MSK信號(hào)的數(shù)字解調(diào)新方法

許少峰'，中振寧。
(1．西安電子科技大學(xué) 陜西西安 710071；2．武警工程學(xué)院通信工程系 陜西西安 710086)

MSK調(diào)制方式具有頻帶利用率高，帶外輻射較小等特點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于數(shù)字通信系統(tǒng)。由于數(shù)字信號(hào)處理方式的發(fā)展，人們開始注重研究通信信號(hào)的數(shù)字化解調(diào)方式。對(duì)于一些典型的調(diào)制方式如：ASK、FSK等提出了相應(yīng)的解調(diào)方式，其中關(guān)于FSK調(diào)制的數(shù)字解調(diào)方法研究較多，提出了采用功率譜估計(jì)、STFT、變換等諸多解調(diào)方式。對(duì)于MSK調(diào)制方法，一般都是將MSK看成一種特殊的FSK信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化解調(diào)。但是由于MSK信號(hào)的調(diào)制指數(shù)很小、信號(hào)載頻很難分離使得終解調(diào)效果較差。本文根據(jù)MSK信號(hào)特點(diǎn)提出了一種基于MSK信號(hào)特殊點(diǎn)FF'I、的實(shí)部或虛部比較判決的方法來實(shí)現(xiàn)MSK信號(hào)的數(shù)字解調(diào)。計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果表明該算法是簡單、有效的。由于該方法充分利用了MSK信號(hào)的數(shù)字特征，因此與功率譜估計(jì)、STFT、等方法相比解調(diào)效果有很大的改善。

1 MSK數(shù)字解調(diào)算法描述

設(shè)一個(gè)碼元的采樣點(diǎn)為N1，F(xiàn)FT變換的點(diǎn)數(shù)為N，MSK可以看成一種特殊的MSK，從MSK信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式可以得出，MSK一個(gè)碼元內(nèi)的信號(hào)是一個(gè)正弦信號(hào)，載波頻率為f±O．25fd。根據(jù)傳輸信號(hào)的不同MSK的信號(hào)經(jīng)過FFT變換應(yīng)該在對(duì)應(yīng)的K1,K2點(diǎn)上取模值：

由上面的分析可以得到解調(diào)步驟：

輸人數(shù)據(jù)；將輸人數(shù)據(jù)按照碼元寬度進(jìn)行分隔；計(jì)算對(duì)應(yīng)的k1點(diǎn)和k2點(diǎn)上的FFT；根據(jù)上個(gè)碼元的判決方式?jīng)Q定本次采用實(shí)部判決還是虛部判決；輸出解調(diào)結(jié)果；將本次判決方式反饋給輸入端。

2 誤碼率與系統(tǒng)性能估算

設(shè)ak=1，碼元速率為5 MHz，載波頻率為20 MHz，采樣頻率為100 MHz；噪聲為0～50 MHz的寬帶高斯白噪聲，F(xiàn)FT變換點(diǎn)數(shù)為4 096點(diǎn)。假設(shè)在此碼元內(nèi)以實(shí)部判決，則誤碼率分析如下：





在不同的信噪比下該算法的理論值、蒙特卡羅仿真結(jié)果以及采用接收誤碼率情況如圖1所示，從圖中可以得出：理論值和實(shí)驗(yàn)擬合情況較好，說明算法有效；而該算法與接收解調(diào)方式相比性能下降3 db。

3 結(jié) 語

由上面解調(diào)過程可以看出，在解調(diào)過程中根據(jù)MSK信號(hào)的特征，采用一個(gè)碼元內(nèi)信號(hào)FFT變換的實(shí)部或虛部進(jìn)行比較判決，而不是使用信號(hào)的模值進(jìn)行比較判決，很好地解決了使用其他數(shù)字解調(diào)方式所不能解決的問題：分離出了MSK信號(hào)的兩個(gè)頻點(diǎn)，抑制了一半的噪聲功率，實(shí)現(xiàn)了MSK信號(hào)的數(shù)字化解調(diào)。另外該算法的計(jì)算量很小，平均每個(gè)采樣點(diǎn)運(yùn)算2次乘法和1次加法，易于硬件實(shí)現(xiàn)。運(yùn)用本算法進(jìn)行MSK解調(diào)時(shí)對(duì)系統(tǒng)的碼元同步要求比較嚴(yán)格，因此在使用該算法前要先獲得MSK信號(hào)的碼元同步。