通信原理sytemview仿真实验指导书.doc

通信原理System view仿真实验指导书目 录第一部分 SystemView简介11.1 SystemView的基本特点11.2 SystemView各专业库简介21.3 System View的基本操作5第二部分 通信原理实验82.1 常规调幅(AM)82.2 双边带调制(DSB)112.3 单边带调制(SSB)132.4 窄带角度调制(NBFM、NBPM)152.5 幅移键控(ASK)182.6 频移键控(FSK)212.7 相移键控(PSK)242.8 相移键控误码率分析PSKBER272.9 最小频移键控(MSK)30i第一部分 SystemView简介System View是由美国ELANIX公司推出的基于PC的系统设计和仿真分析的软件工具，它为用户提供了一个完整的开发设计数字信号处理（DSP）系统，通信系统，控制系统以及构造通用数字系统模型的可视化软件环境。1.1 SystemView的基本特点1动态系统设计与仿真(1) 多速率系统和并行系统：SYSTEMVIEW允许合并多种数据速率输入系统，简化FIR FILTER的执行。(2) 设计的组织结构图：通过使用METASYSTEM(子系统)对象的无限制分层结构，SYSTEMVIEW能很容易地建立复杂的系统。(3) SYSTEMVIEW的功能块：SYSTEMVIEW的图标库包括几百种信号源,接收端，操作符和功能块，提供从DSP、通信信号处理与控制，直到构造通用数学模型的应用使用。信号源和接收端图标允许在SYSTEMVIEW内部生成和分析信号以及供外部处理的各种文件格式的输入/输出数据。(4) 广泛的滤波和线性系统设计：SYSTEMVIEW的操作符库包含一个功能强大的很容易使用图形模板设计模拟和数字以及离散和连续时间系统的环境，还包含大量的FIR/IIR滤波类型和FFT类型。2信号分析和块处理SYSTEMVIEW分析窗口是一个能够提供系统波形详细检查的交互式可视环境。分析窗口还提供一个完成系统仿真生成数据的先进的块处理操作的接收端计算器。接收端计算器块处理功能：应用DSP窗口，余切，自动关联，平均值，复杂的FFT，常量窗口，卷积，余弦，交叉关联，习惯显示，十进制，微分，除窗口，眼模式，FUNCTION SCALE，柱状图，积分，对数基底，数量相，MAX，MIN，乘波形，乘窗口，非，覆盖图，覆盖统计，解相，谱，分布图，正弦，平滑，谱密度，平方，平方根，减窗口，和波形，和窗口，正切，层叠，窗口常数。1.2 SystemView各专业库简介SystemView的环境包括一套可选的用于增加核心库功能以满足特殊应用的库，包括通信库、DSP库、射频/模拟库和逻辑库，以及可通过用户代码库来加载的其他一些扩展库。1.2.1 通信库SytemView的通信库包含设计和仿真一个完整的通信系统必要的工具，包括代表各种模块功能的图标如纠错编解码、基带脉冲成形、调制、信道模型、解调、数据恢复等。1.2.2 DSP库SystemView的DSP库能够在待运行的DSP芯片模型基础上仿真DSP系统。这个库支持大多数DSP芯片的算法模式。例如乘法器、加法器、除法器和反相器的图标代表真正的DSP算法操作符。还包括高级处理工具：混合的Radix FFT、FIR和IIR等。1.2.3 逻辑库SystemView逻辑库包括像与非门这样的通用器件的图标。这些图标包括：74系列器件功能图标和用户自己定制的图标。1.2.4 射频/模拟库SystemView模拟库支持用于射频设计的关键的电子组件。例如：混合器、放大器和功率分配器。1.2.5 用户代码库SystemView的用户代码库允许用户自己使用C或C语言编写特定的功能模块来插入提供的模板。这些模板支持大多数商用的C或C编译器。1.3 System View的基本操作SystemView提供一种可视化、动态的系统模式。利用功能元件库中的Token来代表某一种处理过程，在SystemView系统窗口中完成系统或子系统的设计。