课程设计 ---MSK通信系统的仿真与分析

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1、MSK 通信系统的仿真与分析 1 1 1 绪绪 论论 1.1 1.1 概述概述 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

2、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 1200

3、bps 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

4、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。 MSK 通信系统的仿真与分析 2 1.21.2 数字调制方式的发展状况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。数字信号调制的分类如图 1-1 所示。 图 1-1 数字信号调制的分类 众所周知，一个通信系统的质量，在很大程度上依赖于所采用的调制方式 。 调制是为了使信号特性与信道特性相匹配，因此调制方式的选