基于Matlab的MSK调制分析及代码实现

1.什么是MSK调制？

MSK称为最小移频键控，是移频键控（FSK）的一种改进型。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。MSK是恒定包络的调制信号，这有助于减少非线性失真带来的解调问题。这里需要对“最小”和“更高”进行进一步解释。

“最小”：要实现单边带调频调制就必须保证不同码元对应不同频率，而且两个频率信号之间的正交关系。利用两个频率的信号是正交的（即内积为0）关系就可以得出两个频点频偏最小值为1/2码速率（即调制指数h=0.5）。

“更高”：“更高”也是基于“最小”来说的。对于给定的频带，MSK调制的码速率比PSK高。

例如：待发送信号的频带为5MHz

PSK：码速率为5MSPS，信息速率为5Mbps；

MSK：码速率为10MSPS，信息速率为10Mbps；

2.基于Matlab的MSK调制分析

1.分析波形和频谱

MSK调制分析使用的是Matlab自带的MSK调制函数。Matlab仿真代码链接：

MSK调制基带信号的时域波形及频谱

从仿真的结果可以看出，IQ两路信号相位连续；给基带信号乘以载波（2MHz）变成中频信号，中频信号的波形、频谱和星座图如下所示。

MSK调制中频信号频谱

MSK调制星座图

2.分析频偏

MSK频偏为码速率的一般，在Matlab代码中信息的码速率为Fs/SamplesPerSymbol=2MHz,所以偏移频率应该为1MHz。为了验证频偏，可以将发送的随机数改为全0或者全1就可以看出实际频偏是多大，仿真验证结果如下：

随机数全是0的中频信号频谱

随机数全是1的中频信号频谱

仿真频偏为：2.51-1.5=1MHz；

3.分析特殊条件下的星座图

随机数全是0时的星座图

随机数全是1时的星座图

3.总结

1、MSK调制信号是恒包络，所有星座点都在单位圆上；

2、MSK调制信号相位是连续的。绕着单位圆旋转；

3、MSK频偏和码速率有关，是码速率的一半；

4.待分析

1、长发0和长发1的星座点相位间隔不同？