### 基于MATLAB的GMSK系统的设计仿真
#### 1. 课程设计的任务与要求
##### 1.1 课程设计的任务
- **加深理解GMSK基本理论：** 学生需要深入理解高斯最小移频键控（GMSK）的基本原理及其在数字通信系统中的应用。
- **提升科研与编程技能：** 通过本次设计，旨在培养学生的独立科研能力和编程技巧，特别是MATLAB/Simulink环境下的编程能力。
- **Simulink仿真实践：** 学生需利用Simulink软件平台进行GMSK调制系统的仿真工作。
##### 1.2 课程设计的要求
- **观察信号波形：** 学生需要观察并记录基带信号和解调后的信号波形，以此来验证系统的工作情况。
- **分析信号频谱：** 对已调信号的频谱进行观察，了解信号的频率成分分布情况。
- **研究调制性能与BT参数关系：** 分析调制性能与带宽和码元宽度的乘积（BT参数）之间的关系，探究不同BT值对系统性能的影响。
- **比较MSK与GMSK：** 将GMSK与最小移频键控（MSK）进行对比，评估两种调制方式在性能上的差异。
##### 1.3 课程设计的研究基础
GMSK是一种特殊的MSK调制方式，其调制原理如图1所示。GMSK系统的核心是通过高斯低通滤波器对非归零数字序列进行预处理，然后将滤波后的信号用于调制VCO（电压控制振荡器），最终得到GMSK已调信号。高斯低通滤波器的作用在于使输出频谱更加集中，同时保证信号具有良好的频谱特性和较低的带外辐射。
#### 2. GMSK系统设计
##### 2.1 信号发生模块
在GMSK系统设计中，信号发生模块用于生成非归零数字序列。这里使用了Bernoulli Binary Generator模块，通过设置概率、种子和抽样时间等参数，可以生成所需的二进制序列。例如，probability of a zero设置为0.5表示序列中0出现的概率为50%；initial seed为61则表示随机数种子为61；sample time为1/1000表示抽样时间为0.001秒。通过调整这些参数，可以控制生成序列的具体特征。
##### 2.2 调制解调模块
调制解调模块是GMSK系统设计的核心部分，它包括GMSK调制器和解调器。GMSK Modulator Baseband模块负责将输入的二进制信号转换为GMSK信号。其中，BT product参数设为0.3，表示带宽和码元宽度的乘积为0.3，这是GSM标准采用的参数值。此外，Pulse length参数设为4，表示高斯低通滤波器的周期长度。Symbol prehistory参数设为1，表示GMSK调制器在仿真开始前的输入符号为1。Phase offset设为0，表示信号的初始相位为0。Sample per symbol参数设为1，表示每个输入符号对应的GMSK信号的抽样点数为1。
解调方面，GMSK Demodulator Baseband模块负责从接收的GMSK信号中恢复原始的二进制序列。解调器的参数设置与调制器一致，以便于正确地恢复出原始信号。
在仿真过程中，还会使用到AWGN Channel模块来模拟实际通信信道中的噪声干扰。通过设置不同的信噪比（SNR），可以在不同的通信环境中评估系统的性能。
#### 3. 总结
通过对基于MATLAB的GMSK系统设计仿真的学习，学生不仅能够深入了解GMSK的基本原理和技术细节，还能掌握利用MATLAB/Simulink进行系统设计和仿真的方法。此外，通过比较不同参数设置下系统的性能，可以帮助学生更好地理解调制参数对系统性能的影响，从而为后续的科研工作打下坚实的基础。
