【正文】 內(nèi)，因此提高了頻帶的利用率。為了適應(yīng)這類信道的特性，已調(diào)信號須有以下兩個(gè)特點(diǎn):①包絡(luò)恒定或包絡(luò)起伏很小由于信道中具有非線性的輸入輸出特性，所以已調(diào)波包絡(luò)不能起伏，即不能用包絡(luò)來攜帶信息，需要采用頻移鍵控(FSK)或相移鍵控(PSK)來傳遞信息。這是因?yàn)槠骷姆蔷€性具有幅相轉(zhuǎn)換(AM/PM)效應(yīng)，會使己經(jīng)濾除的帶外份量幾乎又都被恢復(fù)出來了。隨著通信容量的迅速增加，致使射頻頻譜非常擁擠，這就要求必須控制射頻輸出信號的頻譜。MSK屬于恒包絡(luò)數(shù)字調(diào)制技術(shù)。數(shù)字調(diào)制是數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為與信道特性相匹配的波形的過程。所以為了能更清楚地了解MSK系統(tǒng)，本文采用Matlab語言編程和Simulink實(shí)現(xiàn)MSK系統(tǒng)。Simulink是包含在Matlab之中的仿真工具，而Matlab本身具有強(qiáng)大的編程仿真功能Simulink與Matlab、C／C++語青、DSP以及與硬件工作環(huán)境等都可以方便地實(shí)現(xiàn)。這對使用者，尤其足初學(xué)者是說相當(dāng)方便的。而且Simulink的幫助文檔的優(yōu)點(diǎn)是無論在哪個(gè)模塊哪個(gè)窗口點(diǎn)擊幫助。涉及額領(lǐng)域比SystemView廣。相比之下，Simulink的界面設(shè)計(jì)偏向簡潔，模塊圖都是黑色框圖，連線也是單一黑色。②SystemView是基于Windows環(huán)境下運(yùn)行的用于系統(tǒng)仿真分析的可視化軟件工具，它功能模塊使用(Token)描述程序。綜合后所得的EDIF等網(wǎng)表文件通常作為FPGA適配器的輸入文件，產(chǎn)生的仿真文件中包含了精確的硬件延遲信息。其時(shí)序仿真就是接近真實(shí)器件運(yùn)行特性的仿真，仿真文件中已包含了器件硬件特性參數(shù)，因而，仿真精度高。在中國，Matlab也已日益受到重視，短時(shí)間內(nèi)就將盛行起來，因?yàn)闊o論哪個(gè)學(xué)科或工程領(lǐng)域都可以從Matlab中找到合適的功能。成為攻讀學(xué)位的本科、碩士、博士生必須掌握的基本技能。Matlab 已發(fā)展成為適合眾多學(xué)科，多種工作平臺、功能強(qiáng)大的大型軟件。 , 。應(yīng)用Matlab語言開發(fā)的一個(gè)高效通信信號源模擬仿真系統(tǒng)在現(xiàn)代通信技術(shù)中是很有意義和實(shí)用價(jià)值的課題。基于Matlab語言的多功能通信信號源仿真系統(tǒng)主要由信號的輸入模塊，調(diào)制模塊，源噪聲模塊，以及頻譜分析等模塊組成，不僅可以產(chǎn)生模擬調(diào)制數(shù)字載波調(diào)制兩大類通信信號，還可以計(jì)算信號的特征參數(shù)，進(jìn)行相應(yīng)的時(shí)域和頻域分析，并在給定信噪比的情況下仿真考慮噪聲后總信號的時(shí)頻信息。它的特點(diǎn)是簡潔和智能化，具有極高的編程和調(diào)試效率。另外，分析窗中還帶有一個(gè)功能強(qiáng)大的“接收計(jì)算器”，可以完成對仿真運(yùn)行結(jié)果的各種運(yùn)算、頻譜分析、濾波。SystemView提供功能強(qiáng)大的分析計(jì)算器，以根據(jù)用戶的需要對結(jié)果進(jìn)行各種分析，對系統(tǒng)設(shè)計(jì)和修改十分有利。利用SystemView，可以構(gòu)造各種復(fù)雜的模擬、數(shù)字、數(shù)?；旌舷到y(tǒng)和各種多速率系統(tǒng)，它可用于各種線性或非線性控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真。它界面友好，使用方便。通過利用數(shù)字基帶信號去控制可變分頻器的分頻比來改變輸出載波頻率，使輸出信號頻率發(fā)生變化的同時(shí)，相位保持連續(xù)，從而實(shí)現(xiàn)MSK調(diào)制。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)采用MATLB的函數(shù)編程和Simulink兩種方法對MSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并通過測試分析MSK的調(diào)制解調(diào)原理以及MSK的基本特點(diǎn)。MSK調(diào)制指數(shù)為0．5，包絡(luò)恒定、相位連續(xù)、頻帶利用率高、功率譜緊湊，且頻譜滾降快，產(chǎn)生帶外干擾?。