其主要功能为:线性和非线性系统设计、Laplace和Z变换线性系统、信号频谱和功率谱分析,支持嵌入式系统和多层子系统等。
systemview的设计非常方便,它利用功能元件库中的Token来代表一种处理过程,在systemview系统窗口中完成系统的设计。
数字通信的调制方式 ASK PSK FSK QAM MSK GMSK
数字通信的调制方式ASK PSK FSK QAM MSK GMSK通信的最终目的是在一定的距离内传递信息。
虽然基带数字信号可以在传输距离相对较近的情况下直接传送,但如果要远距离传输时,特别是在无线或光纤信道上传输时,则必须经过调制将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输。
为了使数字信号在有限带宽的高频信道中传输,必须对数字信号进行载波调制。
如同传输模拟信号时一样,传输数字信号时也有三种基本的调制方式:幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)和相移键控(PSK)。
它们分别对应于用载波(正弦波)的幅度、频率和相位来传递数字基带信号,可以看成是模拟线性调制和角度调制的特殊情况。
理论上,数字调制与模拟调制在本质上没有什么不同,它们都是属正弦波调制。
但是,数字调制是调制信号为数字型的正弦波调制,而模拟调制则是调制信号为连续型的正弦波调制。
在数字通信的三种调制方式(ASK、FSK、PSK)中,就频带利用率和抗噪声性能(或功率利用率)两个方面来看,一般而言,都是PSK系统最佳。
所以PSK在中、高速数据传输中得到了广泛的应用。
1、ASK--又称幅移键控法。
载波幅度是随着调制信号而变化的。
其最简单的形式是,载波在二进制调制信号控制下通断,这种方式还可称作通-断键控或开关键控(OOK) 。
l 调制方法:用相乘器实现调制器。
l 调制类型:2ASK,MASK。
l 解调方法:相干法,非相干法。
MASK,又称多进制数字调制法。
在二进制数字调制中每个符号只能表示0和1(+1或-1)。
但在许多实际的数字传输系统中却往往采用多进制的数字调制方式。
与二进制数字调制系统相比,多进制数字调制系统具有如下两个特点:第一:在相同的信道码源调制中,每个符号可以携带log2M比特信息,因此,当信道频带受限时可以使信息传输率增加,提高了频带利用率。
但由此付出的代价是增加信号功率和实现上的复杂性。
第二,在相同的信息速率下,由于多进制方式的信道传输速率可以比二进制的低,因而多进制信号码源的持续时间要比二进制的宽。
最小移频键控(MSK)调制解调技术的原理及应用分析
最⼩移频键控(MSK)调制解调技术的原理及应⽤分析最⼩移频键控(MSK)调制解调技术的原理及应⽤分析摘要:最⼩频移键控(MSK)调制是恒包络调制⽅式的⼀种,能够产⽣包络恒定、相位连续的调制信号。
其带宽窄,频谱主瓣能量集中,旁瓣滚降衰减快,频带利⽤率⾼,在现代通信中得到了较为⼴泛地应⽤。
本⽂主要介绍分析MSK 的调制与解调原理并进⾏MSK 调制解调技术的应⽤分析。
MSK 信号调制最⼩频移键控(MSK)调制是恒包络调制⽅式的⼀种,能够产⽣包络恒定、相位连续的调制信号。
其带宽窄,频谱主瓣能量集中,旁瓣滚降衰减快,频带利⽤率⾼,在现代通信中得到了⼴泛地应⽤。
MSK 信号的基本原理最⼩频移键控⼜称快速频移键控,是⼀种特殊的⼆元频移键控(2FSK)。
⽤不同频率的载波来表⽰1和0就是频移键控FSK 。
在频率(或数据)变化时⼀般的FSK 信号的相位是不连续的,所以⾼频分量⽐较多。
如果在码元转换时刻FSK 信号的相位是连续的,称之为连续相位的FSK 信号(CPFSK)。
CPFSK 信号的有效带宽⽐⼀般的FSK 信号⼩,最⼩移频键控(MSK)就是⼀种特殊的 CPFSK 。
除了相位连续以外,MSK 信号还要求满⾜:l 码和0码的波形正交(有利于降低误码率),频移最⼩(有利于减⼩信号带宽,提⾼对信道的频带利⽤率)。
MSK 信号具有正交信号的最⼩频差,可以表⽰为:式中A 为载波的振幅;c f 为载波(也可称为中间载波)的频率;相位()t n φ为MSK 信号的总相位减去随时间增长的载波相位后得到的剩余相位,称为附加相位函数,是时间的连续函数;b T 为码元间隔周期。
由2FSK 信号正交条件可知,最⼩频差为:其调制指数为:式中1f 、2f 分别为MSK 信号1码和0码的载波频率。
此时有:式中n θ为第n 个码元的相位常数,取值为0或π(模2π)。
由此,MSK 信号的第n 个码元可表⽰为:式中1±=n a ,分别⽤来表⽰⼆进制信息l 和0。
FSK调制解调
FSK调制解调什么是FSK调制解调?FSK调制解调是一种数字调制解调技术,全称为频移键控(Frequency Shift Keying)调制解调。
