目 录
前言 ................................................................ 1 正文 ................................................................ 1 2.1设计的目的和意义 ................................................ 1 2.2 MSK仿真设计 .................................................... 1 2.2.1 最小频移键控（MSK） .......................................... 1 2.2.2 MSK的调制原理 ................................................ 2 MSK信号的特点 ...................................................... 3 2.2.3 MSK的Simulink仿真 ........................................... 3 2.3 GMSK仿真设计 ................................................... 5 2.3.1高斯最小移频键控（GMSK） ...................................... 5 2.3.2 GMSK的调制原理 ............................................... 5 2.3.3 GMSK的Simulink仿真 .......................................... 6 2.4结论 ............................................................ 9 致谢 ............................................................... 10 参考文献 .......................................................... 10
塔里木大学信息工程学院通信原理课程设计
前言
恒定包络调制的调制信号不变，包括模拟调制和数字调制。模拟调制中有调频调相之分，而数
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字调制又有OQPSK、?/4DQPSK 、MSK、GMSK。这次课设主要是研究分析恒定包络调制技术。从包络中提取调制信号的过程：先对调幅波进行整流，得到波包络变化的脉动电流，再以低通滤波器滤除去高频分量，便得到调制信号。恒定包络调制，这种调制可用硬限幅的方法去除干扰引起的幅度变化，具有一定的抗干扰性能。在这里主要是研究和分析数字调制中的GMSK与MSK多应用于移动通信系统当中，除此之外还有交错正交相移键控（OQPSK）、平滑调频（TFM）等，在这次课设之中不做研究。
本次所做的课程设计题目是《基于Matlab/Simulink恒定包络调制方式的分析与研究》，通过MATLAB软件仿真，具体是对GMSK、MSK信号进行比较和分析。具体内容如下：
（1）温习课本上所学过的知识，通过查找资料了解GMSK、MSK信号的原理，对调制的理解要透彻。
（2）学习Matlab软件的基本操作，认真听老师讲解各个模块的作用。 （3）利用Simulink，根据MSK、GMSK原理，通过对应模块作出仿真图形。 （4）对仿真出来的信号频谱进行对比分析，比较两种调制方法的优缺点。
实验结论如下：GMSK信号的基本特性与MSK信号基本相同，其主要差别是GMSK信号的相位轨迹比MSK信号的相位轨迹平滑。在GMSK与MSK仿真出来的信号频谱图中，它们的功率谱密度差不多。GMSK仿真出来的误码率比MSK仿真出来的误码率要高。GMSK信号比MSK信号的抗干扰能力强
正文
2.1设计的目的和意义
恒定保罗调制研究目的就是寻找适合于实际信道条件的调制方式。通过课程设计可以把所学的知识与实践结合起来，应用到实践当中，理解GMSK、MSK信号的基本原理，学会使用Matlab/Simulink软件，用Matlab /Simulink完成GMSK、MSK信号的仿真分析对比，解调系统的性能，调制误码率，使得产生的信号误码率尽可能达到最小。在设计过程中掌握各个模块之间的关系及系统参数，正确的应用Matlab/Simulink软件，让我们学会使用软件中各个模块的作用、性能，掌握GMSK、MSK调制的方法和步骤。
2.2 MSK仿真设计
2.2.1 最小频移键控（MSK）
我们使用MSK克服由于一般移频键控信号相位不连续、频偏较大等原因，使其频谱利用率较低的问题。MSK是一种性能优越的新型数字调制方式，在外军的地域通信网中广泛采用。MSK具有恒定包络，相位连续，数据传输速率高等优点。
