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1、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（Gaussian Filtered Minimum Shift Keying），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
2、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Probability of a zero（二进制的1与0的发生概率）：0.5Initial seed（随机数库中数种）：67Sample time（取样时间）：1/500Output data type（输出数据的形式）：double,GMSK基带调制器,GMSK基带调制器参数Input type(输入形式):bitBT product:0.4Pul
3、se length(symbol intervals)脉冲长度:4Symbol prehistory:1Phase offset(rad)（在初始阶段的输出波形）：0Samples per symbol(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Signal to noise(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。Initial seed: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
4、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,Samples per symbol：每个符号的样本,Symbols per trace：符号追踪,Traces displayed：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
5、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=co
6、nv(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);,3.3 GMSK波形,subplot(313)plot(t/Tb,S_Gmsk);axis(08-1.51.5);title(GMSK波形);,二
7、 基于MATLAB的GMSK的解调,1 GMSK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
8、理。,3.GMSK解调设计M代码,ifn=B_sampleAlpha1(n)=0;elseAlpha1(n)=Alpha(n-B_sample);enda=01111111ak=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:);ax
9、is(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;btt=sigexpand(bt,B_sample);temp1=conv(btt,gt);btt=temp1(1:length(btt);figure,3.5 解调后波形,fori=1:8ify(i*B_sample)0bt(i)=1elsebt(i)=0endend原波形：,没了 谢谢,
