MSK信号的数字解调新方法

MSK信号的数字解调新方法

许少峰'，中振宁。
(1．西安电子科技大学 陕西西安 710071；2．武警工程学院通信工程系 陕西西安 710086)

MSK调制方式具有频带利用率高，带外辐射较小等特点，因此广泛应用于数字通信系统。由于数字信号处理方式的发展，人们开始注重研究通信信号的数字化解调方式。对于一些典型的调制方式如：ASK、FSK等提出了相应的解调方式，其中关于FSK调制的数字解调方法研究较多，提出了采用功率谱估计、STFT、变换等诸多解调方式。对于MSK调制方法，一般都是将MSK看成一种特殊的FSK信号进行数字化解调。但是由于MSK信号的调制指数很小、信号载频很难分离使得终解调效果较差。本文根据MSK信号特点提出了一种基于MSK信号特殊点FF'I、的实部或虚部比较判决的方法来实现MSK信号的数字解调。计算机仿真结果表明该算法是简单、有效的。由于该方法充分利用了MSK信号的数字特征，因此与功率谱估计、STFT、等方法相比解调效果有很大的改善。

1 MSK数字解调算法描述

设一个码元的采样点为N1，FFT变换的点数为N，MSK可以看成一种特殊的MSK，从MSK信号的数学表达式可以得出，MSK一个码元内的信号是一个正弦信号，载波频率为f±O．25fd。根据传输信号的不同MSK的信号经过FFT变换应该在对应的K1,K2点上取模值：

由上面的分析可以得到解调步骤：

输人数据；将输人数据按照码元宽度进行分隔；计算对应的k1点和k2点上的FFT；根据上个码元的判决方式决定本次采用实部判决还是虚部判决；输出解调结果；将本次判决方式反馈给输入端。

2 误码率与系统性能估算

设ak=1，码元速率为5 MHz，载波频率为20 MHz，采样频率为100 MHz；噪声为0～50 MHz的宽带高斯白噪声，FFT变换点数为4 096点。假设在此码元内以实部判决，则误码率分析如下：





在不同的信噪比下该算法的理论值、蒙特卡罗仿真结果以及采用接收误码率情况如图1所示，从图中可以得出：理论值和实验拟合情况较好，说明算法有效；而该算法与接收解调方式相比性能下降3 db。

3 结 语

由上面解调过程可以看出，在解调过程中根据MSK信号的特征，采用一个码元内信号FFT变换的实部或虚部进行比较判决，而不是使用信号的模值进行比较判决，很好地解决了使用其他数字解调方式所不能解决的问题：分离出了MSK信号的两个频点，抑制了一半的噪声功率，实现了MSK信号的数字化解调。另外该算法的计算量很小，平均每个采样点运算2次乘法和1次加法，易于硬件实现。运用本算法进行MSK解调时对系统的码元同步要求比较严格，因此在使用该算法前要先获得MSK信号的码元同步。