设计的过程便是在系统窗口中从不同的元件库中选择Token，并在设计区域中连接、搭建基本系统，设置每一个Token的参数，控制系统的起始时间、中止时间、采样频率，最后从分析窗中分析结果，从而达到系统设计和分析的目的。1.3.1 SystemView系统窗1. 第一行 每一级菜单都包含下拉菜单,具体功能在状态栏中均有提示。2. 第二行 包括：清屏删除元件删除连线连接复制元件加注释中止执行运行系统定时分析窗口开子系统新建子系统根轨迹波特图重画图标反转这些工具条执行的功能可分为以下三种:(1) 元件的选取和连线等(2) 系统的起始和时间控制等(3) 系统窗口和别的窗口的切换用工具条可对一组元件进行操作，其步骤如下：首先单击欲使用的工具条，再按住Ctrl键，用鼠标拖出包含一组元件的设计区，便可对一组元件进行块操作。3. 左侧竖栏为元件库一进入SystemView后，显示库有SourceToken, MetaSystemToken，AdderToken，MetaSystem I/O Token，Operator Token， MultiplierToken，Sink Token。单击元件库上方的键 (Library Button) 可切换到剩余的元件库中。其分别有UserCode，Logic Token， ComunicationToken，RF/Analog Token，DSP Token。利用不同的元件，我们便可组合搭接各种模拟、数字系统，并对其进行分析。4. 状态栏在系统窗口的底端是状态栏，用于显示系统模拟的状态信息或元件参数。当鼠标置于某元件上时，该元件的参数便自动显示于状态栏中。也可用鼠标右键单击元件，会弹出一消息框显示该元件的参数信息。1.3.2 SystemView分析窗1. 第一行 包括：2. 第二行 包括：图标1 =窗口更新 图标2 =画面打印 图标3 = 画面恢复图标4 =点绘 图标5 = 连点 图标6 = 显示坐标图标7 =窗口垂直排列 图标8 = 窗口水平排列 图标9 = 窗口层叠图标10=X轴对数化 图标11=Y轴对数化 图标12=窗口最小化图标13=窗口最大化 图标14=动态模拟 图标15=统计图标16=返回系统窗口1.3.3 创建系统步骤这里以一个简单幅度调制系统的创建过程为例，主要用到了正弦波源，乘法器，加法器，增益放大器等器件。1. 创建正弦波源(1) 双击“库源”图标，进入源库菜单；(2) 在源库菜单内单击“Sinusind”图标，选中该元件；(3) 再单击“Parameter”按钮，进入参数设置菜单；(4) 在参数设置菜单内，按不同系统的要求，设置参数后，单击“OK”键返回源库菜单；(5) 在源库菜单内，单击“OK”键返回系统窗。(演示)2. 安置乘法器、加法器和增益放大器等元件，例如创建增益放大器的操作步骤如下：(1) 双击“操作库”图标，进入操作库菜单；(2) 在操作库菜单内单击“增益放大器”图标，选中该元件；(3) 再单击“Parameter”按钮，进入参数设置菜单；(4) 设置放大倍数为4，单击“OK”键返回操作库菜单；(5) 在操作库菜单中，单击“OK”键返回系统库菜单；乘法器，加法器的创建则直接双击对应的元件库即可。3. 连接器件，运行系统(1) 单击连接按钮，再单击设计区中的起始元件和终止元件(有方向)(演示)(2) 在SystemView系统窗的工具栏内单击时间图标，进入运行菜单,在系统窗StopTime栏内键入运行时间(例:0.5秒),在SampleFrequence栏中键入系统采样频率(例：20,000Hz),在Loop栏中键入系统的循环次数,单击Update按钮,看参数是否设置正确，单击OK键返回系统窗口(3) 在系统窗口的工具栏内单击运行图标，系统进入运行状态，并等待运行结束。4. 系统的分析单击系统窗工具栏中的分析窗按钮，进入分析窗即可分析波形、比较波形、绘制功率谱、眼图等。