一种基于MSK调制的直扩/跳频系统设计与实现

胡金林　袁继兵　郑林华　刘海滨

摘 要： 基于MSK调制的直扩/跳频混合扩频通信系统不仅具有较高的抗干扰性和保密性，还具备较好的频带利用率和误码性能。结合直扩/跳频混合扩频系统和MSK调制的原理和特点，设计了一种基于MSK调制的直扩/跳频混合扩频通信系统，给出了系统构成、工作原理和相关算法，并搭建硬件平台对其解调性能进行仿真分析，得出系统采用部分匹配滤波法进行解调是比较可行的结论。

关键词： 直扩/跳频； 混合扩频； MSK； 设计； 解调

中图分类号： TN761?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）05?0001?03

0 引 言

MSK（最小频移键控）是一种恒定包络、相位连续的频移键控调制方式[1]，其具有窄带特性好、能量集中、包络恒定、频谱利用率高、误码率低等优点，广泛应用于现代通信系统[2]。直扩/跳频混合扩频通信系统，具有抗干扰性强、保密性好等特点，广泛应用于现代军事通信领域[3]。而基于MSK调制的直扩/跳频混合扩频通信系统，则具有抗干扰性好、保密性强、频带利用率高和误码率低等更多优点，其综合性大为提高[4]；不足的是基于MSK调制后直扩/跳频混合扩频通信系统具有系统构成复杂、硬件实现不易、造价较高等缺点。但随着通信技术的不断发展，这些缺点逐渐得到克服，今后基于MSK调制的直扩/跳频混合扩频通信系统将越来越多[5]。本文结合直扩/跳频混合扩频和MSK调制的原理及特点，设计了一种基于MSK调制的直扩/跳频混合扩频通信系统，给出了系统构成、工作原理和相关算法，并搭建硬件平台对其解调性能进行仿真分析。

1 软件构成原理和算法

1.1 系统构成及工作原理

系统构成如图1所示，主要由时统单元、调制单元、解调单元组成。

其工作原理是：时统单元注入时间校准本地时钟，并生成工作时序控制本地与时序相关的各模块工作；调制单元接收指令并按照信道格式进行组帧，再依据时序控制器给出的触发启动MSK正交调制；解调单元将数字化的信号进一步数字下变频，然后进行伪码、跳频及频率初始同步，然后进行解扩[6]。

1.2 信号发射和接收算法

3 结 语

本文首先从软件构成及原理上设计了一种基于MSK调制的直扩/跳频混合扩频通信系统，然后根据硬件构成图搭建硬件平台并对其解调性能进行仿真分析。仿真结果表明，基于MSK调制的直扩/跳频混合扩频通信系统在采用部分匹配滤波器法解调时性能有所损失，但损失不大，相对于此系统在其他性能上的优点而言，其在解调性能上的损失是可以接受的。

参考文献

[1] 胡敏，肖大光.一种MSK信号的数字化解调新算法[J].计算机仿真，2007，24（10）：123?125.

[2] 付书堂，李陟，朱学勇.直扩MSK解调方法分析与仿真[J].电子设计工程，2012，20（13）：110?113.

[3] 常啸鸣，张晓林，刘云阁，等.高跳速DS/FH混合扩频技术研究[J].载人航天，2012，18（2）：14?20.

[4] 余晓，刚徐辉，王华，等.DS/FH?MSK系统在部分频带干扰下的性能分析[J].无线电通信技术，2003，29（4）：4?6.

[5] 邵海霞，张新华，丁金金，等.对直扩?跳频混合扩频系统抗干扰能力的研究[J].科技信息，2009（31）：888?889.

[6] 樊昌信，曹丽娜.通信原理[M].北京：国防工业出版社，2011.

[7] 陆智，超赵，旦峰，等.一种MSK调制解调器的硬件实现[J].黑龙江科技信息，2010（5）：45?46.

[8] KHAN M A R， RONG S D， SAEED M B. Analytical expression for hybrid DS/FH spread spectrum communication system capacity [C]// Proceedings of 2006 International Conference on Emerging Technologies. Peshawar， Pakistan： ICET， 2006： 32?37.

