GMSK传输系统设计simulink与m语言.ppt

GMSK传输系统设计 目录 1 GMSK概述2 GMSK系统设计3 GMSK系统仿真 GMSK工作原理及特点 高斯最小频移键控 GaussianFilteredMinimumShiftKeying 这是GSM系统采用的调制方式 数字调制解调技术是数字蜂窝移动通信系统空中接口的重要组成部分 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调制具有较好的功率频谱特性与误码性能 最大优点就是带外辐射小 较适用于工作在VHF和UHF频段的移动通信系统 因此 GMSK调制在通信领域得到了广泛的应用 例如GSM手机通信系统与AIS系统就采用这种通信调制方式 GMSK原理框图 信号产生模块 调制模块 信道 解调模块 示波器 频谱仪 GMSK的Simulink调制解调仿真图 simulink仿真图 伯努利二进制发生器 伯努利二进制发生器参数Probabilityofazero 二进制的1与0的发生概率 0 5Initialseed 随机数库中数种 67Sampletime 取样时间 1 500Outputdatatype 输出数据的形式 double GMSK基带调制器 GMSK基带调制器参数Inputtype 输入形式 bitBTproduct 0 4Pulselength symbolintervals 脉冲长度 4Symbolprehistory 1Phaseoffset rad 在初始阶段的输出波形 0Samplespersymbol 输出样本数量 5 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Signaltonoise SNR 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 Initialseed 100SNR 10 加性高斯白噪声模块参数 GMSK基带解调器 参数参照GMSK基带调制器 解调信号观察模块 调制波观察模块 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Complextoreal imag GMSK眼图模块 Offset samples 偏移量 Samplespersymbol 每个符号的样本 Symbolspertrace 符号追踪 Tracesdisplayed 显示的痕迹 GMSK调制信号频谱观察模块 1 GMSK调制原理 GMSK是在MSK调制的基础上发展起来的一种数字调制方式 其特点 先通过一个Gauss滤波器将数据先送入一个Gauss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变得更紧密 因此GSMK调制的信号频谱紧凑 误码特性好 高斯低通滤波器的脉冲响应h t 可以表示为 式中 B为高斯滤波器的3dB带宽 2 GMSK调制设计 GMSK作为MSK的改进型 即是以高斯低通滤波器作为预调滤波基带滤波器的MSK方式 所以称为高斯MSK或GMSK 3 GMSK调制设计M代码 Ts 1 16000 基带信号周期为1 16000s 即为16KHzTb 1 32000 输入信号周期为Ts 2 1 32000s 即32KHzBb BbTb Tb 带宽B num 8 基带信号为8个码元Akk sigexpand Ak B sample 码元扩展temp conv Akk gt Akk temp 1 length Akk 3 1基带波形 S Gmsk cos 2 pi Fc t Alpha subplot 311 plot t Tb Akk axis 08 1 51 5 title 基带波形 3 2相位波形 subplot 312 plot t Tb Alpha 2 pi axis 08min Alpha 2 pi 1max Alpha 2 pi 1 title 相位波形 3 3GMSK波形 subplot 313 plot t Tb S Gmsk axis 08 1 51 5 title GMSK波形 二基于MATLAB的GMSK的解调 1GMSK的差分解调原理 GMSK信号的差分解调有1bit差分解调和2bit差分解调由于1bit差分解调检测算法原理简单 软件编程时容易实现 因此这次实验采用1bit差分解调 信道噪声取高斯白噪声 写成等效低通形式 考虑信号的功率S和噪声n t 上式变为 式中 R t 表示振幅大小 2 GMSK解调设计 GMSK解调方法 差分检测 相干检测和鉴频检测 解调方法比较 在移动通信中 由于存在多径衰落 相干解调的相干载波形难以提取 鉴频检测 非相干检测 性能不理想 差分检测不需要恢复相干载波波形 在多径传播条件下是一种较好的方案 下图为1bit延迟差分检测的原理 3 GMSK解调设计M代码 ifn B sampleAlpha1 n 0 elseAlpha1 n Alpha n B sample enda 01111111 ak sigexpand a B sample 码元扩展temp conv ak gt 3 1延迟1bt 移相pi 2GMSK波形 ak temp 1 length ak S Gmsk1 cos 2 pi Fc t Tb Alpha1 pi 2 ak figure 3 2相乘后波形 xt S Gmsk1 S Gmsk x 0 subplot 312 plot t Tb xt t Tb x r axis 08 1 51 5 title 相乘后波形 3 3经过低通滤波器后波形 Fs 10000 rp 3 rs 50 wp 2 pi 50 ws 2 pi 800 n wn buttord wp ws rp rs s z p k buttap n bp ap zp2tf z p k bs as lp2lp bp ap wn b a bilinear bs as Fs y filter b a xt subplot 313 plot t Tb y t Tb x r axis 08 1 51 5 title 经过低通滤波器后波形 3 4抽样值 bt 2 bt 1 b