MSK調製解調（matlab，有詳細介紹仿真方案的設計、結果及結論、個人的總結體會、完整代碼及註釋）

一、仿真要求

畫出MSK信號產生的信息、I路、Q路信號對比圖以及接收端解調的信息恢復的對比圖。

二、仿真方案詳細設計

三、仿真結果及結論

這個波形圖，I路和Q路上半圓都表示“1”、下半圓都表示“-1”。

四、總結與體會

五、仿真代碼

1.main()函數中的代碼如下：（其中設計MSK_filter低通濾波器步驟:在commond命令窗口裏面輸入filterDesigner函數回車進去後，可以看見設計低通濾波器的界面，根據Fs、帶通信號比特週期T=1，Fpss取比特週期的兩倍即可，Fstop自己給定就可以了，然後點擊下方的Design Filter（設計濾波器），然後點擊上方的File-Generate MATLAB Code-Filter Design Function（產生一個函數功能，保存自己定義的MSK_filter.m函數）注意：MSK_filter是我自己命名的低通濾波器的名字，這裏可以在保存文件的時候根據自己的喜歡定義相應的名字！）

clear all;clc;
N=20;%比特數
T=1;%比特週期
fc=10;%載波頻率
Fs=100;%採樣頻率
bitstream=randi([0,1],1,N);%隨機生成比特流
bitstream1=2*bitstream-1;%產生雙極性比特流 -1,1
%實現差分編碼
b0=1;
for i=1:N
    encode_output(i)=b0*bitstream1(i);%對應bk
    b0=encode_output(i);
end
I=[];Q=[];%奇數進I路、偶數進Q路
for i=1:N
    if mod(i,2)~=0
        I=[I,encode_output(i)];
    else
        Q=[Q,encode_output(i)];
    end
end
%用繪圖來比較I路和Q路比特流
bit_data=[];
for i=1:N
    bit_data=[bit_data,encode_output(i)*ones(1,T*Fs)];%脈衝成型，認爲輸入的比特流是矩形的
end
I_data=[];Q_data=[];base_wave=-T:1/Fs:T-1/Fs;
for i=1:N/2
    I_data=[I_data,I(i)*cos(pi*base_wave/(2*T))];%I路:(-T,T)之間的半圓乘I(i)是一個比特週期裏面的脈衝成型
    Q_data=[Q_data,Q(i)*cos(pi*base_wave/(2*T))];%Q路與I路一樣的脈衝成型波形
end
%Q路延時
number_delay=length(base_wave)/2;%延時一個比特週期，一個比特週期所含有的採樣點個數除以2，得到一個比特週期裏面點的個數
Q_data1=[zeros(1,number_delay),Q_data(1:length(Q_data)-number_delay)];%Q路延時一個比特週期,與後面信息進行補齊
%得到差分編碼輸出的比特流,繪圖與I路和Q路的信息進行比較
figure();
t=0:1/Fs:N*T-1/Fs;
subplot(3,1,1)
plot(t,bit_data);legend('比特流')
subplot(3,1,2)
plot(t,I_data);legend('I路比特流')
subplot(3,1,3)
plot(t,Q_data1);legend('Q路比特流')
%載波信號
bit_t=0:1/Fs:N*T-1/Fs;%定義時間軸
%定義I路和Q路的載波信號
I_carrier=cos(2*pi*fc*bit_t);
Q_carrier=cos(2*pi*fc*bit_t + pi/2);
I_dot=I_data.*I_carrier;
Q_dot=Q_data1.*Q_carrier;
MSK_signal=I_data.*I_carrier+Q_data1.*Q_carrier;%MSK信號是I路信號與I路載波信號進行點乘加上Q路信號與Q路載波信號進行點乘
figure();
t=0:1/Fs:N*T-1/Fs;
subplot(3,1,1)
plot(t,MSK_signal);legend('MSK信號')
subplot(3,1,2)
plot(t,I_dot);legend('I路信號與I路載波信號進行點乘')
subplot(3,1,3)
plot(t,Q_dot);legend('Q路信號與Q路載波信號進行點乘')
snr=1;%性躁比
%MSK接收信號
MSK_receive=awgn(MSK_signal,snr);%調用awgn函數，加上噪聲，得到接收的MSK信號
I_output=MSK_receive.*I_carrier;%進I路時MSK接收信號與I路載波進行點乘
