GMSK频带调制与解调Mtlab设计与分析课程设计.docx

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GMSK频带调制与解调Mtlab设计与分析课程设计

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。

2、课题设计原理：

2.1GMSK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1-1GMSK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1-2GMSK解调原理图

3、设计内容：

（1）设计思路：

将需要传送的具有一定信号带宽的信息数据Random-IntegerGenerator（随机整数发生器）产生的二进制随机信号通过GMSKmodulatorBaseband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GMSKDemodulatorBaseband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ErrorRateCalculation得出其误码率。

（2）GMSK调制解调的simulation框图：

图1-3GMSK调制解调的simulation框图

4、运行结果：

（1）GMSK频谱图：

图1-4GMSK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。

（2）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

（3）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。

5、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。