【導(dǎo)讀】計(jì)算機(jī)學(xué)院通信工程專業(yè)2021級5班指導(dǎo)教師：××計(jì)通信系統(tǒng)中的調(diào)制解調(diào)技術(shù)是實(shí)際應(yīng)用中的一項(xiàng)重要技術(shù)。系統(tǒng)）、航天測控等場合得到廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)的GMSK調(diào)制解調(diào)器不能很好滿。足全數(shù)字化接收機(jī)可編程、多模式等需要。論文重點(diǎn)研究利用全數(shù)字化技術(shù)設(shè)計(jì)GMSK. 調(diào)制解調(diào)器，以便更廣泛地使用GMSK調(diào)制解調(diào)技術(shù)。移動通信一般是指通信雙方至少有一方在移動的情況下進(jìn)行信息傳輸和交換。磁波能量是可以控制發(fā)射的。的超外差無線電接收機(jī)，開始應(yīng)用于底特律警察局。為了提高頻譜效率，1950年FCC把射頻帶寬降為60kHz，1956年，F(xiàn)CC. FM系統(tǒng)的頻譜效率已提高到了第二次世界大戰(zhàn)末期的4倍。指這類調(diào)制技術(shù)要求通信設(shè)備從頻率變換到放大和發(fā)射過程中保持充分的線性。恒包絡(luò)調(diào)制主要包括MSK，GMSK，GFSK和TFM等。第六章為總結(jié)部分及對未來工作的展望。HCMTS在1978年安裝，1983年開始。HCMTS的建立在多個方面發(fā)展了蜂窩移動通信技術(shù)，并在20世紀(jì)

　　

【正文】 小的特點(diǎn)，很適用于工作在 VHF 和 UHF 頻段的移動通信系統(tǒng) 。 本文將在第五章中利用 是 帶外輻射小的特點(diǎn)，很適用于工作在 VHF 和 UHF 頻段的移動通信系統(tǒng)。本文將在 Matlab 中的 Simulink 模塊庫對 GMSK 技 術(shù)進(jìn)行仿真驗(yàn)證 ，并和其它幾種調(diào)制技術(shù)進(jìn)行比較。 , 5 GMSK仿真的實(shí)現(xiàn) 仿真建模 在評價通信系統(tǒng)的質(zhì)量時 , 往往要涉及通信系統(tǒng)傳輸?shù)挠行院涂煽啃?。對于?shù)字通信系統(tǒng) , 有效性和可靠性實(shí)際上是傳輸速率 和差錯率。根據(jù)傳輸速率的不同 , 差錯率也有兩種表述方法 , 即誤碼率和誤信率 (誤比特率 )。 為了測試 GMSK調(diào)制系統(tǒng)的誤碼率 , 根據(jù) GMSK 系統(tǒng)特征 , 搭建 MATLAB 仿真系統(tǒng) () 如圖。該仿真系統(tǒng)由信源、GMSK調(diào)制、 GMSK解調(diào)、隨機(jī)信道以及測試系統(tǒng)組成。信源產(chǎn)生一個隨機(jī)二進(jìn)制數(shù)字信號 ,通過調(diào)制系統(tǒng)得到調(diào)制信號 ,調(diào)制系統(tǒng)將基帶信號調(diào)制 ,得到功率譜搬移的調(diào)制信號 。隨機(jī)信道是一模擬的白高斯信道 (其噪聲功率譜密度在帶寬中是常數(shù) ,概率分布符合高斯分布 ) 。最后通過 GMSK 解調(diào)到達(dá)測試系統(tǒng)。解 調(diào)與調(diào)制是相反的過程 ,得到與發(fā)送端對應(yīng)的基帶信號。測試系統(tǒng)是子系統(tǒng) ,它實(shí)現(xiàn)的是 GMSK 調(diào)制系統(tǒng)的誤碼率的計(jì)算 ,在系統(tǒng)同步的條件下 ,把信源信號和接收信號同時送入測試系統(tǒng) ,比較源信號 和接收信號 ,就可以得到整個 GMSK調(diào)制系統(tǒng)的誤碼率。 15 15 圖 GMSK仿真模塊的建立 仿真實(shí)驗(yàn) 編寫程序，并將程序的文件名命為 ， 以便構(gòu)成 M— S文件，用來實(shí)現(xiàn)仿真 ，見圖 。 圖 構(gòu)建 GMSK的 S函數(shù) GSMK模塊 具體的參數(shù)設(shè)置如 下 圖 所示。 16 16 圖 GSMK模塊 具體的參數(shù)設(shè)置 運(yùn)行程序得到仿真波形。 