GMSK调制解调原理及仿真分析

GMSK调制解调原理及仿真分析

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I

四川师范大学成都学院专科毕业设计

GMSK调制解调原理及仿真分析设计

学生姓名 刘俊岑

学 号 2010208016

所 在 系 通信工程系

专业名称 计算机通信

班 级 2009级计通班

指导教师 万载莲

四川师范大学成都学院

二○一二年五月 个人收集整理 勿做商业用途

II 个人收集整理 勿做商业用途

I

GMSK调制解调原理及仿真分析设计

学生：刘俊岑 指导教师：万载莲

内容摘要：随着现代通信技术的发展，许多优秀的调制技术应运而生,其中高斯最小频移键控（GMSK）技术是无线通信中比较突出的一种二进制调制方法，它具有良好的功率谱特性和较好的抗干扰性能，特别适用于无线通信和卫星通信。目前，很多通信标准都采用了GMSK技术，例如,GSM,DECT等。

本文首先介绍了MSK的一般原理以及MSK的调制解调方法，接着重点对GMSK的调制原理和调制方法进行了阐述，然后,研究了GMSK的差分解调方法并进行了比较，最后用Matlab软件进行仿真及结果分析。

关键词：高斯最小频移键控 调制 差分解调 Matlab 个人收集整理 勿做商业用途

II Alarm circuit design， microcontroller-based security

Abstract： Along with the development of the communication technology,the mobile

communication technology has been developing rapidly.A lot of excellent

modulation technology has emerged as the times require,Gaussian Minimum

frequency shift keying(GMSK）is one of the most outstanding technology in radio

communication。It is especially used in radio and satellite communication for

its nice spectrum characteristic and anti-jamming capability. At present ， many

communication system has employed the GMSK,for instance,the GSM,DECT.本文为互联网收集，请勿用作商业用途个人收集整理，勿做商业用途

In this paper，the MSK which is the base of GMSK was introduced firstly,and

then the modulation principle and methods of GMSK was analyzed, and the several

differentially demodulation methods of GMSK was studied and compared

emphatically。Finally using Matlab software simulate and results analysis.

Keywords:Gaussian Minimum Shift Keying Modulation Differential

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III 目 录

前言 ..................................................................... 1

1 GMSK简介及工作原理和特点 .............................................. 1

1.1 GMSK简介 .....................................................

1

2 GMSK调制原理 ..........................................................

5

2.1 GMSK调制解调的优点及应用 ..................................... 5

2.2 GMSK正交调制基带信号产生原理 .................................. 5

3 GMSK解调 ............................................................. 10

3.1 GMSK调制解调实现方法 .........................................

10

4 实验结果分析 ......................................................... 11

4.1 原NRZ码与解调NRZ码 ......................................... 11

4。2 I路成型波与I路解调波 ...................................... 12

4.3 Q路成型波与Q路解调波 ....................................... 13

4。4 GMSK调制信号的频谱图 .......................................

13

4.5 提取载波解调后的信号的频谱图 .......................................

14

5 结束语 ............................................................... 14

参考文献： .............................................................. 16

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1 GMSK调制解调原理及仿真分析设计

前言

调制是通信系统中提高通信质量的一项关键技术,调制的目的是为了使信号特性与信道特性相匹配。现代通信系统大多数使用的是数字调制技术，这主要是由于数字通信网建网灵活，并且数字加密技术便于集成化。因此，通信系统都在由模拟方式向数字方式转换，这也是移动通信的发展趋势。但是,一般的数字调制技术,如振幅键控(ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）等都无法满足移动通信的要求.因此，寻找性能优越的高效调制方式以适应现代移动通信的要求，一直是重要的研究课题。

MSK是连续相位频移键控（CPFSK）中的一种特殊形式。其调制指数h=0.5，对于正交信号来说，MSK在一个码元时间T类产生最小的频率偏移（假设为相干 解调）.MSK信号也可视为利用正弦脉冲形成的交错四相相移键控（OQPSK）。

尽管MSK具有包络恒定、占用相对较窄的带宽和能进行相干解调的优点，并且功率谱在主瓣以外衰减较快。但是，在移动通信中，对信号带外辐射功率的限制十分严格，一般要求必须衰减70dB以上。由于MSK信号仍不能满足这样的要求,因此，针对上述要求,提出了高斯最小频移键控(Gaussian Filtered Minimum Shift Keying，GMSK）.

GMSK是从MSK(最小移频键控)发展起来的一种技术,GMSK调制方式能满足移动通信环境下对邻道干扰的严格要求,它以其良好的性能而被广泛数字蜂窝移动通信系统（GSM)所采用.

1 GMSK简介及工作原理和特点

1。1 GMSK简介

随着现代通信技术的发展，移动通信技术得到快速发展，许多优秀的调制技术应运而生，其中GMSK技术是无线通信中比较突出的一种二进制调制方法，它具有良好的功率谱特性和较好的抗干扰性能,特别适用于无线通信和卫星通信,目前，很多通信标准都采用了GMSK技术，例如，GSM,DECT等 .

GMSK调制方式能满足移动通信环境下对邻道干扰的严格要求,它以其良好的性能而被泛欧数字蜂窝移动通信系统(GSM）所采用。数字调制解调技术是数字峰窝移动通信系统空中接口的重要组成部分。GMSK是从MSK（最小移频键控)发展起来的一种技术。MSK调制实际上是调制指数为0。5的二进制调频，具有包络恒定、占用相对较窄的带宽和个人收集整理 勿做商业用途

2 能进行相干解调的优点。但是MSK的带外辐射较高，影响了频谱效率。为了抑制带外辐射、压缩信号功率，可在MSK调制器前加入预调制滤波器。GMSK调制是在MSK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[1］.

高斯滤波最小频移键控（Gaussian Filtered Minimum Shift Keying—GMSK)调制技术是从MSK（Minimum Shift Keying)调制的基础上发展起来的一种数字调制方式。这是GSM系统采用的调制方式.数字调制解调技术是数字峰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。其特点是在数据流送交频率调制器前先通过一个 Gauss滤波器（预调制滤波器）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距可以变得更紧密。由于数字信号在调制前进行了 Gauss预调制滤波，调制信号在交越零点不但相位连续,而且平滑过滤,因此GSMK调制的信号频谱紧凑、误码特性好，在数字移动通信中得到了广泛使用，如现在广泛使用的GSM(Global System for Mobile

communication）移动通信体制就是使用GMSK调制方式［1］.

l979年由日本国际电报电话公司提出的GMSK调制方式。有较好的功率频谱特性，较好的误码性能，特别是带外辐射小，很适用于工作在 VHF和UHF频段的移动通信系统，越来越引起人们的关注。GMSK调制方式的理论研究已较成熟,实际应用却还不多,主要是由于高斯滤波器的设计和制作在工程上还有一定的困难。