垢蓴_性能好，因此在軍用和民用通信領(lǐng)域中均獲得了廣泛的應(yīng)用。 在兩個(gè)相鄰的頻率跳變的碼元之間，其相位通常是不連續(xù)的。最小移頻鍵控(MSK)是移頻鍵控(FSK)的一種改進(jìn)型。例如，SMSK已應(yīng)用在美國航空和宇宙航行局的高級通信衛(wèi)星上，GMSK已經(jīng)應(yīng)用于歐洲GSM通信系統(tǒng)中。1977年，Amoroso and Kivett通過一系列的變化把MSK簡化成了SMSK。MSK是Doelz和Heald在他們的一項(xiàng)專利中提出的一種信號的調(diào)制方式?，F(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)的關(guān)鍵在于相位變化的連續(xù)性，從而減少頻率占用。因此，對己調(diào)信號有兩點(diǎn)要求，一是要求包絡(luò)恒定；二是具有最小功率譜占用率。MSK調(diào)制的出現(xiàn)，是為了獲取更好的通信質(zhì)量。但是，一般的數(shù)字調(diào)制技術(shù)，如振幅鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）和相移鍵控（PSK）等都無法滿足移動通信的要求?，F(xiàn)代移動通信系統(tǒng)大多數(shù)使用的是數(shù)字調(diào)制技術(shù)，這主要是由于數(shù)字通信網(wǎng)建網(wǎng)靈活，并且數(shù)字加密技術(shù)便于集成化。因此具有頻帶利用率高,在相同誤比特率下所需的信噪比比較低,電路結(jié)構(gòu)比較簡的MSK技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到現(xiàn)代通信領(lǐng)域。無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展對數(shù)據(jù)傳輸速率、傳輸效率和頻帶利用率提出了更高的要求。這正是限帶工作情況下所希望有的寶貴特點(diǎn)。譜密度隨頻率（遠(yuǎn)離信號帶寬中心）倒數(shù)的四次冪而下降，而通常的離散相位FSK信號的譜密度卻隨頻率倒數(shù)的平方下降。在數(shù)字通信、網(wǎng)絡(luò)、視頻和圖像處理領(lǐng)域，MSK已經(jīng)成為高性能數(shù)字信號處理系統(tǒng)的關(guān)鍵元件。根據(jù)通信系統(tǒng)的基點(diǎn)，人們在實(shí)踐中相繼研發(fā)出很多種通信的調(diào)制方式，主要有：振幅鍵控(ASK)、移頻鍵控(FSK)、移相鍵控(PSK)等。逐漸發(fā)展成大容量高速的網(wǎng)絡(luò)通信體制。 Modulation and Demodulation目錄引言 11 方案的論證與選擇 3 基于SystemView的設(shè)計(jì) 3 基于Matlab的設(shè)計(jì) 3 基于FPGA的設(shè)計(jì) 3 方案選擇 42 MSK信號調(diào)制解調(diào)原理 5 MSK的特點(diǎn) 5 MSK的調(diào)制原理 5 MSK的解調(diào)原理 10 MSK的性能分析 113 基于Matlab的MSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13 Matlab中的m語言和Simulink簡介 13 運(yùn)用m語言設(shè)計(jì)MSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng) 14 14 15 運(yùn)用Simulink設(shè)計(jì)MSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng) 18 Simulink MSK調(diào)制模塊設(shè)計(jì) 18 Simulink MSK解調(diào)模塊設(shè)計(jì) 19 測試波形分析 21結(jié)束語 25致謝 26參考文獻(xiàn) 27附錄A 英文文獻(xiàn)原文 28附錄B 英文文獻(xiàn)譯文 38附錄C m程序 49引言隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對通信系統(tǒng)的需求越來越來高。 Matlab 。最后給出全系統(tǒng)的仿真運(yùn)行結(jié)果及其分析研究結(jié)果。運(yùn)用m語言進(jìn)行仿真，主要是依照MSK系統(tǒng)的工作原理繪制出流程圖，最后寫出程序進(jìn)行仿真，并給出每一步驟的仿真結(jié)果圖形。MSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [摘要] 最小頻移鍵控（MSK）是恒定包絡(luò)調(diào)制技術(shù)，它具有相位連續(xù)、頻帶利用率高的特點(diǎn)，是在無線通信領(lǐng)域中很有吸引力的數(shù)字調(diào)制方式，目前在短波、微波和衛(wèi)星通信中均被采用。