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基于MATLAB的GMSK系统的设计仿真.docx

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毕业设计(论文)

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毕业设计(论文)报告

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基于MATLAB的GMSK系统的设计仿真

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基于MATLAB的GMSK系统的设计仿真

摘要:本文针对GMSK(高斯最小频移键控)调制技术,设计并实现了一个基于MATLAB的GMSK系统仿真。首先,对GMSK调制原理进行了详细阐述,包括调制过程、解调过程以及性能分析。其次,利用MATLAB软件平台,搭建了GMSK调制和解调系统,并对系统进行了仿真实验。最后,对仿真结果进行了分析,验证了所设计GMSK系统的性能。本文的研究成果对于GMSK调制技术的理论研究和实际应用具有一定的参考价值。关键词:GMSK;MATLAB;仿真;调制;解调。

前言:随着无线通信技术的快速发展,对无线通信系统的传输性能提出了更高的要求。GMSK调制技术作为一种高效的调制方式,具有频谱利用率高、抗干扰能力强等优点,被广泛应用于移动通信系统中。为了更好地理解和掌握GMSK调制技术,本文设计并实现了一个基于MATLAB的GMSK系统仿真,通过仿真实验验证了所设计系统的性能。本文的研究成果对于GMSK调制技术的理论研究和实际应用具有一定的参考价值。

第一章GMSK调制技术概述

1.1GMSK调制原理

GMSK(高斯最小频移键控)调制技术是一种在数字通信系统中广泛应用的调制方式,它结合了频移键控(FSK)和相位调制(PM)的优点,能够在保持较高频谱效率的同时,提供良好的抗干扰性能。GMSK调制的基本原理是将数字信号转换为连续相位信号,通过改变信号的相位来表示不同的数字信息。具体来说,GMSK调制过程可以分为以下几个步骤:

(1)首先,数字信号经过串并转换,将数字序列转换为并行数据流。然后,这些并行数据流通过一个低通滤波器,滤波器的带宽通常远小于符号速率,以去除信号的高频分量。

(2)接下来,滤波后的信号经过一个积分器,积分器的输出是一个连续的相位信号。积分器的作用是平滑信号的相位变化,使得相位变化更加连续。在实际应用中,积分器的输出通常与一个参考相位信号进行比较,以确定信号的相位。

(3)最后,通过一个高斯滤波器对积分器的输出进行滤波,得到最终的GMSK信号。高斯滤波器的作用是进一步平滑信号的相位变化,减少相位跳变,从而降低信号的带宽。在GMSK调制中,高斯滤波器的3dB带宽通常为符号速率的0.5倍。

以GMSK调制在移动通信系统中的应用为例,GMSK调制技术被广泛应用于GSM(全球移动通信系统)和EDGE(增强数据速率全球移动通信系统)等移动通信标准中。在这些系统中,GMSK调制不仅能够提供较高的数据传输速率,而且能够在多径衰落和干扰环境下保持稳定的通信质量。例如,在GSM系统中,GMSK调制能够支持高达270.8kbps的数据传输速率,而在EDGE系统中,该速率可以达到473.6kbps。

在实际的GMSK调制过程中,通常会采用以下参数:符号速率Rs=270.8ksym/s,高斯滤波器的3dB带宽B=135kHz,滚降系数α=0.5。通过这些参数的设置,可以确保GMSK调制信号在满足频谱效率的同时,具有良好的抗干扰性能。例如,在GSM系统中,GMSK调制信号的带宽约为200kHz,这对于频谱资源紧张的环境来说是非常有利的。

1.2GMSK调制特点

GMSK调制技术以其独特的性能特点,在数字通信领域得到了广泛应用。以下是GMSK调制技术的一些主要特点:

(1)高频谱利用率:GMSK调制通过将数字信号转换为连续相位信号,有效地减少了信号带宽,从而提高了频谱利用率。与传统的FSK调制相比,GMSK调制可以将带宽减少到相同数据速率下的1/3左右。例如,在GSM系统中,GMSK调制的带宽为200kHz,而同样数据速率下的FSK调制带宽则可能达到600kHz。这种高谱效利用率的特性使得GMSK调制在频谱资源紧张的环境下尤其受欢迎。

(2)良好的抗干扰性能:GMSK调制技术具有良好的抗干扰性能,主要体现在以下两个方面。首先,由于GMSK调制信号的相位变化连续,因此其相位跳变较小,这使得GMSK调制对相位噪声和相位漂移的敏感性较低。其次,GMSK调制信号具有较宽的频谱覆盖范围,能够在多径衰落和干扰环境下保持稳定的通信质量。例如,在GSM系统中,GMSK调制技术能够支持在多径衰落环境下的通信,这对于移动通信来说至关重要。

(3)适用于移动通信系统:GMSK调制技术在移动通信系统中具有广泛的应用前景。在GSM和EDGE等移动通信标准中,GMSK调制技术被用作传输数字语音和数据的服务。例如,在GSM系统中,GMSK调制能够支持高达270.8kbps的数据传输速率,而在EDGE系统中,

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