GMSK频带调制与解调Mtlab设计与分析_通信系统课程设计.doc

一、课题概述： GMSK信号即高斯最小频移键控信号。MSK信号具有常包络和相对较窄的带宽，但是MSK信号的功率谱还不够紧凑，在实际的应用中的表现就是其带外衰减达不到规定要求。GMSK就是在MSK的基础上加以改进，使得附加相位不仅连续，而且光滑。GMSK最吸引人的性能是它既具有出色的功率利用率，又具有很好的频谱利用率。 课题设计原理： 2.1 GMSK相关调制 调制原理图如图1-1，图中滤波器是高斯低通滤波器，它的输出直接对VCO进行调制，以保持已调包络恒定和相位连续 图1-1 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特性： 1.窄带和尖锐的截止特性，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的面积对应丁pi／2的相移。以使调制指数为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。 2.2GMSK解调 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，即包络检波及同步检波。而GMSK还可以采用时延检波，但每种检波器的误码率不同。 GMSK非相干解调原理图如图1-2，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。 图1-2 GMSK解调原理图 设计内容： 设计思路： 将需要传送的具有一定信号带宽的信息数据Random-Integer Generator(随机整数发生器)产生的二进制随机信号通过GMSK modulator Baseband的调制信号进行调制，调制后的信号进入Rician（莱斯信道），随后进入GMSK Demodulator Baseband 进行解调，经过输入信号延时后可以通过scope比较输入输出波形。还可以连接一个Error Rate Calculation得出其误码率。 GMSK调制解调的simulation框图： 图1-3 GMSK调制解调的simulation框图 运行结果： GMSK频谱图： 图1-4 GMSK频谱图 图形说明：功率谱图说明了输入信号功率随着频率的变化曲线。此图是GMSK的功率谱图。由图可知该频谱图只有主瓣，几乎没有旁瓣，频率比较集中。 GMSK模块参数设置： 图1-5 信号发生器参数设置 图1-6 调制器参数设置 图1-7 信道参数设置 图1-8 解调器参数设置 星座图： 图1-9 星座图 图形说明：此图是GMSK的星座图，星座图可以在信号空间展示信号所处的位置，为系统的传输特性分析提供了直观的，具体的显示结果。 （4） 轨迹图 图1-10 轨迹图 图形说明：离散时间轨迹图就是将星座的每个点按时间顺序连接起来，展示了信号在星座图上的变化轨迹。从图中可以看出GMSK信号的轨迹是一个圆。 （5）示波器： 图1-11 波形图 图形说明：第一条为调制后信号得到的波形，第二条为解调后的波形。两个波形是一样的。 实验心得 在这次实验中，我学会了用MATLAB中simulink模块来进行通信仿真，更加熟悉对MATLAB的使用。同时，我对GMSK的调制解调电路设计更加了解，对信号的调制解调做了深入的分析。 通过这次通信设计实验，培养了我的独立思考和分析问题的能力，这样的设计对我以后的毕业设计有很大帮助。