MSK调制解调

最新推荐文章于 2025-09-27 22:46:36 发布

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本文深入探讨了MSK信号的产生原理、时域与频谱特性，并介绍了MSK信号的FPGA实现方法及两种解调原理：延迟差分解调与平方环相干解调。最后，通过MATLAB仿真验证了解调的有效性。

文章目录

1. MSK信号产生原理
2. MSK调制信号的FPGA实现
3. MSK解调原理
- 3.1 延迟差分解调
- 3.2 平方环相干解调
4. MSK解调的MATLAB仿真

1. MSK信号产生原理

1.1 MSK信号时域特征

二进制最小频移键控（Minimum Shift Keying，MSK）信号的标识可写为：
$S_{MSK}=cos\left ( \omega _{c}t+\frac{\pi a_{k}}{2T_{b}}t+\varphi _{k} \right )$
其中， $kT_{b}\leqslant t\leqslant (k+1)T_{b}$ ， $\omega _{c}$ 是载波角频率， $T_{b}$ 是码元宽度， $a_{k}$ 是第k个码元中的数据（取值为 $\pm1$ ）, $\varphi _{k}$ 是第k个码元中的相位常数，它在 $kT_{b}\leqslant t\leqslant (k+1)T_{b}$ 中保持不变。
上式中，当 $a_{k}=1$ 时，信号的频率 $f_{2}=\frac{1}{2\pi }\left ( \omega _{c}+\frac{\pi }{2T_{b}} \right )$ ；当 $a_{k}=-1$ 时，信号的频率 $f_{2}=\frac{1}{2\pi }\left ( \omega _{c}-\frac{\pi }{2T_{b}} \right )$ ；由此可得频率间隔 $\bigtriangleup f=f_{2}-f_{1}=\frac{1}{2T_{b}}$ ，调制指数 $h=\bigtriangleup fT_{b}=0.5$ 。
MSK信号和普通的2FSK信号的差别只是选择两个传信频率 $f_{1}$ 和 $f_{2}$ ，使这两个频率的信号，在一个码元期间的相位积累严格地相差180°。一般频移键控的两个信号波形具有以下的相关系数：
$\rho=\frac{sin(\omega _{2}-\omega _{1})T_{b}}{(\omega _{2}-\omega _{1})T_{b}}+\frac{sin(\omega _{2}+\omega _{1})T_{b}}{(\omega _{2}+\omega _{1})T_{b}}=\frac{sin(\omega _{2}-\omega _{1})T_{b}}{(\omega _{2}-\omega _{1})T_{b}}+\frac{sin2\omega _{c}T_{b}}{2\omega _{c}T_{b}}$
MSK是一种正交调制，其信号波形的相关系数等于零，因此，对MSK信号来说，这个公式等号后面的两项都必须等于零。第一项等于零的条件是 $(\omega _{2}-\omega _{1})T_{b}=2\pi (f_{2}-f_{1})T_{b}=K\pi (K=1,2,3,\cdots )$

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