gmsk调制方式的仿真分析

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1、三级项目报告GMSK调制方式的仿真分析班级：小组成员及分工（贡献）：课程名称：GMSK调制方式的仿真分析指导教师：2015年6月GMSK调制方式的仿真分析摘要：本设计在瑞利信道下，通过在Matlab屮的Simulink建立仿真模型进行仿真研允。该系统山信号产生模块产生一个二进制序列，再经过调制器进行调制，然后将调制信号送入一信道，经过解调器解调得到解调信号。通过观察GMSK系统调制、解调信号的的波形、频谱图、眼图和误码率曲线，从而验证GMSK系统的合理性和必要性。关键词：GMSK,调制，解调，仿真，MATLAB1引言随着现代通信技术的发展，移动通信

2、技术得到快速的发展，GMSK技术起到了关键性的技术。GMSK是一种二进制数字调制技术，它是无线通信屮最突出的调制类型。在世界范围内有许多通信标准都采用了GMSK技术，例如GSM，DECT等。GMSK信号由于具有恒包络和带外辐射小的特点获得了广泛的应川。本方案主要介绍了GMSK的基本原理，以及利用MATLAB对调制部分的仿真分析來说明GMSK的性能，进而说明它适合于移动无线电通信的特性。2GMSK系统原理及组成GMSK系统主要由信号产生模块、信号调制模块、信道、信号解调模块、误码率计算模块组成。在图形观察方面还包含频谱仪、示波器和眼图绘制模块。在调制

3、器后加一误码率计算模块，计算误码率。基本的工作原理是将基带信号先经过商斯滤波器成形，再进行最小频移键控（MSK）调制。由于成形后的高斯脉冲包络无陡峭边沿，亦无拐点，因此频谱特性优于MSK信号的频谱特性。系统原理框图如下：图1BT=0.3表示高斯滤波器带宽与比特率之比。GMSK是一种特殊的数字FM调制方式。给RF载波频率加上或者减去67.708KHZ表示1和0。使川两个频率表示1和0的调制技术记作FSK（频移键控）。在GSM中，数据速率选为270.833kbit/sec,正好是RF频率偏移的4倍，这样作可以把凋制频谱降到最低并提高信道效率。比特率正好

4、是频率偏移4倍的FSK调制称作MSK（S小频移键控）。在GSM中，使用高斯预调制滤波器进一步减小调制频谱。它可以降低频率转换速度，否则快速的频率转换将导致向相邻信道辐射能量。双极性码元通过高斯滤波器产生拖尾现象，所以相邻脉冲之间有重迭。对应某一码元，GMSK信号的频偏不仅和该码元有关，而且和相邻码元有关。也就是说在不同的码流图案下，相同码元(比如同为“+1”或“-1”)的频偏是不同的。相邻码元之间的相互影响程度和商斯滤波器的参数有关，也就是说和岛斯滤波器的3dB带宽B有关。通常将高斯滤波器的3dB带宽B和输入码元宽度T的乘积BT值作为设计高斯滤波器

5、的一个主要参数。BT值越小，相邻码元之间的相互影响越大。理论分析和计算机模拟结果表明。BT值越小，GMSK信号功率频谱密度的高额分量袞减越快。主瓣越小，信号所占用的频带越窄，带外能量的辐射越小，邻道干扰也越小。3系统模块设计3.1调制模块围绕着GMSK信号的产生，人们不断探寻，并且提出了多种地调制方式。其中包括：直按数字调频；环路(PLL)调制器，也就是在一个H/2BPSK调制器后面跟随一个锁相环电路组成的相位平滑滤波器；利用数字波形生成器的正交调制器等。3.1.1直接数字调频G、ISK

6、已调信号，阁3该方案利用脉冲形成后的基带信号直接对压控振荡器

7、VOC进行调频。该方案十分简单，并且在多种模拟和数字系统屮采用。例如蜂窝数字分组数据系统(CDPD)和全球通(GSM)o可是该方案不易于集成。而且为了保持中心频率在动态范围内，就必须要求VOC有着较高的线性度和灵敏度。类似的方案还有环路型调制器。3.1.2环路型调制器H/2BPSK保证每个码元的相位变化为Ji/2,利川锁相环对相位进行平滑。可是如何设计PLL的传输函数，从而满足功率谱特性的需要是一件很困难的事情。3.1.3正交调制图5I叫-cos(2j?该方案实现简单，容易实现数字化，以达到最终的大规模集成。但是其缺点是，同相和正交两路输出信号必须

8、进行平衡，否则会出现附加调幅，导致频带的扩展。本设计采用了直接数字调频方案。3.2解调模块对于GMSK信号可以采用多种非相干技术进行解调。非相干解调技术不需要知道参考相位，因此也就不需要锁相环路、本地晶振以及载波恢复电路了。相对于相干解调技术，非相干解调技术的成本更低，更易于实现。非相干解调技术的种类很多。主要分为限幅鉴频器和差分解调两个大类。3.2.1限幅鉴频器GMSK倌号限幅鉴频器，顾名思义由两个部分组成：限幅器，用来恢复受到噪声和干扰影响的接收信号的恒包络的特性；鉴频器，用来将相位调制转化力幅度调制，以供随后的包络检测。鉴频器之后通常跟随一个

9、低通滤波器，例如一个积分滤波器。信号通过低通滤波器之后进入判决器判决。3.2.2非相干差分解调器图7非相干差分解调，利用接