【基于MATLAB的MSK系统的仿真研究( 二 )|】

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然而，一般的数字调制技术，如ASK 、PSK 和FSK 因传输效率低和抗干扰能力差而无法满足移动通信的要求，为此，需要专门研究一些抗干扰性强、误码性能好、频谱利用率高的数字调制技术，尽可能地提高单位频谱内传输数据的比特率，以适用于移动通信窄带数据传输的要求。MSK 因具有：（1）已调信号振幅是恒定的。（2）信号的频率偏移严格等于± Ts
41，相应的调制指数H=（f2-f1）ts =0.5 。(3)以载波相位在一个码元期间内准确地线性变化±pi/2；（4）在一个码元期间内，信号应包含四分子一载波周期的整数倍。(5)在码元转换时刻信号的相位是连续的，或者说，信号的波形没有突变。的特点使得msk 通信系统抗干扰能力强适用于移动通信等窄带数据传输的要求。

1.3 通信系统仿真的意义

在设计新系统或者对原有的通信系统做出修改或者进行相关的研究时，通常要进行建模和仿真，通过仿真结果衡量方案的可行性，从中选择最合理的系统配置和参数设置，然后再应用于实际系统中。通过仿真，可以提高研究开发工作的效率，发现系统中潜在的问题，优化系统整体性能。与一般的仿真过程类似，在对通信系统实施仿真之前，首先需要研究通信系统的特性，通过归纳和抽象建立通信系统的仿真模型。通过对系统的仿真,可以不需要实际的硬件环境就可以分析系统的特点。人们能够通过仿真实验就可以了解msk 数字通信系统性能。这样大大的减少实验的开销，对科学技术的发展是很重要的。

基于MATLAB的MSK系统的仿真研究
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matrix 公司的matlab 软件是一套功能非常强大的工程技术数值运算和系统仿真软件。Msk 通信系统的仿真设计主要就是使用MATLAB 的simulink 工具箱进行仿真[2]
。本次毕业设计的主要任务是对msk 数字通信系统进行MATLAB 环境下的仿真。首先通过收集资料和学习来理解msk 通信系统的工作原理，然后使用MATLAB 软件对msk 数字通信系统的调制解调以及传输进行仿真，通过仿真结果分析得出系统的性能和优势。目的就是让人们可以通过本次仿真就可以了解到msk 数字通信系统的特点。

2 MSK 数字调制解调原理

2.1 MSK 信号的产生

频移键控是数字通信中用得较广的一种形式，在衰落信道中传输数据时，它被广泛采用。Fsk 信号是0符号对应载频ω1，而1符号对应于载频ω2（与ω1不同的另一载频）的已调波形，而且ω1与ω2之间的改变是瞬间完成的。基本调制方法有模拟调频法和键控法[3].
一般来说，键控法得到的得到的调制信号的相位是不连续的（两载波频率相差为pi/2的整数倍时相位连续）。是一种非线性调制，因此研究它的频谱特性比较困难。

图1 二进制移频键控信号的时间波形
MSK 叫最小移频键控，它是移频键控（FSK ）的一种改进型。这里“最小”指的是能以最小的调制指数（即0.5）获得正交信号，它能比PSK 传送更高的比特速率。
二进制MSK 信号的表达式可写为：
()cos =t S MSK ??
? ??++k k c t Ts a t ?πω2(1)kTs t Ts k ≤≤-)1(
a a k
t s (t )t s (t )b
t t c d e t t f g t
2FSK 信

基于MATLAB的MSK系统的仿真研究
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式中，φk 称为附加相位函数；ωc 为载波角频率；Tk 为第k 个输入码元，s 为码元宽度；a 取值为±1；φk 为第k 个码元的相位常数，在时间kTs ≤t ≤(k+1)Ts 中保持不变，其作用是保证在t=kTs 时刻信号相位连续。由
(2)
可知
当k a ＝＋1时，信号的频率为：2f ＝c f ＋
Ts
41 当k a ＝－1时，信号的频率为：1f ＝c f －Ts 41由此可得频率之差为：f ?＝2f －1f ＝Ts
21 H=f ?Ts=Ts 21x Ts=0.5那么MSK 信号波形如图示：
图2 MSK 信号波形
从图中可以看出，+信号和—信号在一个码元期间恰好相差二分之一周，即相差π为了保持相位的连续，在t =kTs 时间内应有下式成立：