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摘要
摘 要
作为专用移动通信系统之一的集群通信系统是专用的一种高级指挥调度系
统。它主要应用于群体成员协同工作时的指挥、联络以及调度,对多个行业领域
以及突发事件和重大事件的应对都有着广阔的市场需求。
随着专用无线通信系统的飞速发展,集群通信中采用的通信方式正由模拟方
式转变为数字方式。为配合这种转变,欧洲电信标准协会(ETSI)提出了 DMR
(Digital Mobile Radio)和 DPMR(Digital Private Mobile Radio)两种数字移动通
信标准,并不断的对其进行完善。DMR/DPMR 通信系统支持多种业务,应用范
围广。
本文首先介绍了 DMR/DPMR 系统协议,包括协议分层结构、帧结构、调制
方式等。然后比较详细地分析了 DMR/DPMR 系统物理层的关键技术—调制与解
调,其中系统介绍了频率调制与解调的原理,调频信号的产生方式以及解调的实
现方式。文中主要研究的是调制解调系统中的重要模块平方根升余弦 FIR 成形滤
波器的设计和 4-CPFSK 的调制与解调算法的分析,并用 MATLAB 进行了仿真分
析和调制解调的算法验证,同时还给出了正交调制和正交解调的具体实现方法。
最后对解调得出的波形进行分析,并得出结论。
关键字:DMR DPMR 帧结构 FIR 滤波器 4FSK
对讲机测试信号的形成与 Matlab 仿真的研究
Abstract
Abstract
Trunking Communication System belongs to the special mobile communication
systems. As a senior command scheduling system, it is widely used in the field of
railway transportation, highway traffic, civil aviation, shipping, public security, fire
control, major event and emergency, particularly focus on command, communication
and scheduling.
With the rapid development of special wireless communication system, trunking
communication system is transferring from analog system to digital system gradually.
DMR and DPMR system protocol were proposed by ETSI (European
Telecommunications Standards Institute) which are the latest digital mobile
communication systems. As a new generation of digital communication system,
DMR/DPMR support a variety of businesses and applications.
This paper first introduces the DMR/DPMR protocol system, including
hierarchical structure, frame structure, modulation mode, etc. And then, it treats some
key technologies, modulation and demodulation, of DMR/DPMR of physical layer in
details, including the principle of frequency modulation and demodulation, methods
for generating frequency modulated signal and demodulation. This paper mainly deals
with design of FIR filter which is the key modules of modem, and the algorithm of
4FSK modulation and demodulation. Also, the verification and simulation was
conducted by Matlab. At the same time, it discusses the concrete realization of the
orthogonal modulation and orthogonal demodulation as well. Finally, an analysis of
demodulation waveform was made, and the conclusion was reached.
Keywords: DMR DPMR Frame structure FIR filter 4FSK
对讲机测试信号的形成与 Matlab 仿真的研究
目录
目录
第一章 绪论 ..................................................................................................................... 1
1.1 数字集群对讲机的概述及发展现状 ................................................................ 1
1.1.1 数字集群对讲机的概述 ......................................................................... 1
1.1.2 数字集群对讲机的发展现状 ................................................................. 2
1.2 项目来源及主要任务 ........................................................................................ 5
1.3 课题研究的目的和意义 .................................................................................... 5
1.4 本文的主要内容安排 ........................................................................................ 6
第二章 DMR/DPMR 基带信号的形成与分析系统设计 ............................................. 7
2.1 DMR 协议简介 ................................................................................................... 7
2.1.1 DMR 协议分层结构 ................................................................................ 7
2.1.2 DMR 协议的帧结构 ................................................................................ 8
2.1.3 DMR 的调制方式 .................................................................................. 10
2.2 DPMR 协议简介 .............................................................................................. 11
2.2.1 DPMR 协议分层结构 ........................................................................... 11
2.2.2 DPMR 协议的帧结构 ........................................................................... 12
2.2.3 DPMR 的调制方式 ............................................................................... 19
2.3 DMR/DPMR 基带成形滤波技术 .................................................................... 19
2.4 频率调制(FM)与解调 ................................................................................ 23
2.4.1 频率调制的基本原理 ........................................................................... 23
2.4.2 频率调制 ............................................................................................... 23
2.4.3 频率调制的解调方式 ........................................................................... 25
2.5 DMR 与 DPMR 的比较总结 ........................................................................... 28
2.6 本章小结 .......................................................................................................... 29
第三章 FIR 滤波器的设计及 Matlab 仿真研究 ........................................................ 31
3.1 FIR 数字滤波器的特点 ................................................................................... 32
3.1.1 FIR 的基本特点 .................................................................................... 32
3.1.2 FIR 的线性相位特点及实现条件 ........................................................ 32
3.2 利用窗函数法设计 FIR 滤波器 ..................................................................... 35
3.2.1 窗函数设计方法 ................................................................................... 36
3.2.2 窗函数设计法的流程 ........................................................................... 38
3.3 利用 Matlab 设计平方根升余弦 FIR 滤波器 ................................................ 38
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