基于simulink的MSK仿真

基于simulink的MSK仿真

学院：计算机与通信工程

班级：通信工程

姓名：王帆

学号： 20081619

指导教师：白媛

目录

一、引言 (2)

1.1绪论 (2)

1.2数字调制方式的发展状况 (2)

1.3设计目的及任务要求 (3)

1.4设计的意义 (3)

二、Matlab基础理论 (4)

2.1 MATLAB 简介 (4)

2.2 MATLAB 的特点及优势 (5)

2.3 Simulink简介 (6)

2.4 MATLAB在通信系统仿真中的应用 (6)

2.4.1 通信仿真的概念 (6)

2.4.2 通信仿真的一般步骤 (6)

三、最小频移键控系统的调制模型及仿真环境 (8)

3.1最小频移键控介绍 (8)

3.1.1最小频移键控- MSK系统与信号特征小结 (8)

3.1.2最小频移键控(MSK) (9)

3.1.3 MSK的理论研究及其原理 (10)

3.2 模型设计原理 (14)

四、系统的建立与仿真 (15)

4.1建立模型 (15)

4.2仿真参数设置 (17)

4.3 Scope端的最终波形图 (18)

五、总结与展望 (19)

5.1总结 (19)

5.2展望 (20)

一、引言

1.1 绪论

20 世纪50 年代后期，随着计算机技术、微电子技术、传感技术，激光技术、卫星通信和移动通信技术、航空航天技术等新技术的发展和应用，尤其近代以计算机为主体的互联网技术的兴起和发展，它们相互结合、相互促进，将人类社会推入到高度信息化时代。通信的目的是传输含有信息的消息。消息有多种形式，话音、文字、数据、符号、图像等等都是消息。原始的数据信号有两种基本形式，一种是模拟的，另一种是数字的。模拟数据信号是在某一数值范围内可以连续取值的信号。数字数据信号是只取有限个离散值的数字序列。由于数字数据更便于存储、处理和传输，而模拟数据经过取样、量化和编码，可以转换成数字数据。因此，模拟数据的传输只有在特定条件下才被使用，而数字数据的应用越来越多。信号的调制方式也由模拟方式持续广泛地向数字方式转换。数字调制有三种基本形式:移幅键控法ASK、移频键控法FSK、移相键控法PSK。在ASK 方式下，用载波的两种不同幅度来表示二进制的两种状态。ASK 方式容易受增益变化的影响，是一种低效的调制技术。在电话线路上，通常只能达到1200bps 的速率。在FSK 方式下，用载波频率附近的两种不同频率来表示二进制的两种状态。在电话线路上，使用FSK 可以实现全双工操作，通常可达1200bps的速率。在PSK 方式下，用载波信号相位移动来表示数据。PSK 可以使用二相或多于二相的相移，利用这种技术可对传输速率起到加倍的作用。

在FSK 调制解调器的使用范围较广，目前已经不完全局限在有线网络通信里。它已经延伸到无线电通信，生物医学，机械等领域。FSK 调制解调器的设计的模型简单，设计方式也不仅仅建立在电器元件上，利用软件搭建模型也成为目前很常用的方法。但是在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。如果对FSK 信号做某种改进，使其相位始终保持连续，就产生了MSK 信号，MSK 是FSK 的一种特殊情况。MSK 调制后的波形在时域内具有恒定包络结构,在频域内频谱具有很小的旁瓣,主瓣宽度窄,带外辐射小的优点，并且在主瓣带宽之外功率谱旁瓣的下降也更加迅速，从而克服了一般FSK、PSK、QAM 等调制方式具有相位突变而影响已调

信号高频分量衰减的缺点。正是因为MSK 具有诸多的性能优势，所以它比较适合在窄带信道中传输，广泛应用于无线移动通信的数据传输中。

1.2 数字调制方式的发展状况

数字信号调制技术是从最基本、最简单的二进制数字调制的2ASK，2FSK，2PSK 的基础上发展起来的。幅度键控信号的调制原理就是使载波的幅度随数字基带信号的变化而变化；频率键控信号的调制原理就是使载波的频率随数字基带信号的变化而变化；相位键控信号的调制原理就是使载波的相位随数字基带信号的变化而变化。

1.3设计目的及任务要求

通过MATLAB 中Simulink 仿真模块对其进行仿真，同时分析MSK 调制解调的应用案例及前景，以求加深对MSK 调制解调原理及实际应用的理解。

（1）MSK 理论研究。从数字调制解调的众多方式中引出MSK，进而研究MSK 调制解调原理及特点。

（2）仿真工具MATLAB。简要介绍MATLAB 及其使用MATLAB 中Simulink 仿

真模块进行仿真的相关方法和理论。

（3）实验分析。使用MATLAB 为工具，用Simulink 仿真模块对MSK 调制解调原理进仿真，并进行必要的比较及深入分析。

（4）简介MSK 应用，分析其发展趋势和应用前景。

1.4设计的意义

本次设计的意义在于深入分析了当前通信领域比较先进的MSK 数字化调制与解调，利用理论研究以及实验仿真分析相结合的方法，更全面、更深入地说明问题。实现实验仿真的实验平台为MATLAB。MATLAB 的主要特点有：语言简洁紧凑，使用方便灵活，库函数极其丰富MATLAB 程序书写形式自由，利用起丰富的库函数避开繁杂的子程序编程任务，压缩了一切不必要的编程工作；MATLAB 提供了和C 语言几乎一样多的运算符，MATLAB 有许多的画图和图象处理命令；MATLAB既具有结构化的控制语句，又有面向对象编程的特性；程序限制不严格，程序设计自由度大，程序的可移植性很好。这样就对仿真的正确性提供了一个可靠的保证。引用MSK 应用案例，分析其发展趋势和应用前景。