




版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
1、精选优质文档-倾情为你奉上目 录118 专心-专注-专业 第1章 绪论GMSK系统让基带信号先经过高斯滤波器滤波,使基带信号形成高斯脉冲,之后进行MSK调制。由于滤波形成的高斯脉冲包络无陡峭的边沿,亦无拐点,所以经调制后的已调波相位路径在MSK的基础上进一步得到平滑,它把MSK信号的相位路径的尖角平滑掉了,因此频谱特性优于MSK和FSK。GMSK已确定为欧洲新一代移动通信的标准调制方式。本课程设计主要研究高斯滤波最小频移键控(GMSK)调制与解调系统的设计与实现,同时仿真结果验证了其正确性。课程设计中先介绍GMSK调制与解调系统的原理,然后在Matlab的Simulink中逐个实现信号发生模块
2、、调制与解调模块、误码率计算模块和波形观察模块的建立。然后通过Simulink建立系统模型进行仿真和实验调试。最后通过对GMSK系统调制、解调信号的波形、频谱图、眼图的分析验证了GMSK系统良好的性能。第2章 GMSK调制与解调系统2.1 GMSK系统的介绍高斯滤波最小频移键控(Gaussian Filtered Minimum Shift Keying - 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,使得在相同的数据传输速率时频道间距可以
3、变得更紧密。由于数字信号在调制前进行了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。2.2 GMSK系统的设计原理GMSK系统主要由信号产生模块、信号调制模块、信道、信号解调模块、误码率计算模块组成。在图形观察方面还包含频谱仪、示波器和眼图绘制模块。本系统由信号产生模块产生一个二进制序列,再经过调制器进行调制,之后便将调制信号送入信道,经过解调器解调得到解调信
4、号。为计算系统误码率,则在调制器后加一误码率计算模块,计算误码率。GMSK系统原理框图如图2.1所示: 高斯信道信号调制模块信号产生模块 频谱仪信号解调模块 示波器 图2.1 GMSK调制与解调系统原理框图在设计中,选用贝努力二进制序列产生器来产生器(Bernoulli Binary Generator)产生一个二进制序列,将序列送入GMSK基带调制器模块(GMSK Modulator Baseband)中得到已调信号,再将已调信号送入一个加性高斯白噪声信道。解调阶段则将通过加性高斯白噪声信道的信号输入GMSK基带解调器模块(GMSK Demodulator Baseband)中。然后用示波器
5、观察解调波形并与源信号波形进行比较。因为已调信号是一复合信号,所以要用complex to Magnitude-Angle 模块,再用示波器分别观察其幅度与相角。另外还用频谱仪观察了已调信号的频谱。2.2.1 GMSK调制原理调制原理图如图2.2所示,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。 已调信号频率调制器 (VOC) 高斯低通 滤波器 发出信号图2.2 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
6、滤波器输出脉冲响应曲线下的面积对应pi/2的相移。以使调制指数为0.5。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。2.2.2 GMSK解调原理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2.3,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。限幅器判决器鉴频器带通滤波器GMSK信号 数据 图2.3 GMSK解调原理图如图2.4为GMSK调制解调系统的Simu
7、Link仿真模型,整个系统主要包括五大模块:随机信号发生模块、GMSK调制模块、信道、GMSK解调模块、频谱仪观察模块。所选库模块模型如图2.4中所示。图2.4 系统SimuLink仿真模型图第3章 GMSK系统功能模块设计与结果分析3.1 GMSK系统的功能模块设计3.1.1 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。 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 s
8、eed 为61表示随机数种子为61;sample time为0.001表示抽样时间即每个符号的持续时间为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,若sample time为1/1000,则码元个数为10000。 图3.1 信号发生模块参数设置3.1.2 调制与解调模块图3.2 GMSK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
9、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调制器在仿真开始前的输入符号,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。AWGN Channel为加性高斯白噪声模块,高斯白噪声信道的Mode参数(操作模式)设置为Signal to noise(SN
