gmsk调制与解调算法研究

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1、四川师范大学成都学院本科毕业设计GMSK调制与解调算法研究1绪论1.1选题的依据及意义在当代很多地方都使用了软件无线电技术，它打破了以前的那种无线电台功能少、扩容性也比较差的局面，它的基本思想就是通过在硬件上安装不同的可以升级，可以重新设置参数的应用软件来实现很多的通信功能和众多无线电功能的设计新思路[1]。这样制造商不仅可以节省许多的硬件资源，而且还可以明显的缩短新产品的研发周期，这样就能更适应市场的要求，进而获取更大的利益。软件无线电拥有开放式模块化体系，它的主要组成模块有：宽带A/D&D/A、可编程DSP模块、窄带A/D&D/A、用户终端模块等。在接收端可以通过射频(RF)处理

2、和变换所接收到的信号，由宽带A/D将其进行数字化，再通过可编程的DSP模块处理为我们所需要的各种信号并将处理后的信号送到多功能用户终端。同理，我们也可以利用相同的模式将数据通过天线发射出去，并利用在线和离线软件实现通信环境的各种性能分析处理。软件无线电所拥有的可编程特点，即RF频段和带宽、传输速率、信道接入方式、业务类型、加密方式等都可以利用软件编程来实现[2]、[3]。它所具有的开放式模块化结构就为调制解调的实现提供了一个相当良好的软硬件平台，有好的一面当然也有坏的一面坏的一面就是对调制解调技术提出了更为严格的要求，其严格的要求主要体现在以下几个方面：★移动通信系统都存在着多普勒效

3、应、多径衰落、噪声等不好的因素，这样就要求调制技术拥有抗噪声等性能，使其拥有优越的载干比，并让系统能够得到好的误码率性能；★移动通信系统中可用的频带资源少，这样就要求调制以后的信号即使占有较窄的频带宽度就能实现其功能；★移动通信系统为了增加系统容量，让使用的用户更多，它就采用频率复用技术。这样就存在邻道同频道两种干扰，所以这就要求我们所使用的调制技术必须具有很好的频谱特性以减小干扰，使其系统更加优越；★移动通信系统中的发送接收机所用的功率放大器一般都有非线性的特性，这样就使得无线信道也具有相同的特性了，所以我们所使用的调制技术也应该拥有包络恒定的特点，用来降低功率放大器所造成的不良方

4、面；★因为差分解调并不像相干解调那样需要相干载波的恢复，这样系统就简单了，构造简单了成本自然就低，所以我们应该尽量选择差分解调方式；75四川师范大学成都学院本科毕业设计★容易实现，所需设备尺寸小[4]这样成本低。为了达到上面所讲的严格要求，人们就想出了一系列的数字调制解调方案。单从携带信息的载波参量来看，就分成了幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)、相移键控(PSK)、正交幅度调制(QAM)等；从调制电平数量来看，又可以分成二进制调制和多进制调制；从信号相位路径的连续性来看，又可以分成不连续相位调制和连续相位调制；而从包络的起伏状况来讲，又可以分成恒包络调制和非恒包络调制。在这众多

5、的调制里面，非恒包络调制的实现相比较其它的调制实现起来是比较容易的，并且它具有很高的频谱利用率，有这样的优点就非常利于全数字了。但它也容易受到功率放大器的影响，一般所使用的非恒包络调制有幅移键控、频移键控、相移键控。相对于非恒包络调制，恒包络调制就具有更多的优点了，因为在恒包络调制中不管调制信号如何波动，载波的幅度都是固定不变的，也不容易受功率放大器所产生的非线性特性的影响，常用的恒包络调制就是MSK、GMSK。GMSK(高斯滤波最小移频键控)作为一种很好的数字调制技术，其实还是由OQPSK、MSK一步一步演变而来的[20]。GMSK(高斯滤波最小移频键控)就是将调制的不归零(NRZ

6、)数据通过预调制高斯低通滤波器来降低频谱上的旁瓣。因为调制信号在跨越零点时不但相位连续，而且过滤也很平滑，所以GMSK调制的信号就拥有了频谱紧凑，误码特性好，带外辐射低等特点。图1.1-1是GMSK(高斯滤波最小移频键控)与其他几种数字调制方式的输出信号的功率谱比较,从图中我们可以清楚的看出,GMSK已调信号的功率谱密度性能比其他几种数字调制方式都要好，因为它的主瓣比较窄，而旁瓣衰减的又更快，所以这就验证了GMSK调制的频谱利用率高，抗干扰能力强的特点。图1.1-1GMSK调制与几种数字调制方式的功率谱比较75四川师范大学成都学院本科毕业设计GMSK(高斯滤波最小移频键控)调制方式能

7、满足移动通信环境下对邻道干扰的严格的要求，它以其良好的性能而被全球数字蜂窝移动通信系统(GSM)所采用。数字调制解调技术是数字蜂窝移动通信系统空中接口的重要组成部分，GMSK是从MSK(最小移频键控)发展起来的一种技术。MSK调制实际上是调制指数为0.5的二进制调频，具有包络恒定、占用相对较窄的带宽等优点。但是MSK的带外辐射较高，影响了频谱效率。为了抑制带外辐射、压缩信号功率，可在MSK调制器前加入预调制低通滤波器。GMSK调制就是在MSK调制器之前插入