2023年MSK调制解调实验报告

实验一MSＫ调制解调实验报告一、实验原理及工作过程１、MSK调制原理ＭSＫ称为最小移频键控，是移频键控（FSK)的一种改善型。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：——载波角频率；——码元宽度；——第k个码元中的信息，其取值为±1；——第k个码元的相位常数,它在时间中保持不变；当=+1时，信号的频率为:=+当＝-1时,信号的频率为：=－由此可得频率之差为:＝-＝那么MSＫ信号波形如图２.１-1所示:图２.1-1ＭSK信号波形为了保持相位的连续,在t=时间内应有下式成立:＝＋（－）（)即:当＝时,=；当≠时,=±（）π；若令＝0,则＝0或±π，此式说明本比特内的相位常数不仅与本比特区间的输入有关,还与前一个比特区间内的输入及相位常数有关。=-令＝,－=则：=+为了便于理解如图2.1－2所示：图2.1-2码元变换及成形信号波形图根据上面描述可构成一种MＳK调制器，其方框图如图２．1-3所示：图２.1－3MSK调制原理框图输入数据ＮRZ,然后通过CPＬD电路实现差分编码及串/并转换，得到Ik、Qk两路数据。波形选择地址生成器是根据接受到的数据(Ik或Qk)输出波形选择的地址。EEPRＯＭ(各种波形数据存储在其中)根据ＣPLD输出的地址来输出相应的数据，然后通过D／A转换器得到我们需要的基带波形,最后通过乘法器调制，运放求和就得到了我们需要的ＭＳK调制信号。MSK基带波形只有两种波形组成,见图2.1-4所示：图2.１－4MSＫ成形信号在MSＫ调制中,成形信号取出原理为：由于成形信号只有两种波形选择,因此当前数据取出的成形信号只与它的前一位数据有关。假如当前数据与前一位数据相同，输出的成形信号就相反（假如前一数据相应波形1,那么当前数据相应波形2)；假如当前数据与前一位数据相反，输出的成形信号就相同（假如前一数据相应波形1，那么当前数据仍相应波形1)。2、ＭSＫ解调原理MＳK信号的解调与FＳK信号相似,可以采用相干解调，也可以采用非相干解调方式。本实验模块中采用一种相干解调的方式。已知:＝＋把该信号进行正交解调可得到：Ik路[＋]＝++-+Qk路[＋］＝++-+我们需要的是、两路信号，所以必须将其它频率成份、通过低通滤波器滤除掉，然后对、采样即可还原成、两路信号。根据上面描述可构成一种MＳＫ解调器,其方框图如图2.1-5所示：图2.1－5MSK解调原理框图将得到的MSK调制信号正交解调，通过低通滤波器得到基带成形信号，并对由此得到的基带信号的波形进行电平比较得到数据,再将此数据通过ＣPLD的数字解决,就可解调得到NRＺ码。在实际系统中,相干载波是通过载波同步获取的,相干载波的频率和相位只有和调制端载波相同时，才干完毕相干解调。由于载波同步不是本实验的研究内容,因此在本模块中的相干载波是直接从调制端引入，因此解调器中的载波与调制器中的载波同频同相。载波同步的实验可在本实验箱的CDMA系统中实现。二、实验数据记录1、ＭSＫ调制实验分别观测差分编码后的“/ＮRＺ”处波形,并由此串并转换得到的“DI”、“DQ”两路数据波形。测量点波形/NRZCH1：DIＣＨ２:DQ分别观测“I路成形”信号波形、“Ｑ路成形”信号波形、“I路调制”同相调制信号波形、“Q路调制”正交调制信号波形、“调制输出”波形。测量点波形I路成形Q路成形I路调制Q路调制调制输出用示波器观测“I路成形”信号、“Ｑ路成形”信号的Ｘ-Y波形。2、MＳＫ解调实验分别观测“I路解调”信号波形、“Q路解调”信号波形、“I路滤波”信号波形、“Q路滤波”信号波形。测量点波形Ｉ路解调Q路解调I路滤波Q路滤波分别观测解调的“DI”、“ＤQ”两路数据波形，由此并/串转换得到的差分编码“／NRＺ”波形,并观测解调输出的波形。测量点波形CＨ1:ＤＩCＨ２：ＤＱ／ＮRZ最后比较调制端“NＲZ”波形和解调端“NRZ”波形。测量点波形CＨ1:调制端NRZCH２：解调端NＲZﻬ三、实验思考题１、什么是最小移频键控?调制指数ｈ=0.５的ＣPFSＫ称为最小移频键控（MSＫ）2、ＭＳK信号具有哪些特点?＝１\*GB3①MＳK信号包络恒定，即为等幅波。=2\*GB3②ＭSK信号的频偏必须等于±１／4Tb,其调制指数为0．５。＝３\*GB３③ＭSＫ信号的相位