基于Matlab的GMSK调制解调.doc

目录第一章设计要求21.1设计内容：21.2设计要求：2第二章系统的组成及设计原理3第三章系统功能模块设计63.1信号发生模块63.2调制、解调模块63.3误码率计算器73.4波形观察模块83.4.1调制、解调信号观察模块83.4.2调制信号频谱观察模块83.4.3眼图观察模块9第四章系统调试与结果分析104.1实验调试104.2结果分析114.2.1GMSK调制与解调波形114.2.2GMSK调制信号眼图14结论17参考文献18附录一：程序19附录二：GMSK调制解调建模图20第一章设计要求1.1设计内容：Simulink对BT=0.3的GMSK调制系统进行仿真。1.2设计要求：1.观察基带信号和解调信号波形；2.观察已调信号频谱图3.分析调制性能和BT参数的关系。第二章系统的组成及设计原理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。该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然后将调制信号送入一信道经过解调器解调得到解调信号。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。系统原理框图如下：图2.1系统原理框图此设计中选用贝努力二进制序列产生器（BernoulliBinaryGenerator）来产生一个二进制序列将序列送入GMSK基带调制器模块（GMSKModulatorBaseband）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（GMSKDemodulatorBaseband）中其后接一个误码率统计模块（ErrorRateCalculation）且误码率统计模块另一输入端接至源信号处。用示波器观察解调波形并与源信号波形进行比较。因为已调信号是一个复合信号所以要用complextoMagnitude-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。GMSK调制GMSK调制原理如下图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继续。图2.2GMSK调制原理图为了使输出频谱密集图中的高斯低通滤波器应满足下列要求：带宽窄且具有锐截止特性以抑制高频分量；冲击响应过重量要小以防止产生过大的瞬时频偏；冲击响应曲线下的面积保持不变（对应于pi/2相移）以使调频指数为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。GMSK解调GMSK就是基带信号经过高斯低通滤波器的MSK而MSK又是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下图图中是采用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。带通滤波器限幅器鉴频器判决器数据GMSK信号图2.3GMSK解调原理图下图为GMSK调制解调系统的SimuLink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、误码率统计模块。图2.4系统SimuLink仿真模型图第三章系统功能模块设计3.1随机信号发生模块因为GMSK信号只需满足非归零数字信号即可该设计中选用（BernoulliBinaryGenerator）来产生一个二进制序列作为输入信号。GMSK信号输出图3.1GMSK信号产生器该模块的参数设计主要包括以下几个。其中probabilityofazero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；Initialseed为61表示随机数种子为61；sampletime为1/1000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sampletime参数来改变码元个数。GMSK解调信号3.2调制、解调模块GMS信号图3.2GMSK调制解调模块GMSKModulatorBaseband为GMSK基带调制模块其inputtype参数设为Bit表示模块的输入信号是二进制信号（0或1）。BTproduct为0.3表示带宽和码元宽度的乘积。其中B为高斯低通滤波器的归一化3dB带宽T为码元宽度。当B·T=∞时相当于未加滤波器这时的曲线为MSK信号的功率谱密度；当BT>1时表明高斯低通滤波器的带宽大于数据信号的带宽BT值越大滤波器的作用越弱；当BT<1时滤波器的作用明显BT的值越小表明滤波器的带宽越窄已调波的高频滚将就越快频谱的主瓣也越小