17 17 圖 當(dāng) BT= 圖 當(dāng) BT= 18 18 分析結(jié)果 不嚴(yán)格地講，數(shù)字鍵控信號的相位變化越光滑，傳輸同等符號速率的信號占用帶寬越小。 PSK等信號由于存在相位突變，所以帶寬占用較大 。MSK信號雖然相位變化連續(xù)，但其相位的一階導(dǎo)數(shù)變化不連續(xù)，所以帶寬占用較 PSK信號小，比 GMSK大 。GMSK信號的相位無窮階可導(dǎo)，所以信號占用帶寬最小。此外，這幾種信號在帶外的功率衰減速率是不同的，按衰減速率從大到小排列，依次是 GMSK、 MSK、 PSK。 也就是說 GMSK信號的功率更多地集中在一個較小的帶寬內(nèi)，從而使得該信號對其他相鄰頻點(diǎn)的信號干擾最小。除去相位變化的光滑度，影響調(diào)相信號帶寬的還有調(diào)制指數(shù)、碼間干擾的大小等因素。正是由于有了上述特點(diǎn)，在一些需要頻分復(fù)用的場合， GMSK成了一種較為合適也較為常見的選擇。 GMSK是由 MSK演變來的一種簡單的二進(jìn)制調(diào)制方法。在 GMSK中，將調(diào)制的不歸零 (NRZ)數(shù)據(jù)通過預(yù)調(diào)制高斯脈沖成形濾波器，使其頻譜上的旁瓣水平進(jìn)一步降低。基帶的高斯脈沖成形技術(shù)平滑了 MSK信號的相位曲線，因此穩(wěn)定了信號的頻率變化。這使得發(fā)射頻譜上的旁瓣水平大大降低。預(yù)調(diào)制高斯濾波器將全響應(yīng)信號 (即每一基帶符號占據(jù)一個比特周期 T)轉(zhuǎn)換為部分響應(yīng)信號，每一發(fā)射符號占據(jù)幾個比特周期。然后由于脈沖成形并不會引起平均相位曲線的偏離， GMSK信號可以作為 MSK信號的相干檢測，或者作為一個簡單的 FSK信號進(jìn)行非相干檢測。 GMSK由于具有極好的功率效率 (因?yàn)楹惆j(luò)）和極好的頻譜效率。 GMSK信號的頻 譜特性的改善是通過降低誤碼率性能換來的前置濾波器的帶寬越窄 ,即 BT值越小 ,輸出功率譜就越緊湊 ,誤碼率性能就變得越差。 在參數(shù)選擇時 ,當(dāng) BT= 時 , GMSK調(diào)制信號具有較理想的性能。由于 GMSK不僅保 留了 MSK的優(yōu)點(diǎn) ,而且頻譜在主瓣以外衰減得更快 ,且鄰路干擾小 ,因此在要求信號帶外輻射功率限制嚴(yán)格的 GSM移動通信系統(tǒng)中是合理和必需的。 對二進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng) ASK、 FSK 和 PSK 在這兩方面的性能做個簡要比較，加深對三種調(diào)制方法的認(rèn)識。 （ 1）頻帶寬度 當(dāng)碼元寬度為 T是， 2ASK 系統(tǒng)和 2PSK 系統(tǒng)的第一零點(diǎn) 帶寬為 2/T， 2FSK 系統(tǒng)的第一零點(diǎn)帶寬為 Tff /2)( 2 ?? 。因此，從頻帶寬度或頻帶利用率上來看， 2FSK 系統(tǒng)最不可取。 （ 2）誤碼率 由第四章中介紹的各種調(diào)制方法的誤碼率公式可以得出，在每一對相干和非相干的鍵控系統(tǒng)中，相干方式略優(yōu)于非相干方式，而且隨著信噪比越來越趨近于無窮大，兩者的誤碼率將趨于同一極限值。另外，三種相干方式之間，在相同誤碼率條件下，在信噪比要求上 2PSK比 2FSK小約 3dB， 2FSK的信噪比 OOK小 3dB。由此看來，在抗加性高斯白噪聲方面，相干 2PSK性能是最 好的， 2FSK其次， OOK是最差的。 6 總結(jié) 本文主要研究了移動通信中的數(shù)字調(diào)制技術(shù)。從數(shù)字通信系統(tǒng)中幅度、頻率、相位三類信號調(diào)制的多種不同方法的原理、公式、調(diào)制方法和過程框圖進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。 19 19 在理解通信系統(tǒng)理論的基礎(chǔ)上，利用 MATLAB 強(qiáng)大的仿真功能，設(shè)計(jì)了具體的數(shù)字通信調(diào)制系統(tǒng)模型，并且對模型設(shè)計(jì)的具體結(jié)構(gòu)組成、模塊的參數(shù)設(shè)置及仿真流程中的具體問題都給出了具體詳實(shí)的解釋和說明，對于仿真結(jié)果也進(jìn)行了充分的分析，為實(shí)際系統(tǒng)的構(gòu)建提供了很好的依據(jù)。 