MSK调制解调实验 深圳大学
psk调制与解调实验报告
psk调制与解调实验报告Title: PSK Modulation and Demodulation Experiment ReportIntroductionIn the field of communication, modulation and demodulation are essential processes for transmitting and receiving signals. Phase Shift Keying (PSK) is a popular modulation technique that is widely used in various communication systems. In this experiment, we aimed to understand the principles of PSK modulation and demodulation and to demonstrate its application in a practical setting.Experimental SetupThe experimental setup consisted of a signal generator, a PSK modulator, a transmission medium, a PSK demodulator, and an oscilloscope. The signal generator was used to generate the carrier signal, while the PSK modulator was used to modulate the input data onto the carrier signal using phase shift keying. The modulated signal was then transmitted through the transmission medium, and the demodulator was used to recover the original data from the received signal. The oscilloscope was used to visualize and analyze the modulated and demodulated signals.Experimental ProcedureFirst, we set up the signal generator to produce a carrier signal at a specific frequency. We then connected the output of the signal generator to the input of the PSK modulator. Next, we inputted a digital data stream into the modulator,which modulated the data onto the carrier signal using PSK. The modulated signal was then transmitted through the transmission medium to the PSK demodulator. The demodulator recovered the original data from the received signal using PSK demodulation. The modulated and demodulated signals were observed and analyzed using the oscilloscope.Results and AnalysisThe experiment successfully demonstrated the process of PSK modulation and demodulation. The modulated signal exhibited distinct phase shifts corresponding to the input data, which was clearly visible on the oscilloscope. The demodulator was able to accurately recover the original data from the received signal, confirming the effectiveness of PSK demodulation. The experiment also highlighted the robustness of PSK modulation and demodulation in the presence of noise and interference, as the demodulator was able to reliably recover the data