基于基于FPGA 的的MSK 调制解调器设计与应用调制解调器设计与应用
摘要：提出了一种基于FPGA 的数字MSK 调制解调器设计方法，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。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（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 EP2C1
摘要：提出了一种基于FPGA 的数字MSK 调制解调器设计方法，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。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（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
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 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：
对于固定数据速率的数字MSK 调制，应用上式可以计算出对应“0”、“1”信号的载波频率。系统设计传输数据速率R
=2400bps，选择波形系数n = 9，中心载频fc=5400Hz，计算可得f0=6000Hz，f1=4800Hz，调制指数h = R / (f0-f1) =0.5。
MSK 信号的相位连续是由对相位常数φk的选择保证的。若取初始相位为零，则φk = 0 或±π k = 0，1，2，…
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
与前一个码元的取值及相位常数有关。在数字载波的情况下，上述条件等同于根据前*元的相位，选择当前码元的相位是同相
或反相，以保证数字MSK信号的相位连续。
2 数字MSK 调制解调器FPGA 模块实现
用FPGA 实现的MSK 调制器模块如图1 所示。
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