基于SystemView的MSK的仿真实现

JIANGSU TEACHERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 通信原理课程设计报告

课程设计题目: 基于SystemView的MSK的仿真实现

班级：

学号：

姓名：

指导教师姓名：钱志文任艳玲

设计地点：60#507

目录

序言…………………………………………………………………………

第一章 SystemView软件介绍 (3)

第二章 MSK调制原理 (4)

2.1 MSK信号 (4)

2.2 MSK信号计算原理 (4)

2.3 MSK信号调制原理 (4)

第三章基于SystemView的MSK调制的仿真实现 (7)

3.1MSK的仿真系统参数 (7)

3.2 MSK的调制程 (7)

3.2.1 MSK的调制仿真总电路图 (7)

3.2.2 差分编码电路 (9)

3.2.3 串并变换电路 (9)

3.2.4 加权调制和载波调制 (11)

参考文件 (14)

体会与建议 (15)

附录 (16)

序言

人类社会是建立在信息交流基础上的，通信是推动人类社会文明、进步与发展的巨大动力，特别是当今信息社会，通信更是整个社会的高级“神经中枢”。而通信系统的质量在很大程度上依赖与所采用的调制方式。

随着数字通信技术的日益发展和广泛应用，数字调制技术作为这个领域中极为重要的一个方面得到了迅速发展。特别是今年来随着远距离数字通信的发展，系统中出现了新的问题——信道中同时存在着带限与线性的特性。在这种信道条件下，传统的数字调制方式则面临这一场新的挑战。为了适应这类信道的特性，又发展起来了一种新的数字调制方式技术——现代恒定包络数字调制技术。

现代恒定包络数字调制技术的发展过程，就是已调波的相位路径不断得到改进与完

善的过程。因为一个已调波的频谱特性与其相位路径有着紧密的联系（

()

d t

dt

θ

ω=）。为

了控制已调波的频谱特性，则必须控制它的相位路径。首先出现的是二相移相键控（BPSK），继而，为了提高信道频带利用率，又在它的基础上提出了四相移相键控（QPSK）。这两种调制方式所产生的已调波，在码元转换时刻上都可能产生180o相位突跳，使得功率谱高频滚降缓慢，带外辐射大。为了消除180o相位突跳，在QPSK基础上又提出了交错正交移相键控（OQPSK），它虽然克服了180o相位突跳的问题，但是，在码元转换时刻上仍可能有90o的相位突跳，同样使的功率谱高频不能很快地滚降，为了彻底解决相位突跳的问题，人们很自然地会想到相邻码元间的相位变化不应该瞬时地突变，而应该在一个码元时间内逐渐累积来完成，从而保持码元转换时刻相位联系，于是又提出了最小移频键控（MSK）。

MSK是一种线性连续相位路径的恒定包络数字调制技术，它彻底消除了相位突跳问题，载波相位随时间是连续变化的，信号功率谱在主瓣以外衰减得较快，带外辐射小，对邻道的干扰也较小。

第1章SystemView软件介绍

SystemView是美国ELANIX公司推出的，基于Windows环境下运行的用于系统仿真分析的可视化软件工具，它使用功能模块(Token)去描述程序，无需与复杂的程序语言打交道，不用写一句代码即可完成各种系统的设计与仿真，快速地建立和修改系统、访问与调整参数，方便地加入注释。

利用SystemView，可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合系统，各种多速率系统，因此，它可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。用户在进行系统设计时，只需从System View配置的图标库中调出有关图标并进行参数设置，完成图标间的连线，然后运行仿真操作，最终以时域波形、眼图、功率谱等形式给出系统的仿真分析结果。

SystemView的库资源十分丰富，包括含若干图标的基本库（Main Library）及专业库(Optional Library)，基本库中包括多种信号源、接收器、加法器、乘法器，各种函数运算器等；专业库有通讯（Communication）、逻辑（Logic）、数字信号处理（DSP）、射频/模拟（RF/Analog）等；它们特别适合于现代通信系统的设计、仿真和方案论证，尤其适合于无线电话、无绳电话、寻呼机、调制解调器、卫星通讯等通信系统；并可进行各种系统时域和频域分析、谱分析，及对各种逻辑电路、射频/模拟电路（混合器、放大器、RLC电路、运放电路等）进行理论分析和失真分析。

在系统设计和仿真分析方面，SystemView还提供了一个真实而灵活的窗口用以检查、分析系统波形。在窗口内，可以通过鼠标方便地控制内部数据的图形放大、缩小、滚动等。另外，分析窗中还带有一个功能强大的"接收计算器"，可以完成对仿真运行结果的各种运算、谱分析、滤波。

System View还具有与外部文件的接口，可直接获得并处理输入/输出数据。提供了与编程语言VC++或仿真工具Matlab的接口，可以很方便的调用其函数。还具备与硬件设计的接口:与Xilinx公司的软件Core Generator配套，可以将SystemView系统中的部分器件生成下载FPGA芯片所需的数据文件;另外，SystemView还有与DSP芯片设计的接口，可以将其DSP库中的部分器件生成DSP芯片编程的C语言源代码。

第2章MSK 调制原理

2.1 MSK 信号

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。MSK 通常又被成为最小频移键控。

2.2 MSK 信号计算原理

MSK 是恒定包络连续相位频率调制，其信号的表示式为

()cos 2k msk c k s a S t t t T πωφ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭

(1.1-1) 其中 ()1s s kT t k T ≤≤+ , k =0,1,…

令 ()2k

k k s a t t T πθφ=+ , ()1s s kT t k T ≤≤+ (1.1-2)

则式（1.1-1）可表示为()()cos msk c k S t t t ωθ=+⎡⎤⎣⎦ (1.1-3)

式中，()k t θ称为附加相位函数；c ω为载波角频率；s T 为码元宽度；k a 为第k 个输入码元，取值为错误!未找到引用源。；k φ为第k 个码元的相位常数，在时间()1s s kT t k T ≤≤+中保持不变，其作用是保证在s t kT =时刻信号相位连续。

当1+=k a ，信号频率s

c c T f T f 41)2(21s 1+=+=πωπ （2.2-2） 当1-=k a ，信号频率s 241-)2(21T f T f c S c =-=

πωπ （2.2-3） s

T f f 2121=- （2.2-4） 由公式（2.2-2）和（2.2-3）可知，在一个码元内含有1/4载波周期的整数倍，由公式