GSM系统性能的分析与MATALAB仿真

1、液海工禽浣课程设计报告书课程名称：通信系统的计算机仿真设计题 目：GSM系统性能的分析与MATLAB 仿真系（院）： 电子工程学院学 期：10-11-2专业班级： D通信工程081姓 名：宗淙学 号：4评语:成绩:签名:日期:1绪论1.1研究背景与研究意义（1）学会MATALAB的使用，掌握MATALAB的程序设计方法；（2）掌握GMSK调制的基本概念、基本理论和基本方法；（3）掌握MATALAB设计GSM仿真基本框图；（4）学会用MATALAB对信号进行分析处理；1.2课程设计的目的和任务（1）LI的：使我们在课程设计过程中能够理论联系实际，在实践中充分利用 所学理论知识分析和研究设计过程中

2、出现的各类技术问题，巩固和扩大所学知识 面，为以后走向工作岗位进行设计打下一定的基础。（2）任务：掌握一般通信系统设计的过程、步骤、要求、工作内容及设计 方法；掌握计算机仿真通信系统的方法。训练学生网络设计能力。训练学主 综合运用专业知识的能力，提高学生进行通信工程设计的能力。可行性分析从技术上来看，高斯滤波最小频移键控GMSK调制技术是从MSK调制的基 础上发展起来的一种数字调制方式，其特点是在数据流送交频率调制器前 先通过一个Gauss滤波器（预调制滤波器）进行预调制滤波，以减小两个 不同频率的载波切换时的跳变能量，使得在相同的时间速率频道时频道间 距可以变得更紧密。山于数字信号在调制前进

3、行了 Gauss预调制滤波，调 制信号在交越零点不但相位连续，而且平滑过滤，因此GSMK调制的信号频 谱紧凑、误码特性好，在数字移动通信中得到了广泛使用，如现在广泛使 用的 GSM （Global System for Mobile communication）移动通信体制就是 使用GMSK调制方式。从经济上来看，如今GMSK调制技术已经相当成熟了，各项成本低，经济效 益高。2 GSM通信系统2.1 GSM通信系统基本模型GSM通信系统基本模型如图2-1所示。图2-1 GSM通信系统基本模型信号源：模拟的正旋波语音信号4KHz。A律13折线编码器：对信号进行编码。GMSK调制：是在MSK (最

4、小频移键控)调制器之前插入高斯低通预调制滤波 器这样一种调制方式。GMSK提高了数字移动通信的频谱利用率和通信质量。信道：高斯加性口噪声信道、多径瑞利(Rayleigh)衰落信道、莱斯(Rician) 衰落信道等。GMSK解调：为GMSK调制的逆过程。A律13折线解码器：对信号进行解码。2.2 GSM通信系统的性能指标模拟的正旋波语音信号经过GMSK调制、信道、GMSK解调过程。在接收端， 将得到的数据与原始信号源数据比较，得到在特定信噪比下的误码率。改变系统 信噪比，从而得到系统的误码率曲线图，并给出各关健点信号图及星座图。3 GSM通信系统主要模块信源/信宿及其编译码信源 * A律13折线

5、编码器图3-1信源编码如图3-1所示,信源为模拟的正旋波语音信号4KHz： A律13折线编码器是对 信源信号进行编码A律13折线解码器信宿图3-2信宿译如图3-2所示，A律13折线解码器是对调制后的信号进行解码；信宿可以为示波器调制/解调GMSK调制 GMSK解调图3-3调制解调如图3-3所示，GMSK调制是在MSK （最小频移键控）调制器之前插入高斯低 通预调制滤波器这样一种调制方式。GMSK提高了数字移动通信的频谱利用率和 通信质量。GMSK解调则是GMSK调制的逆过程。信道信道可以设置为高斯加性口噪声信道、多径瑞利（Rayleigh）衰落信道、莱 斯（Rician）衰落信道等。4 MAT

6、LAB对GSM通信系统的仿真MATLAB主要模块及参数设置下面对信源、A律13折线器、PCM编译码器、调制解调器进行MATALAB模块 的分析和参数的设置4. 1. 1信源/信宿及其编译码图4-1信源编码的MATALAB模如图4T所示,Signal Generator 为信号源；A-Law Compressor 为 A 律13折线圧缩器；DPCM Encoder为PCM编码器。图4-2信宿解码的NfATALAB的模块如图 4-2 所示，DPCM decoder 为 PCM 解码器；ALaw Expander 为 A 律 13 折 线扩展器；Scope为一示波器，可作为信宿。Parameters

7、P图4-3信源参数如图4-3所示，信源波形为正旋波，频率为4000Hzo图4-4 A律13折线器参数如图4-4所示，A律13折线器的value值设置为。raxanetersPredictOT numerator:图4-5 PCH编码器参数PCM编码器的各个参数设置如图4-5所示。Par azistexsPredictor nuasrato-r:图4-6 PCM解码器参数PCM解码器的各个参数设置如图4-6所示。4.1.2调制/解调GMSK的调制器和解调器分别如图4-7和图4-8o-LrtVXMGMSKGMSKModulatcx图4-7 GMSK调制 的MATALAB模块vrnhJ- GMSKG

8、MSKDemodulator图4-8 GMSK解调的MATALAB模块如图4-9所示，GMSK调制器的输入类型设置为Bit。raraneiersOutput 七ype: | BitBT product:图4-10 GMSK解调器的参数如图4-10所示，GMSK解调器的输出类型也设置为Bito4.1.3 信道AWGMChan|nGl图4-11信道的MATALAB模块如图4-11所75, AWGN Channel为GSM通信系统中的加性拓斯口噪声信道。HaxametersInitial seed:图4-12加性高斯白噪声信道的参数如图16所示，将加性高斯白噪声信道的Initial seed值设置为

9、18322： 再将它的工作模式设为信噪比。GSM通信系统的仿真图和结果分析无噪声时系统的仿真框图如图4-13所示。图4-13无噪声时系统的仿真框图没有加入噪声时系统的误码率为Oo没有加入噪声时scope的眼图和星座图分别如图4-14和图4-15所示。图4T4没有加入噪声时scope的眼图没有加入噪声时scopel的眼图和星座图分别如图4-16和图4-17所示。10tzye Diagram5 0 5 1 5 O-OJ图4-16没有加入噪声时scopel的眼图5 0 5 o.-0.0pniUJamcu-IPBnoll图4-17没有加入噪声时scopel的星座图加入噪声及干扰时系统性能指标的变化分析

10、4. 3. 1加入噪声及干扰时系统的仿真加入噪声及干扰时系统的仿真框图如图4-18所示。图4-18加入噪声及扰时系统的仿真框图结果分析12加入噪声时scope的眼图和星座图分别如图4-19和图4-20所示。图4-19加入噪声时scope的眼图131.514加入噪声时scopel的眼图和星座图分别如图4-21和图4-22所示。2pnl_duJasellcfu-善三 dEcalrue-oenfj图4-21加入噪声时scopel的眼图15图4-22加入噪声时scopel的星座图同时加入高斯、干扰、瑞利三种噪声后不同SNR的误码率见表4-1。16表4-1同时加入髙斯、干扰、瑞利三种噪声后不同SNR的误码率SNR (bit/dB)1053原系统误码率000加入高斯白噪声后系统误码率000加入髙斯