(演示)第二部分 通信原理实验2.1 常规调幅(AM)一概述在连续波的模拟调制中，最简单的形式是使单频余弦载波的幅度在平均值处随调制信号线性变化，或者输出已调信号的幅度与输入调制信号f(t)呈线性对应关系，这种调制称为标准调幅或一般调幅，记为AM。本实验采用这种方式。二实验原理及其框图1. 调制部分标准调幅的调制器可用一个乘法器来实现。AM信号时域表达式为：其中：A0为载波幅度，wc为载波频率，m(t)为调制信号。其频域表示式为：其原理框图2. 解调部分：解调有相干和非相干两种。非相干系统设备简单，但在信噪比较小时，相干系统的性能优于非相干系统。这里采用相干解调。原理框图三实验步骤1根据AM调制与解调原理，用Systemview软件建立一个仿真电路，如下图所示：图1 仿真电路2. 元件参数配置Token 0: 被调信息信号正弦波发生器 （频率=1000 Hz）Token 1,8: 乘法器Token 2: 增益放大器 （增益满足不发生过调制的条件）Token 4: 加法器Token 3,10: 载波正弦波发生器 （频率=50 Hz）Token 9: 模拟低通滤波器 （截止频率=75 Hz）Token 5,6,7,11: 观察点分析窗3. 运行时间设置运行时间=0.5 秒 采样频率=20,000 赫兹4. 运行系统在Systemview系统窗内运行该系统后，转到分析窗观察Token5,6,7,11四个点的波形。5. 功率谱在分析窗绘出该系统调制后的功率谱。四实验报告1. 观察实验波形：Token 7被调信息信号波形；Token 6载波波形；Token 11已调波形；Token 5解调波形。2. 整理波形，存入实验文档AM01，并与参考文档AM02相比较。3. 改变增益放大器的增益，观察过调制现象，说明为什么不能发生过调制。4. 观察AM的功率谱，分析说明实验结果与理论值之间的差别。5. 改变参数配置，将所得不同结果存档后，与实验结果进行比较，说明参数改变对结果的影响。2.2 双边带调制(DSB)一概述在标准调幅时,由于已调波中含有不携带信息的载波分量，故调制效率较低。为了提高调制效率，在标准调幅的基础上抑制掉载波分量，使总功率全部包含在双边带中。这种调制方式称为抑制载波双边带调幅，简称双边带调制(DSB)。二实验原理实现双边带调制就是完成调制信号与载波信号的相乘运算。原则上,可以选用任何非线性器件或时变参量电路来实现乘法器的功能，如平衡调制器或环形调制器。通常采用的平衡调制器的电路简单、平衡性好，并可将载波分量抑制到-30-40dB。双边带调制节省了载波功率，提高了调制效率，但已调信号的带宽仍与调制信号一样，是基带信号带宽的两倍。由于双边带信号的频谱是基带信号频谱的线性搬移，所以属于线性调制。双边带调制信号的时间表示式：双边带调制信号的频域表示式：三实验步骤1. 用Systemview软件建立的一个DSB系统仿真电路如下图示。2. 元件参数的配置Token 0：被调信息信号正弦波发生器（频率=50 Hz）Token 1,5：乘法器Token 2：载波正弦波发生器（频率=1000 Hz）Token 6：模拟低通滤波器（截止频率=75 Hz）Token 4,7,3：观察点分析窗3. 运行时间设置运行时间=0.5 秒 采样频率=20,000 赫兹4. 运行系统在Systemview 系统窗内运行该系统后，转到分析窗观察Token 4,7,3三个点的波形。5. 功率谱 在分析窗绘出该系统调制后的功率谱。 四实验报告1. 观察实验波形 ：Token 4被调信息信号波形； Token 7已调波形；Token 3解调波形。2. 整理波形，存入实验文档DSB01，并与参考文档DSB02相比较。3. 观察DSB的功率谱，并与AM信号相比较，说明其优劣。4. 改变参数配置，将所得不同结果存档后，与实验结果进行比较，说明参数改变对结果的影响。2.3 单边带调制(SSB)一概述双边带信号虽然抑制了载波，提高了调制效率，但调制后的频带宽度仍是基带信号带宽的2倍，而且上、下边带是完全对称的，它们所携带的信息完全相同。