摘 要： 基于MSK调制的直扩/跳频混合扩频通信系统不仅具有较高的抗干扰性和保密性，还具备较好的频带利用率和误码性能。结合直扩/跳频混合扩频系统和MSK调制的原理和特点，设计了一种基于MSK调制的直扩/跳频混合扩频通信系统，给出了系统构成、工作原理和相关算法，并搭建硬件平台对其解调性能进行仿真分析，得出系统采用部分匹配滤波法进行解调是比较可行的结论。

关键词： 直扩/跳频； 混合扩频； MSK； 设计； 解调

中图分类号： TN761?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）05?0001?03

0 引 言

MSK（最小频移键控）是一种恒定包络、相位连续的频移键控调制方式[1]，其具有窄带特性好、能量集中、包络恒定、频谱利用率高、误码率低等优点，广泛应用于现代通信系统[2]。直扩/跳频混合扩频通信系统，具有抗干扰性强、保密性好等特点，广泛应用于现代军事通信领域[3]。而基于MSK调制的直扩/跳频混合扩频通信系统，则具有抗干扰性好、保密性强、频带利用率高和误码率低等更多优点，其综合性大为提高[4]；不足的是基于MSK调制后直扩/跳频混合扩频通信系统具有系统构成复杂、硬件实现不易、造价较高等缺点。但随着通信技术的不断发展，这些缺点逐渐得到克服，今后基于MSK调制的直扩/跳频混合扩频通信系统将越来越多[5]。本文结合直扩/跳频混合扩频和MSK调制的原理及特点，设计了一种基于MSK调制的直扩/跳频混合扩频通信系统，给出了系统构成、工作原理和相关算法，并搭建硬件平台对其解调性能进行仿真分析。

1 软件构成原理和算法

1.1 系统构成及工作原理

系统构成如图1所示，主要由时统单元、调制单元、解调单元组成。

其工作原理是：时统单元注入时间校准本地时钟，并生成工作时序控制本地与时序相关的各模块工作；调制单元接收指令并按照信道格式进行组帧，再依据时序控制器给出的触发启动MSK正交调制；解调单元将数字化的信号进一步数字下变频，然后进行伪码、跳频及频率初始同步，然后进行解扩[6]。

1.2 信号发射和接收算法

3 结 语

本文首先从软件构成及原理上设计了一种基于MSK调制的直扩/跳频混合扩频通信系统，然后根据硬件构成图搭建硬件平台并对其解调性能进行仿真分析。仿真结果表明，基于MSK调制的直扩/跳频混合扩频通信系统在采用部分匹配滤波器法解调时性能有所损失，但损失不大，相对于此系统在其他性能上的优点而言，其在解调性能上的损失是可以接受的。

参考文献

[1] 胡敏，肖大光.一种MSK信号的数字化解调新算法[J].计算机仿真，2007，24（10）：123?125.

[2] 付书堂，李陟，朱学勇.直扩MSK解调方法分析与仿真[J].电子设计工程，2012，20（13）：110?113.

[3] 常啸鸣，张晓林，刘云阁，等.高跳速DS/FH混合扩频技术研究[J].载人航天，2012，18（2）：14?20.

[4] 余晓，刚徐辉，王华，等.DS/FH?MSK系统在部分频带干扰下的性能分析[J].无线电通信技术，2003，29（4）：4?6.

[5] 邵海霞，张新华，丁金金，等.对直扩?跳频混合扩频系统抗干扰能力的研究[J].科技信息，2009（31）：888?889.

[6] 樊昌信，曹丽娜.通信原理[M].北京：国防工业出版社，2011.

[7] 陆智，超赵，旦峰，等.一种MSK调制解调器的硬件实现[J].黑龙江科技信息，2010（5）：45?46.

[8] KHAN M A R， RONG S D， SAEED M B. Analytical expression for hybrid DS/FH spread spectrum communication system capacity [C]// Proceedings of 2006 International Conference on Emerging Technologies. Peshawar， Pakistan： ICET， 2006： 32?37.