even under adverse conditions. ConclusionIn conclusion, the PSK modulation and demodulation experiment provided valuable insights into the principles and applications of phase shift keying in communication systems. The experiment demonstrated the effectiveness of PSK modulation and demodulation in transmitting and recovering digital data, and highlighted its robustness in noisy environments. Overall, the experiment was a success in achieving its objectives and deepening our understanding of PSK modulation and demodulation.。
MSK调制与解调
信息科学与技术学院通信原理课程设计报告课题名称：MSK系统的调制和解调学生姓名：学号：专业年级：电子信息工程10级班级：二班指导教师：完成时间：2013-7-10目录1.直流电机控制系统概述 .................................................................................... 错误！未定义书签。
1.1系统描述.......................................................................................... 错误！未定义书签。
1.2直流电机概述.................................................................................. 错误！未定义书签。
2.题目及要求........................................................................................................ 错误！未定义书签。
2.1 题目................................................................................................. 错误！未定义书签。
2.2要求.................................................................................................. 错误！未定义书签。
3直流电机功能设计及描述 ................................................................................. 错误！未定义书签。
MSK调制解调技术的原理及应用分析
MSK调制解调技术的原理及应用分析姓名:莫波微班级:05921001 学号:1120101489MSK是数字调制技术的一种。
数字调制是数字信号转换为与信道特性相匹配的波形的过程。
调制过程就是输入数据控制(键控)载波的幅度、频率和相位。
MSK属于恒包络数字调制技术。
现代数字调制技术的研究，主要是围绕着充分的节省频谱和高效率地利用可用频带这个中心而展开的。
随着通信容量的迅速增加，致使射频频谱非常拥挤，这就要求必须控制射频输出信号的频谱。
但是由于现代通信系统中非线性器件的存在，引入了频谱扩展，抵消了发送端中频或基带滤波器对减小带外衰减所做的贡献[}}o}。
这是因为器件的非线性具有幅相转换(AM/PM)效应，会使己经滤除的带外份量几乎又都被恢复出来了。
为了适应这类信道的特点，必须设法寻找一些新的调制方式，要求它所产生的己调信号，经过发端带限后，虽然仍旧通过非线性器件，但是，非线性器件输出信号只产生很小的频谱扩展。
因此MSK是一种特殊的连续相位的频移键控（CPFSK），其最大频移为比特率的1/4。
换句话说，MSK是调制系数为0.5的连续相位的FSK。
FSK信号的调制系数类似于FM调制系数，定义为k FSK=（2Δf）/R b，其中ΔF是最大射频移，R b是比特率。
调制系数0.5对应着能够容纳两路正交FSK信号的最小频带，最小频移键控的由来就是指这种调制方法的频率间隔（带宽）是可以进行正交检测的最小带宽。
MSK是一种高效的调制方法，特别适合在移动无线通信系统中使用。
它有很多好的特性，例如恒包络、频谱利用率高、误比特率低和自同步性能。
MSK信号也可以看成是一类特殊形式的OQPSK。
在MSK中，OQPSK的基带矩形脉冲被半正弦脉冲取代。
可以看出MSK信号是二进制信号频率分别为f c+1/4T和f c-1/4T的FSK信号。
MSK信号的相位在每一个比特期间是线性的。
MSK信号的旁瓣比QPSK和OQPSK信号低。