本文研究了最小頻移鍵控系統(tǒng)調(diào)制與解調(diào)的工作原理，并給出了基于MATLAB軟件環(huán)境下的程序仿真及simulink下系統(tǒng)的模塊搭建實(shí)現(xiàn)兩種方式的實(shí)現(xiàn)。運(yùn)用simulink進(jìn)行系統(tǒng)的模塊搭建，是將系統(tǒng)分為調(diào)制與解調(diào)兩個(gè)子模塊，再將這兩個(gè)子模塊連接成整體的MSK系統(tǒng)模塊進(jìn)行仿真。[關(guān)鍵字]MSK； Matlab；Simulink；調(diào)制解調(diào)Simulation of MSK Modulation and Demodulation System [Abstract] Minimum Shift Keying (MSK) is a constant envelope modulation techniques, it has a continuous phase, high bandwidth efficiency characteristics, is very attractive in the field of wireless munications, digital modulation, shortwave, microwave and satellite municationsmedium were used. In this paper, the working principle of minimum shift keying modulation and demodulation, and gives the realization of program simulation and simulink system module in the MATLAB software environment to build in two ways. M language simulation, the main draw a flow chart in accordance with the MSK system works, and finally write the program simulation, and gives each step of the simulation results graphics. Use simulink module of the system construction, the two submodules of the system is divided into modulation and demodulation, and then two submodules connected into the overall MSK system module for simulation. Finally, the simulation run of the systemwide results and their analysis results. [Key words]MSK。Simulink。通信系統(tǒng)也由原來的單一對點(diǎn)傳輸。通信系統(tǒng)的增多，通信的頻率資源就顯得相對緊張，如何能在現(xiàn)有的頻率資源的條件下實(shí)現(xiàn)大容量的通信是現(xiàn)在通信考慮的主要問題。從頻譜的利用率上人們又研究出MSK、GMSK等頻譜利用率較高的調(diào)制方式。MSK是一種在無線移動通信中很有吸引力的數(shù)字調(diào)制方式，它具有以下兩種主要的特點(diǎn)：1．%。因此，MSK信號在帶外產(chǎn)生的干擾非常小。2．信號包絡(luò)是恒定的，系統(tǒng)可以使用廉價(jià)高效的非線性器件。選擇高效可行的調(diào)制解調(diào)手段,對提高信號的有效性和可靠性起著至關(guān)重要的作用。調(diào)制是移動通信系統(tǒng)中提高通信質(zhì)量的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，調(diào)制是為了使信號特性與信道特性相匹配。因此，通信系統(tǒng)都在由模擬方式向數(shù)字方式轉(zhuǎn)換，這也是移動通信的發(fā)展趨勢。因此，尋找性能優(yōu)越的高效調(diào)制方式以適應(yīng)現(xiàn)代移動通信的要求，一直是重要的研究課題。當(dāng)信道中存在非線性的問題和帶寬限制時(shí)，幅度變化的數(shù)字信號通過信道會使己濾除的帶外頻率分量恢復(fù)，發(fā)生頻譜擴(kuò)展現(xiàn)象，同時(shí)還要滿足頻率資源限制的要求。因此，現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)的發(fā)展方向是最小功率譜占有率的恒包絡(luò)數(shù)字調(diào)制技術(shù)。