摘 要： 基于MSK调制的直扩/跳频混合扩频通信系统不仅具有较高的抗干扰性和保密性，还具备较好的频带利用率和误码性能。结合直扩/跳频混合扩频系统和MSK调制的原理和特点，设计了一种基于MSK调制的直扩/跳频混合扩频通信系统，给出了系统构成、工作原理和相关算法，并搭建硬件平台对其解调性能进行仿真分析，得出系统采用部分匹配滤波法进行解调是比较可行的结论。

关键词： 直扩/跳频； 混合扩频； MSK； 设计； 解调

中图分类号： TN761?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）05?0001?03

0 引 言

MSK（最小频移键控）是一种恒定包络、相位连续的频移键控调制方式[1]，其具有窄带特性好、能量集中、包络恒定、频谱利用率高、误码率低等优点，广泛应用于现代通信系统[2]。直扩/跳频混合扩频通信系统，具有抗干扰性强、保密性好等特点，广泛应用于现代军事通信领域[3]。而基于MSK调制的直扩/跳频混合扩频通信系统，则具有抗干扰性好、保密性强、频带利用率高和误码率低等更多优点，其综合性大为提高[4]；不足的是基于MSK调制后直扩/跳频混合扩频通信系统具有系统构成复杂、硬件实现不易、造价较高等缺点。但随着通信技术的不断发展，这些缺点逐渐得到克服，今后基于MSK调制的直扩/跳频混合扩频通信系统将越来越多[5]。本文结合直扩/跳频混合扩频和MSK调制的原理及特点，设计了一种基于MSK调制的直扩/跳频混合扩频通信系统，给出了系统构成、工作原理和相关算法，并搭建硬件平台对其解调性能进行仿真分析。

1 软件构成原理和算法

1.1 系统构成及工作原理

系统构成如图1所示，主要由时统单元、调制单元、解调单元组成。

其工作原理是：时统单元注入时间校准本地时钟，并生成工作时序控制本地与时序相关的各模块工作；调制单元接收指令并按照信道格式进行组帧，再依据时序控制器给出的触发启动MSK正交调制；解调单元将数字化的信号进一步数字下变频，然后进行伪码、跳频及频率初始同步，然后进行解扩[6]。

1.2 信号发射和接收算法

3 结 语

本文首先从软件构成及原理上设计了一种基于MSK调制的直扩/跳频混合扩频通信系统，然后根据硬件构成图搭建硬件平台并对其解调性能进行仿真分析。仿真结果表明，基于MSK调制的直扩/跳频混合扩频通信系统在采用部分匹配滤波器法解调时性能有所损失，但损失不大，相对于此系统在其他性能上的优点而言，其在解调性能上的损失是可以接受的。

参考文献

[1] 胡敏，肖大光.一种MSK信号的数字化解调新算法[J].计算机仿真，2007，24（10）：123?125.

[2] 付书堂，李陟，朱学勇.直扩MSK解调方法分析与仿真[J].电子设计工程，2012，20（13）：110?113.

[3] 常啸鸣，张晓林，刘云阁，等.高跳速DS/FH混合扩频技术研究[J].载人航天，2012，18（2）：14?20.

[4] 余晓，刚徐辉，王华，等.DS/FH?MSK系统在部分频带干扰下的性能分析[J].无线电通信技术，2003，29（4）：4?6.

[5] 邵海霞，张新华，丁金金，等.对直扩?跳频混合扩频系统抗干扰能力的研究[J].科技信息，2009（31）：888?889.

[6] 樊昌信，曹丽娜.通信原理[M].北京：国防工业出版社，2011.

[7] 陆智，超赵，旦峰，等.一种MSK调制解调器的硬件实现[J].黑龙江科技信息，2010（5）：45?46.

[8] KHAN M A R， RONG S D， SAEED M B. Analytical expression for hybrid DS/FH spread spectrum communication system capacity [C]// Proceedings of 2006 International Conference on Emerging Technologies. Peshawar， Pakistan： ICET， 2006： 32?37.