1 引言
2 基於正交調製法產生的MSK信號
2．1 正交調製法原理
理想情況下，運用「軟體無線電」的思想，計算機運算產生任意通信信號的採樣值，該採樣值通過D／A轉換後生成所需的任意調製通信信號。但是，通信信號帶寬較大時，直接產生射頻信號不僅需要大量數據，而且對硬體性能要求較高。由於大量數據是來自於載頻信號的採樣，而基帶信號的採樣數據遠遠小於載頻信號採樣數據，通過軟體運算將表徵基帶信號的一些特徵生成為採樣值，再通過D／A轉換與載頻信號結合產生所需的已調製的通信信號，避免大量數據處理。
正交調製法是，對於任意調製的窄帶通信信號可表示為：
式中，幅度r(t)和相位θ(t)表徵基帶信號特徵。
將式(1)展開可得：
令I(t)=r(t)cosθ(t)，Q(t)=r(t)sinθ(t)，由式(2)看出，只要傳遞I(t)和Q(t)兩項函數，就能以較低數據傳輸速率傳遞基帶信號。I(t)和Q(t)兩項與載頻信號正交相乘生成任意調製信號。
2．2 MSK概述閉
MSK是一種特殊的連續相位的頻移鍵控(Frequency―
Shift Keying，簡稱FSK)，其最大頻移為比特率的1／4。即就是，MSK是調製係數為0．5的連續相位的FSK。MSK已調波在任一碼元內發送的頻率由相鄰2個碼元共同決定。當相鄰2個碼元數據相同時發送f1，當2個碼元數據不同時發送f2，則：
式中，k為正整數，t0為碼元寬度。
因此，MSK信號功率譜密度相對集中，頻帶利用率高；頻帶較寬，信道有效性高，在跳頻擴頻通信中增加跳頻點；並具有恆包絡特性，經過限幅後旁瓣電平仍然迅速滾降，適用於功率受限而非線性放大的應用；MSK調製的誤碼率與數字系統中最佳的PSK調相近，具有高可靠性；解調和同步電路簡單。基於上述特點，MSK可廣泛應用於移動通信系統。
2．3 通用通信信號發生器中MSK信號發生原理
通用通信信號發生器利用正交調製法產生MSK調製信號，由式(2)可知，MSK信號採用正交調製方式：
式中，an和bn分別為輸入二進位數據的奇、偶序列，Tb為數據比特持續時間，kTb≤t≤(k+1Tb)。
由式(4)可知，MSK信號的相位具有連續調製特性。利用正交調製法產生MSK信號，其原理框圖如圖1所示。
3 通信信號發生器的MSK調製信號設計
通用通信信號發生器中，借鑑了「軟體無線電」的設計思路，硬體電路設計系統提供信號通路。信號發生器軟體系統包括信號源庫和調製樣式庫。該軟體系統與硬體控制相結合，通過信號源和調製樣式的不同組合、更改定義不同的調製參數的調製信號，產生真實調製信號。
根據這一設計思想，MSK調製硬體設計與其他窄帶通信信號設計是通用的。圖2為中頻調製電路。圖2中，選用雙通道發送D／A轉換器AD9761和正交調製器件AD8346共同產生MSK調製信號。其中，AD976l是一款lO bit，40 MS／s的D／A轉換器，精度和速度可滿足產生一般窄帶通信信號的要求。而AD8346是一款高性能的矽半導體射頻器件，可以用於0．8～2．5 GHz的射頻正交調製。AD8346可調製的基帶信號帶寬為DC～70 MHz。並由單端2．7~5．5 V供電。靜態工作狀態下電流值為45 mA；休眠狀態下電流僅為1μA。因此，AD8346具有高精度，在1.9 GHz時，正交誤差l°rms，I／Q幅度平衡僅為0．2 dB。其具有的優秀相位精度和幅度平衡特性可直接將信號調製到射頻。因此，利用AD9761和AD8346構成了通用信號發生器的中頻調製的基本框架。
由軟體定義MSK信號的調製參數Tb，通過運算產生式(4)中的ancos(πt／2Tb)和bnsin(πt/2Tb)兩項作為基帶I、Q串行數據。AD976l在控制數據的作用下接收計算機生成的基帶I、Q串行數據，並在其內部分離I、Q數據，經D／A轉換後分別產生I、Q的模擬信號。AD976l產生的I、Q的模擬信號經由電阻和電容構成的交流耦合電路後送入正交調製器AD8346，並與LOIP、LOIN饋送入的本振信號正交相乘，最後將正交相乘後的兩路信號合成為調製在本振頻率上的已調通信信號，從VOUT端輸出MSK信號。