MSK是一种特殊的2FSK信号。2FSK信号通常是由两个独立的震荡源产生的，一般来说在频率转换处相位不连续，因此，会造成功率谱产生很大的旁瓣分量，若通过带限系统后，会产生信号包络的起伏变化。为了克服以上缺点，需控制在频率转换处相位变化是连续的，这种形式的数字频率调制称为相位连续的频移键控（CPFSK），MSK属于CPFSK，但因其调制指数小，在每个码元持续时间Ts内，频移恰好引起?/2相移变化，所以称这种调制方式为最小频移键控MSK。“最小”是指这种调制方式能以最小的调制指数(0.5)获得正交信号“快速”是指在给定同样的频带内，MSK能
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比2PSK的数据传输速率更高，且在带外的频谱分量要比2PSK衰减的快。
MSK信号可表示为：
?a??SMSK?cos??0t?kt???k kTs?t??k?1?Ts （2-1）
2Ts???a式中，?0表示载频；kt表示频偏；?k表示第k个码元的起始相位；ak??1是传输的数
2Ts据。
当ak??1时，信号的频率为
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f2?当ak??1时，信号的频率为 f1?其中最小频率为
12???????02TS???? （2-2） ?12???????02TS???? （2-3）? ?f?f2?f1?即最小频差?f等于码元传输速率的一半。 其调制指数为
1fs? （2-4） 2TS2 ???fTS??f/fS?11TS? （2-5） 2TS22.2.2 MSK的调制原理
MSK信号调制器原理图如图2-1所示。首先将输入的二进制信号进行差分编码。经过串/并变换，将一路延迟Ts，得到相互交错一个码元宽度的两路信号Ik和Qk，然后加权函数cos???t/2TS?和sin???t/2TS?分别对两路信号Ik和Qk进行加权，加权后的两路信号再分别对正交载波cos?0t和sin?0t进行调制，调制后的信号相加再通过带通滤波器，就得到MSK信号。
应该指出，产生MSK信号有各种不同的方式，但都要满足MSK信号的基本要求：
（1）以调信号包络恒定。
（2）频偏严格地等于??/4TS，相应调制指数?f?0.5。
（3）附加相位在一个码元期间线性地变化??/2，在码元转换时刻信号的相位连续。 （4）在一个码元期间TS内，信号应是1/4载波周期的整数倍。
图2-1 MSK信号调制器原理图
MSK信号经带通滤波器滤除带外噪声，然后正交的相干载波fI和fQ与输入信号相乘，将IK和
QK两路信号区分开，再经积分后输出，分别为?IK和?QK（?为比例常数）。同相支路在2KTS时刻抽样，正交支路在(2K?1)TS时刻抽样，判决器根据抽样后的信号极性进行判决，大于零判决为
“1”，小于零判决为“0”，经并/串变换，变为串行数据，与调制器相对应，因在发送端经差分编码，故接受端输出需经差分译码，经差分译码后，即可恢复原始数据。
在这里只介绍一种相干解调，如图2-2所示。
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图2-2 MSK信号解调器原理图
MSK信号的特点 ⑴振幅恒定
⑵频偏固定h=0.5 ⑶相位变化π/2
⑷码元周期是四分之一载波周期的整数倍 ⑸码元转换时刻相位连续 2.2.3 MSK的Simulink仿真
根据通信仿真原理，利用Simulink仿真模块连接MSK信号仿真图，如图2-3所示。
图2-3 MSK信号仿真Simulink仿真图
如图2-3所示，各模块参数设置如下：
（1）Bernoulli Binary Generator —二进制伯努利序列产生器
Probability of a zero:模块产生的二进制序列中出现0的概率，是介于0～1的某个实数，该参数可以是向量的形式。设置其参数为0.5。
Initial seed:随机数种子，可以是标量或参数Probability of a zero长度相同的向量。当使用相同的随机数种子时，二进制伯努利序列产生器每次都会产生相同的二进制序列，不同的随机种子通常产生不同的序列。设置其参数为12345。
Sample time:抽样时间，表示输出序列中每个二进制符号的持续时间。设置其参数为0.02。 Frame-based outputs: 选中该项后，模块的输出为贞格式，否则输出数据流，如果选择了该项，就不能再选择对话框下面的参数“interpret vector parameters as 1-D”。
Samples per frame: 只有当Frame-based outputs选中后才可以对参数编辑，它的植表示输出一贞中包含的抽样点数。设置其参数为1。
Interpret vector parameters as 1-D： 选中该项后，模块产生一维的输出序列，否则输出二维向量。
（2）MSK频带调制器模块对输入双极性信号或二进制信号实施最小幅移键控调制，产生频带
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