在詳細(xì)分析原理的基礎(chǔ)上，我進(jìn)行了模塊的選 擇、組裝和運(yùn)行仿真。其中模塊參數(shù)的設(shè)定中出現(xiàn)的問題較多。我以簡單、符合原理的模型進(jìn)行了整個系統(tǒng)的組合仿真，得到了結(jié)果。但由于時間的倉促和分析過程中考慮的不全面性，沒有對每個部分的各種可用方案都實(shí)施仿真進(jìn)行比較，難免存在不完善性。例如 GMSK 調(diào)制部分，設(shè)計(jì)過程中我只考慮模型原理正確、實(shí)現(xiàn)簡單，可能未想到功能是否完全、所得結(jié)果是否穩(wěn)定、與其它模塊是否合理匹配等因素。本文也還存在一定的缺陷，沒有把各種調(diào)制的仿真以仿真圖的形式直觀的展現(xiàn)出來，還有就是如何在改進(jìn) GMSK 上做深一步的研究。 總之，本設(shè)計(jì)和仿真給了我一個 全面學(xué)習(xí)和掌握數(shù)字調(diào)制的機(jī)會，給了我實(shí)踐動手的機(jī)會，對我各方面能力的提高也起了很大幫助。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對整個大學(xué)階段所學(xué)知識的重新認(rèn)識和綜合應(yīng)用，為我們以后進(jìn)行各種不同的研究打下了良好的基礎(chǔ) 。 參考文獻(xiàn)： [1] 楊家瑋 ， 盛敏 ， 劉勤 .《移動通信基礎(chǔ)》 [M]. 電子工業(yè)出版社 [2] 李薔薇 .《移動通信技術(shù)》 [M]. 北京郵電大學(xué)出版社 [3] 張殿富 .《移動通信基礎(chǔ)》 [M]. 中國水利水電出版社 [4] William .《移動通信工程理論和應(yīng)用 》 [M].人民郵電出版社 [5] 覃 團(tuán)發(fā) ,姚海濤 ,覃遠(yuǎn)年 ,陳海強(qiáng) .《移動通信》 [M]. 重慶大學(xué)出版社 [6] 鄧華 . MATLAB 通信仿真及應(yīng)用實(shí)例詳解 [M]. 北京 :人郵電出版社 , 2021. [7] 樊昌信等 . 通信原理 (第 五 版 ) [M]. 北京 :國防工業(yè)出版社 ,1998. [8] 張志涌 ,劉瑞楨 ,楊祖櫻 . 掌握和精通 MATLAB[M]. 北京 :北京航空航天出版社 ,1997. [9] 何秋生 ,郝建軍 ,李 輝 ,程亞奇 . 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制技術(shù)研究 [J]. 中國礦業(yè)大學(xué) (北京 )機(jī)電學(xué)院 [10] 丁陽 ,韋志棉 . 高斯最小頻移鍵控的實(shí)現(xiàn) 方法研究和仿真 [J]. 北京航空航天大學(xué)無人機(jī)所 [11] 唐金花 . GMSK 調(diào)制的數(shù)字化實(shí)現(xiàn) [J]. 金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院 [12] 高陽 ,秦開宇 ,孫應(yīng)生 .利用∑一△調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)小數(shù)分頻 [J].廣東輕工技術(shù)學(xué)院 [13] 熊于菽 .GMSK 調(diào)制解調(diào)技術(shù)研究 [D]. 重慶大學(xué) ,2021 [14] 肖妍妍 . GMSK、 8PSK 調(diào)制算法研究及 ASIC 實(shí)現(xiàn) [D].電子科技大學(xué) , 2021. [15] 婁莉 . GMSK 數(shù)字調(diào)制的仿真與分析 [J].現(xiàn)代電子技術(shù) , 2021,(18). [16] 冷愛國 . 軟件無線電 技術(shù)的調(diào)制解調(diào)算法研究 [D].電子科技大學(xué) , 2021. 1 1 致謝 在我畢業(yè)論文開題，調(diào)查，研究和撰寫過程中， …………………… ！