MSK信號的數字解調新方法

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

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

1 MSK數字解調算法描述

設一個碼元的采樣點為N1，FFT變換的點數為N，MSK可以看成一種特殊的MSK，從MSK信號的數學表達式可以得出，MSK一個碼元內的信號是一個正弦信號，載波頻率為f±O．25fd。根據傳輸信號的不同MSK的信號經過FFT變換應該在對應的K1,K2點上取模值：

由上面的分析可以得到解調步驟：

輸人數據；將輸人數據按照碼元寬度進行分隔；計算對應的k1點和k2點上的FFT；根據上個碼元的判決方式決定本次采用實部判決還是虛部判決；輸出解調結果；將本次判決方式反饋給輸入端。

2 誤碼率與系統性能估算

設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，FFT變換點數為4 096點。假設在此碼元內以實部判決，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：理論值和實驗擬合情況較好，說明算法有效；而該算法與接收解調方式相比性能下降3 db。

3 結 語

由上面解調過程可以看出，在解調過程中根據MSK信號的特征，采用一個碼元內信號FFT變換的實部或虛部進行比較判決，而不是使用信號的模值進行比較判決，很好地解決了使用其他數字解調方式所不能解決的問題：分離出了MSK信號的兩個頻點，抑制了一半的噪聲功率，實現了MSK信號的數字化解調。另外該算法的計算量很小，平均每個采樣點運算2次乘法和1次加法，易于硬件實現。運用本算法進行MSK解調時對系統的碼元同步要求比較嚴格，因此在使用該算法前要先獲得MSK信號的碼元同步。