10、R),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。GMSK Demodulator Baseband是GMSK基带解调器。其前六项参数与GMSK调制器相同,并设置的值也相同。最后一项为回溯长度Traceback Length,设为变量7。 图3.3 调制模块参数设置 图3.4 信道模块参数设置 图3.5 解调模块参数设置 3.1.3波形观察模块调制、解调信号观察模块如图所示: 图3.6 调制信号观察模块因为GMSK调制信号是一个复合信号,所以只用示波器(Scope)无法观察到调制波形,所以在调制信号和示波器间加一转换模块Complex to magn
11、itude-angle将调制信号分别在幅度和相角两方面来观察。将Complex to magnitude-angleoutput的output参数设为magnitude and angle,表示同时输出调制信号的幅度和相角。示波器scope1的number of axes 为2表明有纵坐标个数为2;time range表示时间轴的显示范围,设为auto,表示时间轴的显示范围为整个仿真时间段。Tick Tabels 设为bottom axis only时,只显示各个纵坐标以及最下面的横坐标的标签。图3.7 调制信号波形观察模块参数设置调制信号频谱观察模块如图所示:图3.8 GMSK调制信号频谱观
12、察模块设置了坐标Y的范围为0到10。 图3.9 调制信号频谱观察模块参数设置眼图观察模块如图所示: 图3.10 眼图观察模块 图3.11眼图观察模块参数设置3.2 GMSK系统结果分析3.2.1 GMSK调制与解调波形 图3.12 调制信号幅度与相角波形由于调制信号时一个复合信号,不能直接由示波器观察,通过一complex to magnitude-angle模块将调制信号分为幅度和相角两个变量来观察。通过幅度的波形(上)和相角波形(下)验证了GMSK的幅度不变,由相角波形来看,相角连续,与理论符合。图3.13 GMSK基带信号与解调信号 由图3.2中基带信号(上)与解调信号波形(下)比较可得
13、,其由起始码元到最后一个码元,发现调制信号波形从第四个码元开始与基带信号完全符合,说明系统的调制性能较好,基本实现了解调的目的将调制信号还原为基带信号。图3.14 BT=0.3的GMSK调制信号频谱由图3.3可知,除了顶端稍显尖锐和不够圆滑,实验所得频谱图的主瓣与理论频谱近似。3.2.2 GMSK调制信号眼图 图3.15 BT=0.3分析:由图中混乱的线条可知,BT=0.3时,眼图“眼睛”睁开较大,但存在过零点失真,存在码间串扰。 图3.16 BT=0.7的眼图 分析:图3.15和图3.16相比,图3.16更为清晰,眼睛的睁大程度也更大,且眼图端正,说明码间串扰较小。综上所述,BT值越小,码间
14、串扰越大,这也是GMSK系统的缺陷。 第4章 总结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行定量分析,用来对各调制,解调方案性能进行评估。对GMSK良好的性能有了更感性的认识。第一星期内,注意进行了资料查询及建模任务。先将各模块参数设为常数。对调制解调波形进行观察,分析实际波形和理论波形间的差距以及产生误差的原因。依次采用分布进行的方式,逐步实现系统所需各个功能。调试过程采用的也是相同的方法。每搭建一个功能模块就先进行仿真,调试待得到满意结果后再进行下一个功能模块的搭建和调试。并在不断出现错误的过程中学会了应用matlab的系统帮助。应用simulink进行仿真大大的减少了电路仿真的繁琐,其中每个模块都包含几个电路元
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 2024至2030年中国固定双人课桌行业投资前景及策略咨询研究报告
- 2025-2030年五金机械模具项目商业计划书001
- 2025-2030年不间断多媒体播放机项目商业计划书001
- 【初中数学】旋转对称图形 复习课件+2024-2025学年华东师大版数学七年级下册
- 2024-2025学年同步试题 数学 必修第二册四十三 总体集中趋势的估计
- 汽车外观设计行业深度调研及发展战略咨询报告
- 生物药品注册申报服务行业深度调研及发展战略咨询报告
- 高效衣物柔顺剂与护理剂企业制定与实施新质生产力战略研究报告
- 基于全维统计解析的磷酸铁锂动力电池组软短路故障诊断方法研究
- 第一二单元阶段素养检测随堂练B(试题)三年级数学下册人教版
- SMT常见贴片元器件封装类型和尺寸
- 设计基础全套教学课件
- PCBA红胶工艺贴片掉件改善(6Sigma改善报告)
- 2022年考研数学(二)真题(含答案及解析)【可编辑】
- 食物中心温度测试记录表
- 社会保障学(全套课件617P)
- 安全事故原因及防治措施
- 1安全生产周巡查表
- 新视野大学英语2 Unit 8 Section A
- ICU多重耐药菌的预防与控制课件
- 成品油销售台帐
评论
0/150
提交评论