因此，从信息传输的角度来看，只用一个边带传输就可以了。我们把这种只传输一个边带的调制方式称为单边带抑制载波调制，简称为单边带调制(SSB)。采用单边带调制，除了节省载波功率，还可以节省一半传输频带。二实验原理由于单边带调制中只传送双边带信号的一个边带(上边带或下边带)，因此产生单边带信号的最简单方法，就是先产生双边带信号然后让它通过一个边带滤波器，这种产生单边带信号的方法称为滤波法。如下图示：滤波法要求滤波器在wc处有理想的锐截止特性。为降低制作难度，也可采用多级频率搬移的方法实现：先在低频处产生单边带信号，然后通过变频将频谱搬移到更高的载频处。产生SSB信号的方法还有：相移形成法，混合形成法。三实验电路图四实验报告1观察实验波形：Token 3被调信息信号波形； Token 5已调波形；Token 8解调输出波形。2整理波形，存入实验文档SSB01，并与参考文档SSB02相比较。3观察SSB的功率谱，并与AM、DSB信号相比较，说明其优劣。4改变参数配置，将所得不同结果存档后，与实验结果进行比较，说明参数改变对结果的影响。2.4 窄带角度调制(NBFM、NBPM)一概述当载波幅度保持不变，其频率或相位随调制信号线形变化的调制称为频率调制或相位调制。由于载波频率或相位的变化都将引起角度的变化，因此频率调制和相位调制统称为角度调制。根据角度被改变的大小，可将角度调制分为宽带调制(宽带调频和宽带调相)和窄带调制(窄带调频和窄带调相)。如果调频信号或调相信号的最大瞬时相位偏移保持在很小的范围内,即满足条件或|KPMm(t)dt|maxp/6，则称为窄带调频或窄带调相。当上述条件不满足时，就称为宽带调频或宽带调相。频率调制就是载波信号的瞬时频率偏移随调制信号m(t)线性变化的调制，即w(t)= wc+KFMm(t)，式中KFM称为调频器的灵敏度，单位为弧度/秒伏。调频波的瞬时相位为：，式中KFMm(t)称为瞬时频率偏移，简称频偏，其最大频偏为：。相位调制就是载波信号的瞬时相位偏移随调制信号m(t)线性变化的调制，即：，式中KPM称为调相器灵敏度，单位为弧度/伏。调相波的瞬时频率为w(t) = wc+KPMdm(t)/dt，式中KPMdm(t)/dt称为瞬时频率偏移，其最大频偏为KPM|dm(t)/dt|max。二实验原理从角度调制的相位与频率关系可以看出，调频信号可通过直接调频和间接调频两种方法得到。所谓间接调频，就是先对调制信号积分再调相而得到。同样，调相信号也可以通过直接调相和间接调相两种方法得到，间接调相就是先对调制信号进行微分再进行频率调制。单音调频信号的表示式为：，其中称为调频指数，也是调频波的最大相偏。窄带调相产生的原理框图为三实验电路图窄带调频的调制和解调窄带调相信号的调制与解调由PM信号得到FM信号由FM信号得到PM信号四实验报告1观察实验波形：调制信号波形,已调波形,解调输出波形。2整理波形，存入实验文档NBFM01与NBPM01，并与参考文档NBFM02与NBPM02相比较。3观察NBFM与NBPM信号的功率谱，说明为什么角度调制是非线性调制。4改变参数配置，将所得不同结果存档后，对实验结果进行比较，说明参数改变对结果的影响。2.5 幅移键控(ASK)一概述为使数字信号在带通信道中传输，必须对数字信号进行调制。在幅移键控中，载波幅度是随着调制信号而变化的。最简单的形式是载波在二进制调制信号1或0控制下通或断，这种二进制幅度键控方式称为通断键控（OOK）。本实验采用这种方式。二实验原理及其框图1调制部分：二进制幅度键控的调制器可用一个相乘器来实现。对于OOK信号，相乘器则可以用一个开关电路来代替。调制信号为1时，开关电路导通，为0时切断。OOK信号表达式：sOOK(t) = a(n)Acos(wct)式中：A载波幅度，wc载波频率，a(n)二进制数字信号原理框图基带信号a(n) 已调信号sOOK(t)载波Acos(wct)2解调部分：解调有相干和非相干两种。