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1、实验四实验四 数字数字 MSKMSK 调制系统的调制系统的 DSPDSP 实现实现一、实验目的一、实验目的1、通过实验学习数字信号处理器的开发软件 CCS 的使用;2、掌握数字信号处理算法的软件仿真及 DSP 实现;3、培养学生的实际动手能力。要求学生理解实验原理及实验方案,掌握正确的操作规程;二、实验设备二、实验设备硬件:计算机软件:WINDOWS 操作系统、CCS 软件和 MATLAB(含 SIMULINK 工具包)软件三、实验内容三、实验内容基带码元速率为 1000B,载频为 3000Hz,实现数字 MSK 的调制系统,并给出仿真结果。1 1、最小频移键控(、最小频移键控(MSKMSK)
2、频移键控和相位键控一样,由于调制信号包络恒定,有利于在非线性的信道中传输。MSK 是二进制连续相位 FSK 的一种特殊情况,有时叫做快速频移键控(FFSK),有时也叫做最小频移键控(MSK)。这两种名称的侧重点不同:MSK 的“最小(minimum)”二字指的是这种调制方式能以最小的调制指数(h=)获得正交的调制信号,而 FFSK 的“快速”二字指的是对于给定的频带,它能比 BPSK 传输更高速率的数据。2 2、MSKMSK 的基本概念的基本概念若 CPFSK 信号表示为:式中相位(t)是时间 t 的连续函数,标称载频 fc 是 f2 和 f1 的算术平均值,即:式中,频率 f2 代表所传输数
3、字序列ak中符号“1”,f1 代表符号“1”。(实际上传输数字序列ak中符号“1”和“1”,相当于二进制数据中的“1”和“0”,如下图)。这样 CPFSK 信号用以下形式区分符号“1”和“1”:式中,k 是 t=kTb 时刻 (t)的值,它与调制过程的以往状态有关,它是为了保证 t=kTb 时相位连续而加入的相位常数。调制指数为:.(1)考虑 k 取值和调制指数 h,可把(1)式统一表达式如下:.(2)当(2)式中的 h=时,就得到了 MSK 信号的数学表达式:式中,ak 取值1。而波形相位为:.(3)可以看出:式中 (t)是时间的连续函数,而 MSK 本身 smsk(t)也是时间的连续函数(
4、包括随机符号转换 t 的瞬间在内)。这使得信号 smsk(t)的谱密度随频率(远离信号带宽中心)倒数的四次幂而下降,而通常的离散相位 FSK 信号的谱密度却随频率倒数的平方下降。因此,MSK 信号在带外产生的干扰非常小。这正是限带工作情况下,所希望有的宝贵特点。3 3、MSKMSK 调制的特点调制的特点最小频移键控(MSK)有时也称做快速频移键控(FFSK)。这种调制可以看成是调制指数为 的连续相位二进制频移键控。MSK 具有如下特点:1.恒定包络,允许用非线性幅度饱和器件放大。2.连续相位,使得功率谱密度按f-4速率降低。功率谱在主瓣以后衰减得较快。3.在码元转换时刻,信号的相位是连续的,或
5、者说,信号的波形没有突变。4.码元转换可在瞬时幅度为零时发生,从而使调制器开关过程的波形失真最小。5.频谱带宽窄,99的能量集中在Tb的带宽内,从而可允许带通滤波器带宽较窄。与QPSK相比,MSK具有较宽的主瓣,其第一个零点出现在处,而QPSK的第一个零点出现在处。由于信号能量在之外下降很快,所以典型带宽取即可。由于上述特点及恒定包络特点,MSK信号在幅度和频率受限时能量损失不大。四、实验步骤四、实验步骤1 1、芯片设置、芯片设置双击 Setup CCS 2 快捷方式,clear 清除所有已 import 的芯片,选择 c5416Device Simulator。Import 后点击 save
6、 and quit。如下图2 2、建立工程、建立工程建立工程,设置 Build Option 如下。3 3、编写工程文件、编写工程文件编写工程的.cmd 文件与主程序.c 文件。代码如下。1 1)、-w-stack 2000h-heap 100-lMEMORYPAGE 0:VECT:o=80h,l=80hPRAM:o=200h,l=1f00hPAGE 1:DRAM:o=3000h,l=3000hSECTIONS.text:PRAM PAGE 0.data:PRAM PAGE 0.cinit:PRAM PAGE 0.switch:PRAM PAGE 0.const:DRAM PAGE 1.bss
7、:DRAM PAGE 1.stack:DRAM PAGE 1.vectors:VECT PAGE 02 2)、#include#include#define pi#define data_len 10#define sample_number 50int Rb=1000;int fs=3000;void main()int data_outdata_len*sample_number,data_tdata_len*sample_number;int i,j,n;double outdata_len*sample_number;double tdata_len*sample_number;int
8、 data10=1,1,1,1,0,0,1,1,1,1;for(j=0;jdata_len;j+)for(n=0;nsample_number;n+)data_outsample_number*j+n=dataj;for(j=0;jdata_len*sample_number;j+)if(data_outj=0)data_tj=-1;if(data_outj=1)data_tj=1;t0=0;for(i=1;idata_len*sample_number;i+)ti=*pi/fs)/sample_number+ti-1;for(i=0;i Graph-Time/Frequency.分别设置图像相关显示,得到MSK 调制前的0,1 数字信号与调制后的正弦波信号,如下图所示。