gmsk調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-閱讀頁
2025-02-02 12:48本頁面
【正文】 （28） 其中， （29） （30）其中Ak,N為系數(shù)。GMSK調(diào)制方式如圖8所示：圖8 GMSK調(diào)制原理框圖高斯濾波器的輸出脈沖經(jīng)MSK調(diào)制得到GMSK信號(hào)，其相位路徑由脈沖的形狀決定。 為了方便GMSK的解調(diào)，在調(diào)制之前需要對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行差分預(yù)編碼。 高斯預(yù)調(diào)制濾波器的傳遞函數(shù)為： （35） 式中。當(dāng)BbTb=∞時(shí)即為MSK調(diào)制。 高斯預(yù)調(diào)制濾波器的矩形脈沖響應(yīng)為： （37） 其中函數(shù) 將式（36）代入（37），得到： （38） 式中， 。仿真實(shí)驗(yàn)的工具采用Matlab中的Simulink模塊庫，它是一個(gè)交叉式操作的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真、分析的軟件包，包括一個(gè)復(fù)雜的由接收器、信號(hào)源、線性和非線性組件以及連接組成的模塊庫，當(dāng)然也可定制或者創(chuàng)建用戶自己的模塊。本節(jié)要應(yīng)用通信仿真模塊庫（Communications Blocks）對(duì)MSK、GMSK調(diào)制方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。（一）Matlab簡介矩陣實(shí)驗(yàn)室（MATLAB: Matrix Laboratory）是一種以矩陣運(yùn)算為基礎(chǔ)的交互式的程序語言。Matlab 最重要的特征是它擁有解決特定應(yīng)用問題的程序組，也就Toolbox，如信號(hào)處理工具箱、控制系統(tǒng)工具箱、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱、模糊邏輯工具箱、通信工具箱和數(shù)據(jù)采集工具箱等許多專用工具箱。除內(nèi)部函數(shù)外，所有的Matlab主包文件和各工具箱文件都是可讀可改的源文件，用戶可以通過對(duì)源文件進(jìn)行修改和加入自己編寫的文件去構(gòu)建新的專用工具箱。利用Simulink，設(shè)計(jì)人員可以建立起一套直觀完整的模型圖，并依據(jù)所描述的系統(tǒng)模型的數(shù)學(xué)關(guān)系對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行仿真。通信工具箱中的模塊可供直接使用，并允許修改，使用起來十分方便，因而完全可以滿足使用者設(shè)計(jì)和運(yùn)算的需要。（二）GMSK調(diào)制性能與MSK調(diào)制的性能比較1. 仿真建模在評(píng)價(jià)通信系統(tǒng)的質(zhì)量時(shí)，往往要涉及通信系統(tǒng)傳輸?shù)挠行院涂煽啃?。根?jù)傳輸速率的不同，差錯(cuò)率也有兩種表述方法，即誤碼率和誤信率（誤比特率）。根據(jù)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，在Simulink模塊庫找出相應(yīng)的模塊，即基帶信號(hào)源、MSK調(diào)制/解調(diào)模塊、功率譜分析模塊、加性高斯白噪聲AWGN（Additive White Gaussian Noise）模塊以及誤碼率統(tǒng)計(jì)（Error Rake Calculation）模塊，建立仿真模型如圖10所示：圖10 MSK基帶調(diào)制仿真系統(tǒng)同理可以建立GMSK調(diào)制/解調(diào)模型，如圖11所示：圖11 GMSK基帶調(diào)制仿真系統(tǒng)2. 仿真測(cè)試參數(shù)設(shè)置如下：（1）相同的信號(hào)源（伯努利隨即二進(jìn)制發(fā)生器），具體模塊參數(shù)設(shè)置：、初始化種子1234每幀取樣數(shù)10。（3）MSK調(diào)制、解調(diào)模塊，具體模塊參數(shù)設(shè)置：輸入類型為Bi。（5）GMSK調(diào)制、解調(diào)模塊，具體模塊參數(shù)設(shè)置：輸入類型為Bit、符號(hào)間隔為每符號(hào)采樣數(shù)為16。