非相干系统设备简单，但在信噪比较小时，相干系统的性能优于非相干系统。这里采用相干解调。原理框图低通滤波器 sOOK(t) 解调信号（n） 载波Acos(wct) 三实验步骤1根据ASK调制与解调原理，用Systemview软件建立一个仿真电路，如下图所示：2元件参数配制Token 0：基带信号PN码序列（频率=50Hz，电平=2level，偏移=1V）Token 1,2：乘法器Token 3,7：载波正弦波发生器（频率=1000Hz）Token 4：模拟低通滤波器 （截止频率=225Hz）Token 5,6,8：观察点分析窗3运行时间设置 运行时间=0.5秒，采样频率=20,000Hz4运行系统在Systemview系统窗内运行该系统后，转到分析窗观察Token5,6,8三个点的波形。5功率谱在分析窗绘出该系统调制后的功率谱。四实验报告1观察实验波形：Token 5基带信号波形，Token 6调制波形，Token 8解调波形。2整理波形，存入实验文档ASK01，并与参考文档ASK02相比较。3观察ASK的功率谱，结果存入ASKP文件中，以便与后面实验相比较。4分析说明实验结果与理论值之间的差别。5改变参数配置，将所得不同结果存档后，对实验结果进行比较，说明参数改变对结果的影响。2.6 频移键控(FSK)一概述FSK是数字信息传输中使用较早的一种调制方式，它的主要优点是：实现起来比较容易，抗噪声与抗衰落的性能较好。故在中低速数据传输中得到广泛应用。二实验原理及其框图FSK是用数字基带信号去调制载波的频率。因为数字信号的电平是离散的，所以，载波频率的变化也是离散的。在本实验中，二进制基带信号是用正负电平表示。对于2FSK，载波频率随着调制信号1或1而变，1对应于载波频率f1，1对应于载频f2。1调制部分：用数字信号调制载波的频率。且2FSK可以看作是两个不同载频的ASK已调信号之和。 Acos(w1t) a(n)=1 sFSK(t)= Acos(w2t) a(n)=1倒相器 门一 门二原理框图 基带信号a(n) Acos(w1t) sFSK(t) Acos(w2t)2解调部分：2FSK信号可看成是两个载频不同的ASK信号，有相干和非相干两种解调方式，这里采用相干方式。原理框图LPLP sFSK(t) 相干载波Acos(w1t) 解调信号（t） 相干载波Acos(w2t)三实验步骤1根据2FSK调制与解调原理，用Systemview软件建立一个仿真电路如下图所示：2元件参数的配置Token 0：基带信号PN码序列（频率=50Hz，电平=2Level，偏移0V）Token1,17：反相器Token2,3：半波整流器（门限=0V）Token4,5,7,8：乘法器Token6,13：加法器Token9,10,18,19：载波正弦波发生器（f1=500Hz，f2=1000Hz）Token11,12：模拟低通滤波器（截止频率=225Hz，极点个数=7）Token14,15,16：观察点分析窗3运行时间设置运行时间=0.5秒，采样频率=20,000Hz4运行系统在Systemview系统窗内运行该系统后，转到分析窗观察Token 14,15,16三个点的波形。5功率谱在分析窗绘出该系统调制后的功率谱。四实验报告1观察实验波形：Token 14基带信号波形，Token 15调制波形，Token 16解调波形。2整理波形，存入实验文档FSK01，并与参考文档FSK02相比较。3观察功率谱，结果存入FSKP文档中，以便与后面实验相比较。4设极点个数是缺省值（3个），观察结果，并分析原因。5改变载波频率，观察功率谱，并得出有用的结论。6分析说明实验结果与理论值之间的差别。2.7 相移键控(PSK)一概述用数字信号的离散值对载波的幅度、频率、相位进行键控，可获得ASK、FSK和PSK。这三种调制方式在抗加性噪声能力、信号频谱利用率等方面，以相干PSK性能最好。