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基于MATLAB的GMSK系统的设计仿真.pdf
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. I
课程设计报告
题 目:基于 MATLAB 的 GMSK 系统的设计仿真
学生:
学生**:
系 别:
专 业:
届 别:
指导教师:
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
〔1〕加深对 GMSK 根本理论知识的理解。
〔2〕培养独立开展科研的能力和编程能力。
〔3〕通过 SIMULINK 对 GMSK 调制系统进展仿真。
1.2 课程设计的要求
〔1〕观察基带信号和解调信号波形。
〔2〕观察已调信号频谱图。
〔3〕分析调制性能和 BT 参数的关系。
〔4〕与 MSK 系统的比照。
1.3 课程设计的研究根底
调制原理图如图1,图中滤波器是高斯低通滤波器,它的输出直接对VCO进展调制,
以保持已调包络恒定和相位连续
[2]
。
频率调制器
(VCO)
非归零数字序列
高斯低通滤波器
GMSK已调信号
. . r . .
-
图1 GMSK调制原理图
为了使输出频谱密集,前段滤波器必须具有以下待性:
1.窄带和锋利的截止特性,以抑制 FM 调制器输入信号中的高频分量;
2.脉冲响应过冲量小,以防止 FM 调制器瞬时频偏过大;
3.保持滤波器输出脉冲响应曲线下面积对应 pi/2 的相移。调制指数为 1/2。前置滤波器
以高斯型最能满足上述条件,这也是高斯滤波器最小移频键控(GMSK)的由来
[1]
。
GMSK 本是 MSK 的一种,而 MSK 又是是 FSK 的一种,因此,GMSK 检波也可以采用 FSK
检波器,即包络检涉及同步检波。而 GMSK 还可以采用时延检波,但每种检波器的误码
率不同。我们在构建数字通信系统的模型后,利用计算机仿真作为分析手段,对在不同
的通信环境下设计方案的误码性能进展定量分析,用来对各调制,解调方案性能进展评
估。由于 GMSK 信号具有良好的频潜效率、以及恒包络性质,因而广泛的应用于移动通
信系统。高斯最小频移键控(GMSK)由于带外辐射低因而具有很好的频谱利用率,其恒包
络的特性使得其能够使用功率效率高的 C 类放大器。这些优良的特性使其作为一种高效
的数字调制方案被广泛的运用于多种通信系统和标准之中。如上所述,GMSK 有着广泛的
应用。因此,从本世纪 80 年代提出该技术以来,广阔科研人员进展了大量的针对其调
制解调方案的研究。
GMSK 非相干解调原理图如图 2,图中是采用FM 鉴频器〔斜率鉴频器或相位鉴频器〕
再加判别电路,实现 GMSK 数据的解调输出
[2]
。
图 2 GMSK 解调原理图
2GMSK 系统设计
2.1 信号发生模块
因为 GMSK 信号只需满足非归零数字信号即可,本设计中选用〔Bernoulli Binary
Generator〕来产生一个二进制序列作为输入信号。
. z
-
图 3 GMSK 信号产生器
该模块的参数设计这只主要包括以下几个。其中 probability of a zero 设置为
0.5 表示产生的二进制序列中 0 出现的概率为 0.5;Initial seed 为 61 表示随机数种
子为 61;sample time 为 1/1000 表示抽样时间即每个符号的持续时为 0.001s。当仿真
时间固定时,可以通过改变 sample time 参数来改变码元个数。例如仿真时间为 10s,
假设 sample time 为 1/1000,则码元个数为 10000
[3]
。如图 4 所示。
图 4 Bernoulli Binary Generator参数设置
2.2 调制解调模块
图 5GMSK 调制解调模块
GMSK Modulator Baseband 为 GMSK 基带调制模块,其 input type 参数设为 Bit 表
示表示模块的输入信号时二进制信号〔0 或 1〕。BT product 为 0.3 表示带宽和码元宽度
的乘积。其中 B 是高斯低通滤波器的归一化 3dB 带宽,T 是码元长度。当 B·T=∞时,GMSK
调制信号就变成 MSK 调制信号。BT=0.3 是 GSM 采用的调制方式。Plush length 则是脉
冲长度即 GMSK 调制器中高斯低通滤波器的周期,设为4。Symbol prehistory 表示 GMSK
调制器在仿真开场前的输入符号,设为 1。Phase offset 设为 0,表示 GMSK 基带调制
信号的初始相位为 0。Sample per symbol为 1 表示每一个输入符号对应的 GMSK 调制器
产生的输出信号的抽样点数为 1
[3]
。如图 6 所示。
AWGN Channel 为加性高斯白噪声模块,高斯白噪声信道的 Mode 参数设置为 Signal
to noise(SNR),表示信道模块是根据信噪比 SNR 确定高斯白噪声的功率,这时需要确定
两个参数:信噪比和周期。而将 SNR 参数设为一个变量*SNR 是为了在 m 文件中编程,计
算不同信噪比下的误码率,改变 SNR 即改变信道信噪比。如图 7 所示。
GMSK Demodulator Baseband 是 GMSK 基带解调器。其前六项参数与 GMSK 调制器一
样,并设置的值也一样。最后一项为回溯长度 Traceback Length,设为变量
. z
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