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

　　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：

　　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一码元的相位，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。

图1 MSK 调制器模块

　　图中预分频器和“0”、“1”码分频器组成载波发生器，在输入码序列同步信号的控制下分别产生“0”码和“1”码的数字载波。为了方便设计与调整，预分频器设置2 级分频电路，分频系数分别为D1 和D2，从分频效率考虑，D1 和D2 的乘积应为总分频系数的最大公共因子。