MSK系统在Simulink里的仿真学习资料

M S K系统在

S i m u l i n k里的仿真

系统设计与仿真

总体设计

MSK 只是多种调制解调模式中的一种。如下图所示：即信号源、调制部分、加性高斯白噪声信道（AWGN信道）和解调部分组成。

通过以下步骤进行研究：

1.对MSK数字通信系统调制解调原理进行分析研究并利用MATLAB软件建立仿

真模型。

2.通过前面的理论研究理解，设置仿真模型里的参数。

3.运用MATLAB软件的仿真功能，得出MSK数字通信系统各点的仿真波形图。

图 1 总体设计框图MSK系统在Simulink里的仿真仿真设计

图 2 MSK系统仿真

（1）信源部分

信源采用的是随机整数序列产生器，可以产生由0，1构成的序列。

图 3 随机整数产生器

（2） MSK调制部分

根据MSK信号表示函数可写成I/Q两路正交调制的形式，在这里采用这种方式来生成调制模块。

图 4 MSK信号调制部分

（3）加性高斯白噪声信道

加性高斯白噪声信道（AWGN 信道）是直接利用 Simulink 自带的 AWGN 模块，可以通过设置其中的信噪比来改变信道的性能。

（4） MSK解调部分

MSK作为一种特殊的2FSK，如果把MSK看成是正交2FSK，用2FSK方法进行相干解调。这里采用的是延时判决相干解调法。

图 5 MSK解调部分

仿真参数设置

调制部分

（1）随机整数产生器（Random Integer Generator）

该模块的设计主要是产生一组随机的0、1等概序列。

图 6 随机整数产生器

（2）载波与正弦形加权函数

载波可以分为I路载波和Q路载波。正弦形加权函数有同相分量正弦形加权函数和正交分量正弦形加权函数两种。

图 7 解调设计

图 8同相分量的正弦形加权函数参数设置

图 9 正交分量的正弦形加权函数参数设置

图 10 I路载波参数设置

图 11 Q路载波参数设置

信道部分

本设计使用相对较简单的一个加性高斯白噪声信道作为噪声信道，它在二进制相位调制信号中叠加高斯白噪声。Initial seed（初始种子）即可以是标量也可以是矢量。这个标量或矢量的长度要与信道匹配。在设计中选择Signal to noise ratio (Es/No)模式，Es/No (dB)每符号信号功率与噪声功率谱密度比，用分贝表示。

图 12加性高斯白噪声信道

解调部分

这里采用的解调方法为延时判决相干解调法。

图 13 解调输入部分

图 14 I路载波参数设置

图 15 Q路载波参数设置

图 16积分判决部分

图 17时延8参数设置

图 18时延5参数设置

图 19时延6参数设置

时延7参数设置

设计结果及其分析

（1）误码率分析

图 20输入信号和解调信号

总体设计图中的Display模块窗口显示的数值是该系统的误码率。误码率的计算器将在一定时间内收到的数字信号中发生差错的比特率与同一时间所收到的数字信号的总比特数的比值通过显示窗口显示出来。误码率（BER：bit error ratio）是衡量数据在规定时间内数据传输精确性的指标。如图18所示，在Scope窗口中可以看到输入信号与输出信号的序列，可以看出经过调制解调后的信号无明显失真，但存在着时延不匹配的问题。

图 21 SNR=10时的误码率

（2）眼图分析

图 22 眼图

在实际的通信系统中，数字信号经过非理想的传输系统必定要产生畸变，信号通过信道后，也会引入噪声和干扰，也就是说，总是在不同程度上存在码间干扰的。在码间干扰和噪声同时存在情况下，系统性能很难进行定量的分析，常常甚至得不到近似结果。为了便于实际评价系统的性能，可以通过眼图直观地估价系统的码间干扰和噪声的影响，是一种常用的测试手段。

（3）功率谱

图 23随机序列频谱图

图 24 MSK调制信号频谱图

图 25 MSK调制信号经过信道频谱图（4）波形图分析

图 26 MSK调制信号波形图

图 27 上图各个部分波形图分别为：

1、正交分量波形图

2、同相分量波形图

3、时延后的正交分量波形图

4、时延后的同相分量波形图

5、脉冲波形

6、积分后的正交分量

7、积分后的同相分量