目前相干PSK已在中、高速传输数据时得到了广泛应用。二实验原理及其框图二进制相移键控（2PSK）就是根据数字基带信号的两个电平，使载波相位在两个不同的数值之间切换的一种相位调制方法。通常，两个载波相位相差弧度，故有时又称为反相键控（PRK）。如果被调制的二进制信号是用正负电平表示，那么，2PSK与双边带抑制载波调幅（DSB）是完全等效的。因此，PSK信号可以写成如下形式：sPSK(t)=Aa(n)cos(wct+q)1调制部分：在2PSK中，通常用相位0或180来分别表示1或1。在这里用调相法来生成2PSK：将数字信号与载波直接相乘。这也是DSB信号产生的方法。s2PSK(t)=cos(w0t+fi) , fI =0或p Acos(w0t) a(n)=1 s2PSK（t）= -Acos(w0t) a(n)=1原理框图： 双极性基带信号a(n) 已调信号s2PSK（t） 载波Acos(wct)2解调部分：2PSK必须采用相干解调，如何得到同步载波是个关键问题。原理框图： s2PSK(t) 解调信号（n）LP 本地载波Acos(w0t)三实验步骤1根据2PSK调制与解调原理，用Systemview软件建立两个仿真电路：(1) 在理想无噪声情况下电路图一：（图一）(2) 在有高斯噪声情况下电路图二：（图二）2元件参数配置：(1) Token0：基带信号PN码序列（频率=50Hz，电平=2Level）Token 3,8：载波正弦波发生器（频率=1000Hz ）Token 1,2：乘法器Token 4：低通滤波器（截止频率=225Hz）Token 5,6,7：观察点分析窗(2) Token 9：加法器Token10：高斯噪声（功率密度=0.000001W/Hz）其余同(1)3运行时间设置电路1：运行时间=0.5秒，采样频率=20,000Hz电路2：运行时间=1秒，采样频率=20,000Hz4运行系统在Systemview系统窗内分别运行电路1，2后，转到分析窗观察Token 5,6,7三个点的波形。5功率谱在电路1的分析窗内功率谱。6眼图分别绘出系统在理想无噪情况和有噪声的情况下的眼图1和眼图2。四实验报告1观察电路1的实验波形：Token 5基带信号波形，Token 6调制波形，Token 7解调波形。2整理波形，存入实验文档PSK01，并与参考文档PSK02相比较。3观察电路1的PSK功率谱，结果存入PSKP文件中，以便与后面实验相比较。4观察2PSK的眼图1，2的不同之处，并分析原因。5改变噪声功率值，观察噪声对眼图的影响，理解眼图的作用。6考虑在绘制眼图时，为什么要加长系统运行时间，以及参数Length的取值根据。2.8 相移键控误码率分析PSKBER一实验原理1误码率是衡量各种数字载波传输系统性能的一个重要指标。而PSK与ASK和FSK相比，误码率小，即抗噪声性能强，加上信道利用率高（与ASK相同），故从理论上来说，PSK系统是最佳的数字载波传输系统。2在Systemview软件中，使用通信库（COMM LIB）中的BER元件来求BPSK的误码率，并有一些附属元件，下面给出各个元件的参数。3元件参数配置：（与2PSK电路中相同的不再列出）Token5,7：采样器（频率=50Hz）Token8：数字延迟器（延迟=1采样）Token14：高斯白噪声（功率密度=0.007W/Hz）Token15：放大器（信噪比=18dB）Token13：误码率图标（Trials=1）Token10：线性系统符（分子系数=1，分母系数=1，1）Token11：求累积平均Token9： 终止符（误码=8个）Token12：终值显示符4为了绘出BER曲线，每次取不同的信噪比（SNR），本实验在信号功率不变的情况下，采用每次循环减小噪声大小。步进函数F（Gi,Vi）= -2.5*cl-15.5dB。即从起始信噪比为18db，每次循环噪声功率减小2.5dB。