MSK信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)的中期報(bào)告

MSK信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)的中期報(bào)告調(diào)制和解調(diào)是通信技術(shù)中的兩個(gè)重要概念，用于將信息信號(hào)轉(zhuǎn)換成能夠在信道上傳輸?shù)碾娦盘?hào)，以及將電信號(hào)還原成原始信息信號(hào)。其中，MSK（MinimumShiftKeying）信號(hào)是一種數(shù)字調(diào)制技術(shù)，它采用的是連續(xù)移相鍵控技術(shù)，具有頻譜利用率高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。本文將介紹MSK信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)原理，以及實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果。一、MSK信號(hào)的調(diào)制原理MSK信號(hào)采用的是連續(xù)移相鍵控技術(shù)，即將根據(jù)信息信號(hào)而改變的移相量限制在π/2范圍內(nèi)。將二進(jìn)制信息序列轉(zhuǎn)換成連續(xù)的相位變化，每個(gè)比特周期內(nèi)的相位變化為正或負(fù)的π/2，使得基帶信號(hào)中連續(xù)兩個(gè)相位變化的符號(hào)相反。MSK信號(hào)的數(shù)字形式如下：s(t)=cos[2πfct+φ(t)]其中，fc為載波頻率，φ(t)為相位調(diào)制信號(hào)。MSK信號(hào)的特點(diǎn)是相鄰比特之間的相位差為π/2，即兩個(gè)連續(xù)的比特之間的相位差為0或π。其頻譜特性如下圖所示：從頻譜圖可以看出，MSK信號(hào)的頻譜集中在帶寬為1/T（T為比特周期）的區(qū)域內(nèi)，頻譜利用率高，相鄰信號(hào)的頻率帶發(fā)生重疊，抗頻率選擇性衰落和抗干擾性能較好。二、MSK信號(hào)的解調(diào)原理MSK信號(hào)的解調(diào)使用相干解調(diào)方法，將接收到的MSK信號(hào)乘以與載波頻率fc相同的本地振蕩信號(hào)，得到中心頻率為0的基帶MSK信號(hào)。經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換獲取數(shù)字信號(hào)，并經(jīng)過數(shù)字低通濾波器后，進(jìn)行比特同步，即根據(jù)已知的比特時(shí)鐘信號(hào)將接收到的信號(hào)進(jìn)行切分，提取出傳輸?shù)谋忍亓鳌Ｈ?、?shí)驗(yàn)過程和結(jié)果本次實(shí)驗(yàn)采用MATLAB軟件進(jìn)行仿真實(shí)現(xiàn)。首先，生成一個(gè)隨機(jī)二進(jìn)制序列作為MSK調(diào)制的信息信號(hào)，并根據(jù)MSK調(diào)制原理進(jìn)行數(shù)字調(diào)制，生成MSK信號(hào)，其代碼如下：n=1000;data=randi([01],1,n);T=1;fm=T/2;fc=1/T;phi(1)=0;fori=1:length(data)ifdata(i)==1phi(i+1)=mod(phi(i)+pi/2,2*pi);elsephi(i+1)=mod(phi(i)-pi/2,2*pi);endendt=linspace(0,T*(length(data)+1),length(data)+1);msk_signal=cos(2*pi*fc*t+phi);接下來，添加高斯白噪聲和多徑信道，模擬實(shí)際信道中的干擾和衰落，采用弱信號(hào)解調(diào)的方法，將接收信號(hào)進(jìn)行帶通濾波和相干解調(diào)，提取出傳輸?shù)谋忍匦蛄?，代碼如下：snr_db=4;noise=pow2db(var(msk_signal)/var(awgn(msk_signal,snr_db,'measured')));rx_signal=awgn(msk_signal,snr_db,'measured');%因?yàn)槭侨跣盘?hào)解調(diào)，所以需要進(jìn)行帶通濾波B=floor(4/T);h=rcosine(1,B,'filter');rx_signal_bandpass=filter(h,1,rx_signal);%相干解調(diào)t=linspace(0,T*(length(data)+1),length(data)+1);cos_signal=cos(2*pi*fc*t);sin_signal=sin(2*pi*fc*t);I=rx_signal_bandpass.*cos_signal;Q=rx_signal_bandpass.*sin_signal;dI=diff(I);dQ=diff(Q);phase=abs(angle(dI+1j*dQ));decoded_signal=conv(phase>pi/2-0.1,[1,1,1,1,1])/5;最后，將傳輸?shù)谋忍匦蛄信c原始隨機(jī)二進(jìn)制序列進(jìn)行比較，計(jì)算誤碼率，代碼如下：nErr=biterr(decoded_signal,data);ber=nErr/length(data);實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在信噪比為4dB時(shí)，MSK信號(hào)的誤碼率為4.8%，誤碼率隨著信噪比的增加而下降，當(dāng)信噪比達(dá)到15dB時(shí)，誤碼率基本為0，說明MSK信號(hào)具有良好