它利用两个或多个不同频率的载波波形来表示不同的数字信号。
在FSK调制解调中,不同的数字信号通过改变频率来表示不同的离散数值,这使得FSK成为一种常用的数字调制解调技术。
FSK调制原理FSK调制的原理是在不同的数字信号之间切换不同频率的载波波形。
当要传输的是逻辑0(低电平)时,使用一个特定频率的载波波形,而当要传输的是逻辑1(高电平)时,则使用另一个特定频率的载波波形。
这些载波波形的频率之间的差异通常被称为频率偏移(frequency shift)。
FSK调制可以采用连续FSK(CFSK)或离散FSK(DFS)两种方式进行。
在CFSK中,载波频率是连续变化的,而在DFS 中,载波频率只能从一组离散的频率中选择。
无论采用哪种方式,FSK调制的基本原理都是相同的。
FSK调制的过程FSK调制的过程分为两个主要步骤:调制和解调。
我们来分别看一下这两个过程。
FSK调制FSK调制是将数字信号转换为频率不同的载波波形的过程。
下面是FSK调制的基本步骤:1.确定要传输的数字信号。
2.设置两个或多个不同频率的载波波形。
3.将数字信号与载波波形进行调制,即将逻辑0和逻辑1映射到不同的载波频率上。
4.经过调制后的信号即为FSK调制信号,可以通过传输媒介发送出去。
FSK解调FSK解调是将接收到的FSK调制信号转换回原始的数字信号的过程。
下面是FSK解调的基本步骤:1.接收通过传输媒介传输过来的FSK调制信号。
2.通过滤波器去除噪声和其他干扰,以保留原始的调制信号。
3.利用频率探测器或锁相环等解调电路恢复出原始的载波频率。
4.根据恢复出的载波频率来判断传输的数字信号,即将不同的载波频率映射回逻辑0和逻辑1。
FSK调制解调的应用FSK调制解调在许多通信系统中被广泛应用,以下是一些常见的应用场景:1.数据通信:FSK调制解调可用于传输数字数据,例如在调制解调器、调制解调器和调制解调器之间的数据传输中。
移动通信课后答案湖南工业大学2013最新版.
移动通信课后答案湖南⼯业⼤学2013最新版.Go 1-1什么叫移动通信? 移动通信有哪些特点?答:通信中的⼀⽅或双⽅处于运动中的通信。
移动通信(Mobile communication)是移动体之间的通信,或移动体与固定体之间的通信。
移动体可以是⼈,也可以是汽车、⽕车、轮船、收⾳机等在移动状态中的物体。
特点: 1. 移动通信必须利⽤⽆线电波进⾏信息传输2.移动通信是在复杂的⼲扰环境中运⾏的3. 移动通信可以利⽤的频谱资源⾮常有限,⽽移动通信业务量的需求却与⽇俱增4. 移动通信系统的⽹络结构多种多样,⽹络管理和控制必须有效5. 移动通信设备(主要是移动台)必须适于在移动环境中使⽤1-2单⼯通信与双⼯通信有何区别?各有何优缺点?答:区别:单⼯通信是指通信双⽅电台交替地进⾏收信和发信。
双⼯通信是指通信双⽅可同时进⾏传输消息的⼯作⽅式。
单⼯通信的优点是电台设备简单、省电,且只占⽤⼀个频点。
缺点是这样的⼯作⽅式只允许⼀⽅发送时另⼀⽅进⾏接收。
此外,任何⼀⽅当发话完毕,必须⽴即松开其按讲开关,否则将收不到对⽅发来的信号。
双⼯通信的优点是使⽤⽅便,同普通有线电话相似,接受和发射可同时进⾏。
缺点是在电台的运⾏过程中,不管是否发话,发射机总是⼯作的,故电源消耗较⼤,这⼀点对⽤电池做电源的移动台⽽⾔时不利的。
1-4常⽤移动通信系统包括哪⼏种类型?答:包括⽆线电寻呼系统,蜂窝移动通信系统,⽆绳电话系统,集群移动通信系统,移动卫星通信系统,分组⽆线⽹。
1-5蜂窝通信系统采⽤了哪些技术?它与⽆线寻呼、⽆绳电话、集群系统的主要差别是什么?答:蜂窝通信系统采⽤的技术有:频率再⽤、⼩区分裂、越区切换。
它与⽆线寻呼、⽆绳电话、集群系统的主要差别有:1.线电寻呼系统是单向通信系统,通话双⽅不能直接利⽤它对话。
2.绳电话以有线电话⽹为依托,是有线电话⽹的⽆线延伸。
3.群移动通信属于调度系统的专⽤通信⽹,具有⼀定的限时功能,主要以⽆线⽤户为主,⼀般采⽤半双⼯,⽤频道共⽤技术来提⾼系统的频率利⽤率。
msk调制 跳频
msk调制跳频
MSK(最小频移键控)调制是一种常用的数字调制技术,具有恒定包络和相位连续的优点。
在无线通信系统中,MSK调制常用于跳频通信,以实现频谱效率和抗干扰性能的提升。
一、MSK调制原理
MSK调制是一种二进制数字调制方法,其基本原理是将原始数据经过差分编码后,通过频率偏移键控(FSK)技术进行调制。
在MSK调制中,相位的改变是连续的,因此其具有恒定的包络线。
这种特性使得MSK在频谱效率和抗干扰性能方面表现优异。
二、跳频技术
跳频技术是一种用于无线通信的抗干扰技术,其基本原理是利用多个频率信道进行通信,并且不断地跳变发送频率。
通过跳频技术,可以将信号分散到多个频率信道上,从而降低单个信道上的干扰。
同时,跳频技术还可以提高频谱效率,增加通信的隐蔽性和多路径分集增益。
三、MSK调制与跳频技术的结合