MSK信号99%的功率位于带宽B=1.2/T之中。
MSK调制解调系统及其性能的SystemView仿真设计方案
` 摘要最小移频键控（MSK ）是二进制连续相位FSK 的一种特殊形式。
MSK 信号具有恒定包络，在码元转换时刻相位保持连续，以载波为基准的信号相位在一个码元期间内线性地变换2π±，信号功率谱在主瓣以外衰减较快，带外辐射小等特点。
MSK 属于连续相位调制技术，其调制指数h =1/2。
本文将在讨论MSK 信号的基础上，研究其调制和解调的理论基础，并提出调制和解调的实现方案，最终用SystemView 仿真软件对其进行仿真，并将MSK 与2FSK 调制技术的性能加以对比，进而证明MSK 调制技术的优越性。
关键字：最小移频键控 MSK SystemView 动态仿真程序 连续相位调制 恒定包络 调制解调技术AbstractThe Minimum-Shift-Keying (MSK) waveform is a special type of a binary continuous phase FSK. MSK signal has a constant envelop, its phase keepscontinuously at data conversion, the signal phase based on carrier change linearly in a code-element time, the lobe out of the major lobe of its power spectra attenuates quickly, the radiation out of the band is less. MSK belongs to continuous phasemodulation and its modulation index . In this paper, the theory of modulation and demodulation about MSK signal is studied on the basis of discussing it. Then, the implementation project of modulation and demodulation is referred. Finally, carries on emulation combined with the SystemView emulator softwareKeyword:Minimum-Shift-Keying MSK SystemView Dynamic Emluator Continuous Phase Modulation Constant Envelop Modulating and Demodulating Technology目录引言 (4)第一章MSK调制与解调原理 (5)1.1MSK信号 (5)1.2MSK的调制解调原理 (9)1.3MSK的性能 (10)第二章MSK实验系统的方针方案 (12)2.1S YSTEM V IEW仿真平台的功能与使用简介 (12)2.1.1 概述 (12)2.1.2 设计、分析窗口简介 (14)2.2实验系统的设计要求 (17)2.3MSK的调制过程 (17)2.3.1 MSK调制仿真总电路 (18)2.3.2 差分编码电路 (19)2.3.3 串/并变换电路 (20)2.3.4 加权函数和载波的生成与调制 (21)2.4MSK的解调过程 (23)2.4.1 MSK解调仿真总电路 (23)2.4.2 积分清洗电路 (24)2.4.3 抽样判决电路 (26)2.4.4 并串变换电路 (27)2.4.5 差分译码电路 (29)2.4.6 去除毛刺电路 (30)第三章MSK调制与解调系统的性能测试 (32)3.1MSK信号的频谱分析 (32)3.2MSK系统的眼图分析 (34)3.3MSK系统的误码率分析 (37)3.4MSK与2FSK的性能比较 (41)3.4.1 2FSK的基本知识 (42)3.4.2 MSK与2FSK的比较 (45)结束语 (50)致谢 (51)参考文献 (52)引言人类社会是建立在信息交流基础上的，通信是推动人类社会文明、进步与发展的巨大动力，特别是当今信息社会，通信更是整个社会的高级“神经中枢”。
MSK的调制解调原理
（1.1-4）
ak dk (t ) c 2Ts dt
c c
Ts
, ak , ak
1
2Ts
1
（1.1-5）
由式（1.1-5）可以看出，MSK 信号的两个频率分别为 1 （1.1-6） f 1 fc 4Ts 1 （1.1-7） f 2 fc 4Ts n 中心频率 fc 应选为 fc = ，n=1,2„ （1.1-8） 4Ts
t
2Ts
（1.1-19）
也成为 I 支路。其正交分量为
xQ(t ) ak cos k sin[
也成为 Q 支路。 cos[
] sin ct
t
2Ts ] 称为加权函数。
（1.1-20）
t
2Ts
] 和 sin[
由式(1. 1-1)可以画出 MSK 信号调制器原理图如图 e 所示。图中，输入二进制数据序列经差
1 2Ts
（1.1-10） （1.1-11） （1.1-12） (1.1-13)
