MSK調(diào)制原理

MSK稱為最小移頻鍵控，是移頻鍵控（FSK）的一種改進(jìn)型。這里“最小”指的是能以最小的調(diào)制指數(shù)（即0.5）獲得正交信號(hào)，它能比PSK傳送更高的比特速率。

二進(jìn)制MSK信號(hào)的表達(dá)式可寫為：

當(dāng)ka＝＋1時(shí)，信號(hào)的頻率為：

當(dāng)ka＝－1時(shí)，信號(hào)的頻率為：

由此可得頻率之差為：

那么MSK信號(hào)波形如圖2.1所示：

為了保持相位的連續(xù)，在t=kTs時(shí)間內(nèi)應(yīng)有下式成立：

若令＝0，則＝0或±π，此式說(shuō)明本比特內(nèi)的相位常數(shù)不僅與本比特區(qū)間的輸入有關(guān)，還與前一個(gè)比特區(qū)間內(nèi)的輸入及相位常數(shù)有關(guān)。

為了便于理解如圖2.2所示：

根據(jù)上面描述可構(gòu)成一種MSK調(diào)制器，其方框圖如圖2.3所示：

輸入數(shù)據(jù)NRZ，然后通過(guò)CPLD電路實(shí)現(xiàn)差分編碼及串/并轉(zhuǎn)換，得到Ik、Qk兩路數(shù)據(jù)。波形選擇地址生成器是根據(jù)接受到的數(shù)據(jù)（Ik或Qk）輸出波形選擇的地址。EEPROM（各種波形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在其中）根據(jù)CPLD輸出的地址來(lái)輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)，然后通過(guò)D／A轉(zhuǎn)換器得到我們需要的基帶波形，最后通過(guò)乘法器調(diào)制，運(yùn)放求和就得到了我們需要的MSK調(diào)制信號(hào)。

MSK基帶波形只有兩種波形組成，見(jiàn)圖2.4所示：

在MSK調(diào)制中，成形信號(hào)取出原理為：由于成形信號(hào)只有兩種波形選擇，因此當(dāng)前數(shù)據(jù)取出的成形信號(hào)只與它的前一位數(shù)據(jù)有關(guān)。如果當(dāng)前數(shù)據(jù)與前一位數(shù)據(jù)相同，輸出的成形信號(hào)就相反（如果前一數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)波形1，那么當(dāng)前數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)波形2）；如果當(dāng)前數(shù)據(jù)與前一位數(shù)據(jù)相反，輸出的成形信號(hào)就相同（如果前一數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)波形1，那么當(dāng)前數(shù)據(jù)仍對(duì)應(yīng)波形1）。

FSK調(diào)制原理

在二進(jìn)制頻移鍵控中，幅度恒定不變的載波信號(hào)的頻率隨著輸入碼流的變化而切換（稱為高音和低音，代表二進(jìn)制的1和0）。

非連續(xù)相位FSK的調(diào)制方式

產(chǎn)生FSK信號(hào)最簡(jiǎn)單的方法是根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)比特是0還是1，在兩個(gè)獨(dú)立的振蕩器中切換。采用這種方法產(chǎn)生的波形在切換的時(shí)刻相位是不連續(xù)的，因此這種FSK信號(hào)稱為不連續(xù)FSK信號(hào)。

由于相位的不連續(xù)會(huì)造頻譜擴(kuò)展，這種FSK的調(diào)制方式在傳統(tǒng)的通信設(shè)備中采用較多。隨著數(shù)字處理技術(shù)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多地采用連繼相位FSK調(diào)制技術(shù)。

連續(xù)相位FSK的調(diào)制信號(hào)

目前較常用產(chǎn)生FSK信號(hào)的方法是，首先產(chǎn)生FSK基帶信號(hào)，利用基帶信號(hào)對(duì)單一載波振蕩器進(jìn)行頻率調(diào)制。

相位連續(xù)的FSK信號(hào)的功率譜密度函數(shù)最終按照頻率偏移的負(fù)四次冪衰落。如果相位不連續(xù)，功率譜密度函數(shù)按照頻率偏移的負(fù)二次冪衰落。

FSK信號(hào)頻譜

在通信原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，F(xiàn)SK的調(diào)制方案如下：FSK信號(hào)：S（t）=cos（ω0t+2πfi·t）

在通信信道FSK模式的基帶信號(hào)中傳號(hào)采用fH頻率，空號(hào)采用fL頻率。在FSK模式下，不采用漢明糾錯(cuò)編譯碼技術(shù)。調(diào)制器提供的數(shù)據(jù)源有：

FSK正交調(diào)制器結(jié)構(gòu)

1、外部數(shù)據(jù)輸入：可來(lái)自同步數(shù)據(jù)接口、異步數(shù)據(jù)接口和m序列；

2、全1碼：可測(cè)試傳號(hào)時(shí)的發(fā)送頻率（高）；

3、全0碼：可測(cè)試空號(hào)時(shí)的發(fā)送頻率（低）；

4、0/1碼：0101．．交替碼型，用作一般測(cè)試；

5、特殊碼序列：周期為7的碼序列，以便于常規(guī)示波器進(jìn)行觀察；

6、m序列：用于對(duì)通道性能進(jìn)行測(cè)試；

FSK調(diào)制器帶處理結(jié)構(gòu)

MSK調(diào)制與FSK調(diào)制的區(qū)別和聯(lián)系

區(qū)別：在FSK方式中，其相位通常是不連續(xù)的。MSK是使其相位始終保持連續(xù)不變的一種調(diào)制。

聯(lián)系：MSK是在FSK基礎(chǔ)上對(duì)FSK信號(hào)作某種改進(jìn)。

在FSK方式中，相鄰碼元的頻率不變或者跳變一個(gè)固定值。在兩個(gè)相鄰的頻率跳變的碼元之間，其相位通常是不連續(xù)的。MSK是對(duì)FSK信號(hào)作某種改進(jìn)，使其相位始終保持連續(xù)不變的一種調(diào)制。

MSK又稱快速移頻鍵控（FFSK）。這里“最小”指的是能以最小的調(diào)制指數(shù)（即0.5）獲得正交信號(hào)；而“快速”指的是對(duì)于給定的頻帶，它能比PSK傳送更高的比特速率。