近年來新發(fā)展起來的技術(shù)主要分兩大類：一是連續(xù)相位調(diào)制技術(shù)（CPFSK），在碼元轉(zhuǎn)換期間無相位突變，如MSK，GMSK等；二是相關(guān)相移鍵控技術(shù)（COR－PSK），利用部分響應(yīng)技術(shù)，對傳輸數(shù)據(jù)先進(jìn)行相位編碼，再進(jìn)行調(diào)相（或調(diào)頻）。1972年，DeBuda認(rèn)為MSK就是一種特殊的CPFSK調(diào)制方式，經(jīng)過一段時(shí)間的發(fā)展，MSK被認(rèn)為是正弦加權(quán)的OQPSK的形式。目前，MSK在實(shí)際的通信系統(tǒng)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。對MSK的功率譜進(jìn)行仿真,從結(jié)果看,MSK調(diào)制方式并不適用于數(shù)字移動通信,產(chǎn)生了高斯最小頻移鍵控(GMSK)調(diào)制方式,從仿真結(jié)果來看,GMSK調(diào)制方式廣泛用于GSM,對不同參數(shù)的GMSK調(diào)制的功率譜進(jìn)行仿真,可得到一種較好的GMSK調(diào)制方式,對GMSK在實(shí)際中的應(yīng)用進(jìn)行了有益的理論指導(dǎo)。在FSK方式中，相鄰碼元的頻率不變或者跳變一個(gè)固定值。MSK是對FSK信號作某種改進(jìn)，使其相位始終保持連續(xù)不變的一種調(diào)制信號。用數(shù)字基帶信號去控制可變分頻器的分頻比來改變輸出載波頻率，使輸出信號頻率發(fā)生變化的同時(shí)，相位保持連續(xù)，從而實(shí)現(xiàn)MSK調(diào)制。由于MSK為模擬信號，因此，需對正弦信號采樣再經(jīng)過數(shù)/模變換得到所需的MSK信號。1 方案的論證與選擇 基于SystemView的設(shè)計(jì)SystemView是美國ELANIX公司推出的，基于Windows環(huán)境的用于系統(tǒng)仿真分析的可視化軟件工具。使用它，用戶可以用圖符（Token）去描述自己的系統(tǒng)，無需與復(fù)雜的程序語言打交道，不用寫代碼即可完成各種系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真。用戶在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，只需從SystemView配置的圖符庫中調(diào)出有關(guān)圖符，進(jìn)行各個(gè)圖符的參數(shù)設(shè)置和相互間的連線，即可進(jìn)行仿真操作，給出分析結(jié)果。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真分析方面，SystemView還提供了一個(gè)真實(shí)而靈活的窗口用以檢查、分析系統(tǒng)波形。 基于Matlab的設(shè)計(jì)Matlab是一種使用簡便的、特別適用于科學(xué)研究和工程計(jì)算的高級語言，與其他計(jì)算機(jī)語言相比。應(yīng)用Matlab語言開發(fā)通信信號源模擬系統(tǒng)是高效實(shí)用的。另外，亦從宏觀上介紹了此通信信號源，給出了它的實(shí)際應(yīng)用。Matlab (Matrix Laboratory)為美國Mathworks公司1983年首次推出的一套高性能的數(shù)值分析和計(jì)算軟件，其功能不斷擴(kuò)充，版本不斷升級，1993年推出了可以配合Microsoft Windous使用的微機(jī)版，其幫助信息采用超文本格式和PDF格式，可以方便的瀏覽。 Matlab將矩陣運(yùn)算、數(shù)值分析、圖形處理、編程技術(shù)結(jié)合在一起，為用戶提供了一個(gè)強(qiáng)有力的科學(xué)及工程問題的分析計(jì)算和程序設(shè)計(jì)工具，它還提供了專業(yè)水平的符號計(jì)算、文字處理、可視化建模仿真和實(shí)時(shí)控制等功能，是具有全部語言功能和特征的新一代軟件開發(fā)平臺。在歐美等國家的高校，Matlab已成為線性代數(shù)、自動控制理論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、數(shù)字信號處理、時(shí)間序列分析、動態(tài)系統(tǒng)仿真等高級課程的基本教學(xué)工具。在設(shè)計(jì)研究單位和工業(yè)開發(fā)部門，Matlab被廣泛的應(yīng)用于研究和解決各種具體問題。 基于FPGA的設(shè)計(jì)Quartus Ⅱ是Altera公司提供的FPGA/CPLD開發(fā)集成環(huán)境，在Quartus Ⅱ上可以完成設(shè)計(jì)輸入、元件適配、時(shí)序仿真和功能仿真、編程下載整