由此可得频率间隔为 f f 2 f 1 MSK 信号的调制指数为 h= fTs =
1 2
当取 N=1，m=0 时，MSK 信号的时间波形如图 1.1 所示
图 1.1 MSK 信号的时间波形 对第 k 个码元的相位常数 k 的选择应保证 MSK 信号相位在码元转换时刻是连续的。 根据这 一要求，由式（1.1-2）可以得到相位约束条件为：
k (t ) 线性增加
;若 ak = -1，则 k (t ) 线性减少 对于给定的输入信号序列{ ak }，相应的 2 2
附加相位函数 k (t ) 的波形如图 l.2 所示。
图 1.2
附加相位函数 k (t ) 的波形图
最小移频键控（MSK）调制解调技术的原理及应用分析
最小移频键控(MSK)调制解调技术的原理及应用分析摘要：最小频移键控最小频移键控(MSK)(MSK)(MSK)调制是恒包络调制方式的一种，调制是恒包络调制方式的一种，能够产生包络恒定、 相位连续的调制信号。
其带宽窄，频谱主瓣能量集中，旁瓣滚降衰减快，频带利带利用率高，在现代通信中得到了较为广泛地应用。
本文主要介绍分析MSK 的调制与解调原理并进行MSK 调制解调技术的应用分析。
调制解调技术的应用分析。
MSK 信号调制最小频移键控(MSK)调制是恒包络调制方式的一种，能够产生包络恒定、调制是恒包络调制方式的一种，能够产生包络恒定、 相位连续的调制信号。
其带宽窄，频谱主瓣能量集中，旁瓣滚降衰减快，频带利相位连续的调制信号。
其带宽窄，频谱主瓣能量集中，旁瓣滚降衰减快，频带利 用率高，在现代通信中得到了广泛地应用。
用率高，在现代通信中得到了广泛地应用。
MSK 信号的基本原理 最小频移键控又称快速频移键控，是一种特殊的二元频移键控最小频移键控又称快速频移键控，是一种特殊的二元频移键控(2FSK)(2FSK)(2FSK)。
用。
用不同频率的载波来表示1和0就是频移键控FSK FSK。
在频率在频率((或数据或数据))变化时一般的FSK 信号的相位是不连续的，所以高频分量比较多。
如果在码元转信号的相位是不连续的，所以高频分量比较多。
如果在码元转换时刻FSK 信号的相位是连续的，称之为连续相位的FSK 信号信号(CPFSK)(CPFSK)(CPFSK)。
CPFSK信号的有效带宽比一般的FSK 信号小，最小移频键控信号小，最小移频键控(MSK)(MSK)(MSK)就是一种特殊的就是一种特殊的就是一种特殊的 CPFSK CPFSK 。
除了相。
除了相位连续以外，MSK 信号还要求满足：l 码和0码的波形正交码的波形正交((有利于降低误码率有利于降低误码率))，频移最小频移最小((有利于减小信号带宽，提高对信道的频带利用率有利于减小信号带宽，提高对信道的频带利用率))。
MSK调制解调
目录1 绪论 (1)1.1 数字通信的发展 (1)1.2研究MSK数字通信系统的意义 (1)1.3通信系统仿真的意义 (1)2 MSK系统调制解调原理 (3)2.1 MSK调制原理 (3)2.2 MSK解调原理 (5)2.3 MSK的抗噪声性 (6)2.4 MSK功率谱密度 (7)3 MATLAB仿真设计与系统分析 (9)3.1 MATLAB简介 (9).3.2 MSK信号的调制 (9)3.3 MSK解调实现 (10)3.4叠加噪声的MSK系统 (10)4 MSK系统分析 (11)4.1 MSK信号的时域调制解调分析 (11)4.2 MSK频域分析 (12)4.3 加噪声系统分析 (12)4.4误码率分析 (13)5 总结 (14)致谢 (15)参考文献： (16)附录:MSK信号调制解调的源程序代码 (17)1 绪论1.1 数字通信的发展通信按照传统的理解就是信息的传输与交换,为了传递消息，各种消息需要转换成电信号，消息与电信号之间必须建立单一的对应关系，否则在接收端就无法复制出原来的消息。
通常，消息被载荷到电信号的某一参量上，如果电信号的该参量携带着离散消息，则该参量必将是离散取值的。
这样的信号就称为数字信号。
如果电信号的参量连续取值，则称这样的信号为模拟信号。
按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，可以相应地把通信系统分为两类：数字通信系统和模拟通信系统。
自1844年5月24日莫尔斯在华盛顿和巴尔的摩之间发送世界上斯一份电报以来 ，电报通信已经经历了150多年。
但是长期以来，由于电报通信不如电话通信方便，作为数字通信主要形式的电报却比1876年贝尔发明的电话发展缓慢。
直到20世纪60年代已后，数字通信才日益兴旺起来，数字通信迅速发展的基本原因是它与模拟通信相比，更能适应对通信技术越来越高的要求。
第一数字传输抗干扰能力强，尤其是在中中继时，数字信号可以再生而消除噪声的积累；第二，传输差错可以控制，从而改善了传输的质量；第三，便于使用现代数字信号处理技术来对数字信息进行处理；第四，数字信息易于做高保密性的加密处理；第五，数字通信可以综合传递各种消息，使通信系统功能增强。
msk调制解调课程设计
msk调制解调课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解MSK调制解调的基本概念，掌握其原理和数学表达式。