首先，Matlab環(huán)境下運(yùn)行MSK仿真框圖，得到MSK調(diào)制信號(hào)的頻譜如圖12所示：圖12 基帶MSK調(diào)制信號(hào)的頻譜其次，Matlab環(huán)境下運(yùn)行GMSK仿真框圖，得到GMSK調(diào)制信號(hào)的頻譜如圖13所示:圖13 基帶GMSK調(diào)制信號(hào)的頻譜對(duì)比GMSK、MSK調(diào)制性能。（三）基于Matlab的GMSK調(diào)制解調(diào)實(shí)現(xiàn)在MATLAB中用M語言編程采用正交調(diào)制和1比特差分解調(diào)實(shí)現(xiàn)GMSK調(diào)制解調(diào)。參數(shù)設(shè)置為：隨機(jī)產(chǎn)生4096比特的數(shù)字信號(hào)；輸入比特率為32Kbit/s；載波頻率為32KHz,每載波周期采樣點(diǎn)64點(diǎn)；高斯濾波器參數(shù)BbTb=。圖15為隨機(jī)基帶信號(hào)及其相位變化波形，圖16為GMSK信號(hào)波形，圖17為一比特差分解調(diào)過程中的波形，圖18為解調(diào)信號(hào)與原信號(hào)的比較。圖15 隨機(jī)基帶信號(hào)及其相位變化波形得到相位φ(t)后分別去整、余弦得到同相和正交兩路基調(diào)制信號(hào)，它們分別和同相載波coswct、正交載波sinwct相乘便得到同相、正交兩路已調(diào)信號(hào)，兩者合并得到GMSK信號(hào)，圖16為合并后的GMSK信號(hào)波形圖：圖16 GMSK信號(hào)波形接受到GMSK信號(hào)后，采用1比特差分解調(diào)算法對(duì)其解調(diào)。 圖17 1比特差分解調(diào)過程中的波形圖18 抽樣判決信號(hào)和恢復(fù)的信號(hào)波形圖18是抽樣判決信號(hào)和恢復(fù)的信號(hào)波形，在抽樣判決時(shí)，起初恢復(fù)的信號(hào)與原信號(hào)差別較大，誤碼率較高，仔細(xì)研究發(fā)現(xiàn)是判決門限設(shè)置不合適，經(jīng)多次調(diào)試，選擇合適的判決門限后發(fā)現(xiàn)1比特差分解調(diào)算法完全能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)GMSK信號(hào)的正確解調(diào)，而且性能良好，取得了滿意的效果，具有一定的實(shí)用價(jià)值。恒包絡(luò)調(diào)制系統(tǒng)的功率譜滾降快、旁瓣小，得到了廣泛應(yīng)用。本文首先介紹了幾種常用數(shù)字調(diào)制的基本原理，重點(diǎn)研究了GMSK調(diào)制解調(diào)的實(shí)現(xiàn)過程，以便更廣泛地使用GMSK調(diào)制解調(diào)技術(shù)。2. MATLAB環(huán)境中用SIMULINK模塊分別搭建MSK、GMSK基帶調(diào)制系統(tǒng)，模擬仿真出不同信噪比下的通信系統(tǒng)誤碼率，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行性能分析。3. 基于GMSK的調(diào)制解調(diào)原理的深入研究，在MATLAB中用M語言編程采用正交調(diào)制和1比特差分解調(diào)實(shí)現(xiàn)GMSK調(diào)制解調(diào)，并得到其通信系統(tǒng)中隨機(jī)基帶信號(hào)及其相位變化的波形、1比特差分解調(diào)過程中的波形、調(diào)制解調(diào)實(shí)現(xiàn)過程后的GMSK信號(hào)波形。研究通過理論分析、方案對(duì)比、計(jì)算機(jī)仿真的方式進(jìn)行。四、致謝 經(jīng)過半年的忙碌，我的畢業(yè)課題工作終于告一段落。再次感謝在四川師范大學(xué)成都學(xué)院生活的三年里，所有給予過關(guān)懷、幫助的熱心老師、同學(xué)。參考文獻(xiàn)[1] 樊昌信等：《通信原理（第二版）》[M]，北京：國防工業(yè)出版社，2001。[3] 楊小牛等：《軟件無線電原理與應(yīng)用》[M]，北京：電子工業(yè)出版社，2001。[5] 鄭阿奇等：《MATLAB實(shí)用教程》[M]，北京：電子工業(yè)出版社，2004。[8] 張輝、曹麗娜：《現(xiàn)代通信原理與技術(shù)》[M]，西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2003。[10] 鄭智勤：《Simulink電子通信仿真與應(yīng)用》[M]，北京：國防工業(yè)出版社，200
高考資料相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1