基于FPGA的MSK调制解调器设计与应用

基于FPGA的MSK调制解调器设计与应用

基于FPGA的MSK调制解调器设计与应用
计和时序仿真，硬件部分在Altera 公司 EP2C15AF256C8N
FPGA上实现。结果表明，数字MSK调制解调器具有相位连续，频带利用率高的优点。

数字调制解调器在点对点的数据传输中得到了广泛的应用。通常的二进制数字调制解调
器是建立在模拟载波上的，在电路实现时需要模拟信号源，这会给全数字应用场合带来
不方便。本文分析了MSK（最小频移键控）数字调制信号特征，提出一种全数字固定数据
速率MSK调制解调器的设计方法，应用VHDL语言进行了模块设计和时序仿真。硬件部分在
Altera公司 EP2C15AF256C8N FPGA
上实现了MSK数字调制解调器，并在常州市科技攻关项目：粮库储粮安全网络智能监测系
统的嵌入式测控部分应用。实测表明，数字MSK调制解调器具有包络恒定，相位连续，频
带利用率高的优点。并且在FPGA上实现时设计效率高，可与其他模块共用片上资源，对
于全数字系统中的短距离数据通信是较好的解决方案。

1 数字MSK 调制的载波频率与相位常数

最小频移键控MSK ( Minimum Frequency Shift Keying )
是二进制连续相位FSK的一种特殊形式。有时也称为快速频移键控(FFSK)。MSK
调制方式能以最小的调制指数(0.5)获得正交信号， 同时MSK
比2PSK的数据传输速率高，且在带外的频谱分量要比2PSK 衰减更快。

MSK 是恒定包络连续相位频率调制，其信号的表示式为
[pic]

MSK 调制必须同时满足调制指数0.5 和相位连续条件，由MSK
信号表示可知，为了使调制指数为0.5，MSK信号的两个频率应分别为：
[pic]

上式反映了MSK 信号前后码元区间的约束关系。MSK
信号在第k个码元的相位常数不仅与当前码元的取值有关，而且还与前一个码元的取