%設計MSK_filter低通濾波器步驟:在commond命令窗口裏面輸入filterDesigner函數回車進去後，可以看見設計低通濾波器的界面，根據Fs、帶通信號比特週期T=1，Fpss取比特週期的兩倍即可，Fstop自己給定就可以了，然後點擊下方的Design Filter（設計濾波器），然後點擊上方的File-Generate MATLAB Code-Filter Design Function（產生一個函數功能，我定義了MSK_filter.m函數）
Hd=MSK_filter;%Hda調用MSK_filter，得到前面的濾波係數a、b
I_filter_output=filter(Hd,I_output);%調用matlab濾波函數filter把I路信號通過濾波出來得到I路濾波信號
Q_output=MSK_receive.*Q_carrier;%Q路與I路同理,二者一樣
Q_filter_output=filter(Hd,Q_output);
%得到Q路與I路的濾波信號進行抽樣判決
for i=1:N/2
    if I_filter_output((2*i-1)*number_delay)>0 %I路在奇數倍週期進行採樣，大於0爲1、小於0爲-1
        I_recover(i)=1;
    else
        I_recover(i)=-1;
    end
    if Q_filter_output(2*i*number_delay)>0 %Q路在偶數倍週期進行採樣，大於0爲1、小於0爲-1
        Q_recover(i)=1;
    else
        Q_recover(i)=-1;
    end
end  %恢復出I路和Q路的信息
%並/串變換得到最後輸出的比特流
bit_recover=[];
for i=1:N
    if mod(i,2)~=0
        bit_recover=[bit_recover,I_recover((i-1)/2+1)];
    else
        bit_recover=[bit_recover,Q_recover(i/2)];
    end
end
%比特流在接收端進行差分譯碼
for i=1:N
    if i==1
        bit_recover1(i)=bit_recover(i);
    else
        bit_recover1(i)=bit_recover(i)*bit_recover(i-1);
    end
end
%根據差分譯碼出來的數據和前面輸入的比特數據進行比較，繪圖看錯了幾個
recover_data=[];
for i=1:N
    recover_data=[recover_data,bit_recover1(i)*ones(1,T*Fs)];
end
figure();
t=0:1/Fs:N*T-1/Fs;
bit_stream=[];
for i=1:N
    bit_stream=[bit_stream,bitstream1(i)*ones(1,T*Fs)];
end
subplot(2,1,2)
plot(t,bit_stream);legend('原始比特流')
subplot(2,1,1)
plot(t,recover_data);legend('恢復比特流')

2.MSK_filter()函數中的代碼中設計低通濾波器的相關參數代碼如下：

function Hd = MSK_filter
%MSK_FILTER Returns a discrete-time filter object.
 
% MATLAB Code
% Generated by MATLAB(R) 9.4 and DSP System Toolbox 9.6.
% Generated on: 01-Jun-2020 18:06:12
 
% Equiripple Lowpass filter designed using the FIRPM function.
 
% All frequency values are in Hz.
Fs = 100;  % Sampling Frequency
Fpass = 2;               % Passband Frequency
Fstop = 8;              % Stopband Frequency
Dpass = 0.057501127785;  % Passband Ripple
Dstop = 0.0001;          % Stopband Attenuation
dens  = 20;              % Density Factor
 
% Calculate the order from the parameters using FIRPMORD.
[N, Fo, Ao, W] = firpmord([Fpass, Fstop]/(Fs/2), [1 0], [Dpass, Dstop]);
 
% Calculate the coefficients using the FIRPM function.
b  = firpm(N, Fo, Ao, W, {dens});
Hd = dfilt.dffir(b);
 
% [EOF]

此次MSK調製解仿真實驗，用matlab實現到這裏就完成了，有問題歡迎評論，哈哈，加油！