gmsk調(diào)制解調(diào)原理及仿真分析畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-07-25 08:18 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 t)dt]Q(t)=sin(wct)sin[∑ai∫g(t)dt]GMSK調(diào)制方式，是在MSK調(diào)制器之前加入一個(gè)基帶信號(hào)預(yù)處理濾波器，即高斯低通濾波器，由于這種濾波器能將基帶信號(hào)變換成高斯脈沖信號(hào)，其包絡(luò)無(wú)陡峭邊沿和拐點(diǎn)，從而達(dá)到改善MSK信號(hào)頻譜特性的目的?；鶐У母咚沟屯V波平滑了MSK信號(hào) 的相位曲線，因此穩(wěn)定了信號(hào)的頻率變化，這使得發(fā)射頻譜上的旁瓣水平大大降低。實(shí)現(xiàn)GMSK信號(hào)的調(diào)制，關(guān)鍵是設(shè)計(jì)一個(gè)性能良好的高斯低通濾波器，它必須具有如下特性：①有良好的窄帶和尖銳的截止特性，以濾除基帶信號(hào)中多余的高頻成分。②脈沖響應(yīng)過(guò)沖量應(yīng)盡量小，防止已調(diào)波瞬時(shí)頻偏過(guò)大。③輸出脈沖響應(yīng)曲線的面積對(duì)應(yīng)的相位為π/2，使調(diào)制系數(shù)為1/2。以上要求是為了抑制高頻分量、防止過(guò)量的瞬時(shí)頻率偏移以及滿足相干檢測(cè)所需要的。高斯低通濾波器的沖擊響應(yīng)為 式中，Bb為高斯濾波器的3dB帶寬。該濾波器對(duì)單個(gè)寬度為T(mén)b的矩形脈沖的響應(yīng)為當(dāng)BbTb取不同值時(shí)，g(t) 高斯濾波器的矩形脈沖響應(yīng)GMSK的信號(hào)表達(dá)式為。 GMSK的相位路徑，GMSK是通過(guò)引入可控的碼間干擾（即部分響應(yīng)波形）來(lái)達(dá)到平滑相位路徑的目的，它消除了MSK相位路徑在碼元轉(zhuǎn)換時(shí)刻的相位轉(zhuǎn)折點(diǎn)。從圖中還可以看出，GMSK信號(hào)在一碼元周期內(nèi)的相位增量，不像MSK那樣固定為177。\u960X/2，而是隨著輸入序列的不同而不同。盡管g(t)的理論是在－∞＜t＜＋∞范圍取值，但實(shí)際中需要對(duì)g(t)進(jìn)行截短，僅取(2N+1)Ts區(qū)間，這樣可以證明在碼元變換時(shí)刻的取值( )θθ( )s是有限的。這樣我們就可以事先制作Cosθ（t）和Sinθ（t）兩張表，根據(jù)輸入數(shù)據(jù)讀出相應(yīng)的值，再進(jìn)行正交調(diào)制就可以得到GMSK信號(hào)， GMSK數(shù)據(jù)圖。圖中，橫坐標(biāo)的歸一化頻率（（f—fc）Ts），縱坐標(biāo)為譜密度，參變量BsTs為高斯低通濾波器的歸一化3dB帶寬Bs與碼元長(zhǎng)度Ts的乘積。BsTs= ∞的曲線是MSK信號(hào)的功率譜密度，由圖可見(jiàn)，GMSK信號(hào)的頻譜隨著B(niǎo)sTs值的減小變得緊湊起來(lái)。需要說(shuō)明的是，GMSK信號(hào)頻譜特性的改善是通過(guò)降低誤比特率性能換來(lái)的。前置濾波器的帶寬越窄，輸出功率譜就越緊湊，誤比特率性能變得越差。不過(guò)當(dāng)時(shí)，誤比特率性能下降并不嚴(yán)重。 GMSK信號(hào)的功率譜密度在本實(shí)驗(yàn)中，不采用硬件構(gòu)成高斯低通濾波器進(jìn)行調(diào)制的方法，而是將GMSK的所有組合波形數(shù)據(jù)（高斯濾波后的）計(jì)算出來(lái)，然后將得到的數(shù)據(jù)輸入EEPROM中，最后通過(guò)數(shù)據(jù)（ 、IQ）進(jìn)行尋址訪問(wèn)，取出相應(yīng)的GMSK成形信號(hào)。3 GMSK解調(diào) GMSK調(diào)制解調(diào)實(shí)現(xiàn)方法GMSK本是MSK的一種，而MSK又是是FSK的一種，因此，GMSK檢波也可以采用FSK檢波器，即包絡(luò)檢波及同步檢波。而GMSK還可以采用時(shí)延檢波，但每種檢波器的誤碼率不同。，圖中是采用FM鑒頻器（斜率鑒頻器或相位鑒頻器）再加判別電路，實(shí)現(xiàn)GMSK數(shù)據(jù)的解調(diào)輸出。帶通濾波器限幅器鑒頻器判決器數(shù)據(jù)GMSK信號(hào) GMSK解調(diào)原理圖GMSK信號(hào)的解調(diào)與FSK信號(hào)相似，可以采用相干解調(diào)，也可以采用非相干解調(diào)方式。本實(shí)驗(yàn)?zāi)K中采用一種相干解調(diào)的方式。已知：＝＋把該信號(hào)進(jìn)行正交解調(diào)可得到：Ik路 [＋]=++－+Qk路 [＋]=++－+我們需要的是、兩路信號(hào)，所以必須將其它頻率成份、通過(guò)低通濾波器濾除掉，然后對(duì)、采樣即可還原成、兩路信號(hào)。