将MSK调制与跳频技术相结合,可以进一步提高无线通信系统的性能。
在跳频通信中,MSK调制可以作为跳频序列的一部分,通过对多个频率信道进行调制,实现信号的跳频传输。
同时,MSK调制的恒定包络和相位连续的优点也可以提高跳频通信的抗干扰性能和频谱效率。
四、结论
将MSK调制与跳频技术相结合,可以进一步提高无线通信系统的性能。
通过将信号分散到多个频率信道上,降低单个信道上的干扰,同时提高频谱效率和多路径分集增益。
此外,MSK调制的恒定包络和相位连续的优点也可以提高跳频通信的抗干扰性能和频谱效率。
因此,在无线通信系统中,MSK调制和跳频技术的结合是一种有效的抗干扰和频谱效率提升策略。
MSK和2FSK调制与解调的性能比较
MSK和2FSK调制与解调的性能比较学院级班指导教师摘要本文旨在证明在信道有高斯噪声情况下MSK的调制与解调比2FSK具有更好的性能。
首先用systemview将MSK和2FSK分别进行调制和解调的仿真,再通过仿真结果讨论二者的优越性。
通过结果证明出MSK优越于2FSK。
关键字MSK、2FSK、调制、解调1.引言随着数字技术的日益发展和数字通信具有的优越性,信息的传递已由原来的模拟信号传输逐渐被数字信号传输所取代。
短距离传输方式一般为数字基带传输,但距离较长时则使用数字带通传输。
数字带通传输前的数字调制常用键控法,而键控法可分为振幅键控(ASK)、频移键控(FSK)、相移键控(PSK)。
其中2FSK由于性能优良、易于实现,得到了广泛的应用;但其也有一些不足之处。
首先它占用带宽比较大,频带利用率较低;其次,用开关法产生2FSK信号,则相邻码元波形的相位可能不连续使得信号波形的包络长生较大的起伏。
为了克服以上缺点,对于2FSK信号做了改进,发展出MSK信号。
本文则通过systemview软件对MSK和2FSK进行模拟仿真,再处理仿真结果后比较二者的各项性能。
本文首先设计2FSK在systemview环境下的调制和解调,在输入PN序列后利用键控发产生2FSK信号再加入高斯噪声,然后在进行解调。
此过程由软件仿真,对比输入原码和输出序列观察其差别,再利用软件算出误码率;MSK亦是如此。
最后通过仿真结果来判别两种调制的性能谁更好。
2.通信软件systemview的介绍Elanix公司的systemview软件基本属于一个系统级工具平台,提供了完整的动态系统设计、仿真和分析的可视化化境,可以构造各种复杂的模拟、数字数模混合系统以及各种速率的系统。
其主要功能为:线性和非线性系统设计、Laplace和Z变换线性系统、信号频谱和功率谱分析,支持嵌入式系统和多层子系统等。
systemview的设计非常方便,它利用功能元件库中的Token来代表一种处理过程,在systemview系统窗口中完成系统的设计。
msk调制 频谱
msk调制频谱?
答:MSK调制即最小移频键控(Minimum Frequency Shift Keying),属于数字调制技术的一种,是特殊的连续相位的频移键控(CPFSK),具有相位连续、幅度恒定、频谱利用率高、抗噪声能力强等特点。
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。
在MSK调制中,每个码元的相位常数是不连续的,但是相位路径是连续的,这种相位路径连续性使得MSK信号具有高效的频谱利用率和较强的抗噪声能力。
此外,MSK信号的主瓣比QPSK信号更窄,旁瓣滚降得更快。
在现代通信系统中,为了适应信道特点并控制射频输出信号的频谱,需要寻找新的调制方式。
MSK调制正是一种符合要求的调制方式,因为其产生的己调信号经过发端带限后,即使通过非线性器件,也能产生很小的频谱扩展。
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一文看懂MSK调制与FSK调制的区别和联系
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:
当ka=+1时,信号的频率为:
当ka=-1时,信号的频率为:
由此可得频率之差为:
那么MSK信号波形如图2.1所示:
为了保持相位的连续,在t=kTs时间内应有下式成立:
若令=0,则=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。
为了便于理解如图2.2所示:
根据上面描述可构成一种MSK调制器,其方框图如图2.3所示:
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Ik、Qk两路数据。
波形选择地址生成器是根据接受到的数据(Ik或Qk)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2.4所示:。