运行时间=3秒，运行次数=7次，采样率=20,000Hz二电路图三结果图 运行时间：3秒，循环次数：7次采样频率：20,000Hz，动态范围：33dB四操作步骤1. 根据以上实验电路图，创建电路，并设置好参数；（注意：BER图标必须转到通信库中才能得到）2. 单击系统窗的“时间”图标，根据以上系统运行时间的要求，设置好参数；3. 单击系统窗菜单栏的“Token”，选择“Globe parameter”，进入菜单后，选择Token16放大器，并键入步进函数表达式；4. 单击系统窗的“运行”图标，等待系统运行结束；5. 系统运行结束后，单击系统窗的“转到分析窗”图标，进入系统分析窗；6. 单击分析窗的右下角的“计算器”图标，进入“计算器菜单”（见图一）；7. 在“计算器菜单”单击“Style”后，先选择Token12“终值接收器”窗；8. 再选择“BER PLOT”，并设置好参数；9. 最后，单击“OK”键，返回系统分析窗，就可得到所绘误码率波形。（图一 计算器菜单）五实验报告修改Token14，15，9 的参数来观察BER波形的变化，并加以分析。2.9 最小频移键控(MSK)一概述近几十年来，随着大容量、远距离数字通信的发展，出现了新问题：信道中存在着带限和非线性的特性。例如：系统收、发端的中频滤波器具有带限特性；发射机的高频放大器、行波管放大器等非线性器件，具有幅相转换效应（AMPM）。即当一些幅度变化的数字信号通过时，会使已滤除的带外频率分量几乎全部恢复，从而发生频谱扩展现象。又因为频带资源有限，要求现代数字信号传输：节省频谱，高效率地利用带宽。所以，已调波有两点要求：包络恒定：减小AMPM效应；最小功率谱占用率：即调制波具有快速高频滚降特性。故现代数字调制技术是“具有最小功率谱占用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路径的连续性，从而减小频率占用。近些年来新发展起来的技术主要分两大类：1. 连续相位调制技术（CPFSK）：在码元转换期间无相位突变。例如：MSK，GMSK等。2. 相关相移键控技术（CORPSK）：利用部分响应技术，对传输数据先进行相关编码后，再调相（或调频）。例如：TFM等。二实验原理 连续相位频移键控（CPFSK）使已调波既能保持包络恒定，又能减少带外辐射功率。它主要用于卫星通信和移动通信。而MSK（最小频移键控）是CPFSK的一种。1. MSK信号的表示：sMSK(t)=Acoswct+j(t) =Acoswct+(pakt2Tb)+jk = Acoswct+jk(t) kTbt(k+1)Tb 附加相位函数 k(t)=pakt(2Tb)+jk （t同上）式中，wc为载波频率；Tb为码元宽度；aK为第K个码元的数字符号；jk为第K个码元的载波相位常数，它在一个码元内保持不变。根据相位连续的要求，不失一般性可认为：jk=0或(模2)。2. MSK信号的特点：(1) 调制波信号的振幅是恒定的；(2) 信号频偏Df/2=(f2-f1)/2=1/(4Tb)；(3) 调制指数h=DfTb=1/2，所以称为“最小”频移键控；(4) 以载波相位为基准的信号相位，在一个码元内准确地线性变化(p/2)或(-p/2)；(5) 在一个码元期间内，信号应包括四分之一个载波周期的整数倍；(6) 在码元转换时刻，信号的相位是连续的。3. MSK调制方法MSK信号的产生有两种方案：(1) 把MSK信号看成是调制指数h=0.5的CPFSK信号，并利用FSK实现；(2) 把MSK看作是由彼此正交的载波分别被函数cosf(t)与sinf(t)进行振幅调制后合成的，称为正交调制法。本实验采用正交调制法，则信号表达为： sMSK(t) = cosjk cos(pt2Tb) coswct-akcosjk sin(pt2Tb)sinwct = Ikcos(pt2Tb)coswct+QK sin(pt2Tb)sinwct步骤为：(1) 先对输入基带信号进行差分编码；(2) 将(1)的输出数据用串并变换器分成I，Q两路，并相互交错