2. 学生能描述MSK调制解调在通信系统中的应用及其优势。
3. 学生能够解释MSK调制解调过程中相关参数对通信性能的影响。
技能目标：1. 学生能够运用MSK调制解调的相关知识，完成简单的通信系统模拟。
2. 学生能够使用相关软件工具对MSK调制解调进行仿真，分析其性能。
3. 学生能够通过实际操作，搭建简单的MSK调制解调实验系统，提高实践能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习MSK调制解调，培养对通信工程学科的兴趣和热情。
2. 学生在学习过程中，养成独立思考、合作学习、探究问题的良好习惯。
3. 学生能够认识到MSK调制解调在现代通信技术中的重要性，增强国家科技创新责任感。
课程性质分析：本课程属于通信工程学科，以MSK调制解调技术为核心，结合理论知识与实践操作，培养学生的通信技术素养。
学生特点分析：学生处于高年级阶段，具有一定的通信原理基础，具备一定的分析和解决问题的能力。
教学要求：结合课程性质、学生特点，将课程目标分解为具体的学习成果，注重理论与实践相结合，提高学生的知识应用能力和创新能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，使学生在掌握MSK调制解调技术的基础上，形成良好的情感态度价值观。
二、教学内容1. 理论知识：- 通信系统概述：复习通信系统的基本概念、模型及性能指标。
- MSK调制原理：介绍MSK调制的基本原理、数学表达式及其与FSK、QPSK 的联系与区别。
- MSK解调原理：讲解MSK解调的方法、误码性能分析及其在通信系统中的应用。
2. 实践操作：- 通信系统模拟：利用软件工具（如MATLAB）进行MSK调制解调的模拟，分析其性能。
- 实验系统搭建：搭建简单的MSK调制解调实验系统，观察实际通信过程中MSK调制解调的效果。
3. 教学大纲：- 第一周：通信系统概述，MSK调制原理学习。
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深圳大学实验报告课程名称：移动通信
实验项目名称：MSK调制解调实验
学院：信息工程学院
专业：通信工程
指导教师：林晓辉
报告人：学号：班级：实验时间：2015.5.20
实验报告提交时间：2015.6.3
教务部制
1.了解MSK调制和解调的基本原理；
2．熟悉软件完成MSK的过程。
实验内容：
1．熟悉MSK调制和解调过程；
2．通过示波器测试MSK各点的波形；
设计通过DSP程序完成MSK的程序，加强对MSK的理解。
实验原理：
当信道中存在非线性的问题和带宽限制时，幅度变化的数字信号通过信道会使己滤除的带外频率分量恢复，发生频谱扩展现象，同时还要满足频率资源限制的要求。
因此，对己调信号有两点要求，一是要求包络恒定；二是具有最小功率谱占用率。
因此，现代数字调制技术的发展方向是最小功率谱占有率的恒包络数字调制技术。
现代数字调制技术的关键在于相位变化的连续性，从而减少频率占用。
MSK（最小频移键控）是移频键控FSK的一种改进形式。
在FSK方式中，每一码元的频率不变或者跳变一个固定值，而两个相邻的频率跳变码元信号，其相位通常是不连续的。
所谓MSK方式，就是FSK信号的相位始终保持连续变化的一种特殊方式。
可以看成是调制指数为0.5的一种连续相位的FSK信号。
其主要特点是包络恒定，带外辐射小，实现较简单。
其数学表达式为：
式中，Tb为码元的宽度，an为＋1，－1。
n n个码元的初始相位，并且
在MSK实验中，我们采用了DSP软件来实现MSK调制和解调。
本实验中由DSP产生一个数据源，并进行串并转换，分为I路和Q路，同时产生同频的正弦信号和余弦信号，分别和I、Q路相乘，再将I、Q路合路，进行MSK调制，通过DSP的MCBSP2口串行发送，再通过D/A转换和上变频进行传输。
接收方通过下变频和A/D变化，将数据通过DSP 的MCBSP2串行交给DSP，DSP做相干解调，恢复出原始数据信息。
1.按下键盘上“复位”键，等待实验箱初始化。
初始化结束后显示“初始化完成，请使用”，此时可以进行下面操作；
2.通过键盘和液晶选择“菜单”中的“五. 数字调制解调”，再选择“4. MSK调制”；
3.在测试点TP206测试输入的基带数据波形。
4.在测试点TP201测试发送的I路数据；
5.在测试点TP202测试发送的Q路数据；
6.在测试点TP308测试I路和Q路调制复合后的波形；
7.在测试点TP203测试接收的I路解调数据波形；
8.在测试点TP204测试接收的Q路解调数据波形。
实验结果：
测试点TP206测试输入的基带数据波形测试点TP201测试发送的I路数据
测试点TP202测试发送的Q路数据测试点TP308测试I路和Q路调制复合后的波形测试点TP203测试接收的I路解调数据波形测试点TP204测试接收的Q路解调数据波形
实验结论：
指导教师批阅意见：
成绩评定：
指导教师签字：
年月日备注：
注：1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。
2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后10日内。