將得到的GMSK調(diào)制信號(hào)正交解調(diào)，通過(guò)低通濾波器得到基帶成形信號(hào)，并對(duì)由此得到的基帶信號(hào)的波形進(jìn)行電平比較得到數(shù)據(jù)，再將此數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)CPLD的數(shù)字處理，就可解調(diào)得到NRZ碼。4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 原NRZ碼與解調(diào)NRZ碼 I路成型波與I路解調(diào)波 Q路成型波與Q路解調(diào)波這是將基帶信號(hào)改成20Hz后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 GMSK調(diào)制信號(hào)的頻譜圖 提取載波解調(diào)后的信號(hào)的頻譜圖5 結(jié)束語(yǔ)整個(gè)專業(yè)課程設(shè)計(jì)中遇到的最大問(wèn)題就是FFT頻譜儀的參數(shù)設(shè)置及仿真參數(shù)的設(shè)置，總是solver options得選擇時(shí)出問(wèn)題，把握不好固定步長(zhǎng)和可變步長(zhǎng)的選擇，以及固定步長(zhǎng)時(shí)連續(xù)求解器的選擇。經(jīng)實(shí)踐證明，GMSK的調(diào)制與解調(diào)因選擇固定步長(zhǎng)Fixedstep,由于傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào)，所以選擇離散求解器（discrete solver）。設(shè)計(jì)中主要研究GMSK的調(diào)制特性，通過(guò)不同信噪比時(shí)的誤碼率繪制誤碼率曲線分析與比較為信號(hào)選擇合適的調(diào)制、解調(diào)方式。盡管本設(shè)計(jì)能完成調(diào)制信號(hào)頻譜、眼圖及波形觀察以及誤碼率曲線的繪制，但由于頻譜儀參數(shù)設(shè)置方面的問(wèn)題，使得頻譜圖與理想形態(tài)有所差別，有待改進(jìn)。本論文是在萬(wàn)老師的指導(dǎo)下完成的,在論文選題的時(shí)候,萬(wàn)老師詢問(wèn)了我們的意見(jiàn),看我們對(duì)哪些方面感興趣,建議我們選這些方面作為我們畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要方向,我從選題到開(kāi)題報(bào)告以及論文的完成都得到了萬(wàn)老師的大力支持和指導(dǎo),萬(wàn)老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn),對(duì)學(xué)生嚴(yán)格要求,通過(guò)每周的例會(huì)來(lái)檢查同學(xué)的論文完成和準(zhǔn)備情況,她對(duì)我們給予了莫大的關(guān)心和幫助,我要真心的對(duì)萬(wàn)老師說(shuō)一聲謝謝,感謝學(xué)校對(duì)我的培養(yǎng)和教育。 參考文獻(xiàn)：[1] 王福昌，通信原理[M]，北京：清華大學(xué)出版社，2003，頁(yè)碼：P63P71。 [2] 吳迪，GMSK解調(diào)理論的研究和無(wú)線調(diào)制解調(diào)器的設(shè)計(jì)[D]，山東：東北大學(xué)， 2001，頁(yè)碼：P54P58，P277P293。[3] 王光亮，通信系統(tǒng)原理教程[M]，西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2003，頁(yè)碼：P167P185。 [4] 張平川，現(xiàn)代通信原理與技術(shù)簡(jiǎn)明教程[M]，北京：北京大學(xué)出版社，2001，頁(yè)碼：P134P151。 [5] 陶亞雄，現(xiàn)代通信原理(第2版)[M]，北京：電子工業(yè)出版社，2008，頁(yè)碼：P209P223 [6] 啜鋼、王文博、常永宇、全慶一，移動(dòng)通信原理與系統(tǒng)(第2版)[M]，北京：北京郵電大學(xué)出版社，2002，頁(yè)碼：P38P82。[7] 熊于菽， GMSK調(diào)制解調(diào)技術(shù)研究[D]，重慶：重慶大學(xué)，2009，頁(yè)碼：P24P76。[8] 婁莉，GMSK數(shù)字調(diào)制的仿真與分析[D]，西安：西安石油大學(xué)，2006，頁(yè)碼：P197P223。畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名劉俊岑學(xué) 號(hào)2010208016指導(dǎo)教師萬(wàn)載蓮系 名 稱通信工程系專業(yè)名稱計(jì)算機(jī)通信設(shè)計(jì)題目GMSK調(diào)制解調(diào)原理及仿真分析設(shè)計(jì)題目來(lái)源教師指定一、基本任務(wù)與要求任務(wù)：對(duì)GSMK調(diào)
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