GMSK调制与解调

编制部门：通信工程系 编制人：杨巧莲 编制日期：2006.2 项目编号 Item No. 10项目名称 Item调制解调训练对象 Class 大3通信专业学生 学时 Time3 课程名称 Course 移动通信教 材 Textbook移动通信技术目的 Objective1、了解正交调制与解调的基本原理。

2、了解GMSK 调制与解调的基本原理及它们在GSM 数字蜂窝移动通信中的应用。

3、熟悉GSM 移动通信实验箱基本操作。

内容（方法、步骤、要求或考核标准及所需工具、材料、设备等）一、训设备与工具：频谱仪（选配）数字存储式示波器（60MHz 以上） GSM 移动通信系统实验箱二、实验原理1、 正交调制与解调的基本原理所谓正交调制就是将基带信号通过正交调制器调制到高频载波上的过程。

正交调制是通过同相调制分量与正交调制分量分别与载波fc 的同相分量Cos(2∏fct)和正交分量—Sin(2∏fct)进行混频，再相加得到调制波，完成将基带调制到载波的过程。

如图1所示所谓正交解调就是将接收信号通过正交解调器解调出同相和正交基带波形的过程。

如图2所示Xs （t ） Cos （2πf c t ）调制波Ys （t ）—Sin （2πf c t ）图1 正交调制器X （t ） 同相分量ICos ωc t Xs （t ）S(t)-Sin ωc t 正交分量ΦY （t ）Ys （t ）深 圳 职 业 技 术 学 院Shenzhen Polytechnic实 训（验）项 目 单Training ItemLPF 90度移相 ～测得的频谱有何区别？(4)也可在“07号”界面中，将“旋钮”设置为“标记”，按“返回”键进入“06号”界面，按“开始”键进行频谱测量，这时可通过旋转旋转编码器使光标在频谱曲线上滑动，同时左边实时显示光标所在处的频谱幅值，还可在“07号”界面中设置“标记”为“粗调”或“细调”来调节光标的步进大小，“粗调”光标步进为6kHz，“细调”光标步进为1kHz。

目录第一章设计要求 (3)1.1 设计内容 (3)1.2 设计要求 (3)第二章 GMSK系统的组成及工作原理 (4)2.1 GMSK系统的组成 (4)2.2 GMSK设计原理 (4)2.3 GMSK简介及调制解调原理 (5)2.3.1 GMSK调制原理 (5)2.3.2 GMSK解调原理 (6)第三章 GMSK系统功能模块设计 (7)3.1 ＧＭＳＫ系统模块 (7)3.1.1 信号产生模块 (7)3.1.2 GMSK调制模块 (8)3.1.3 信道模块 (9)3.1.3.1 高斯信道 (9)3.1.3.2 锐利信道 (10)3.1.4 解调模块 (11)3.1.5 误码率模块 (11)3.2 GMSK系统观察模块 (12)3.2.1 调制观察模块 (12)3.2.2基带与解调信号的比较模块 (13)第四章调试与结果分析 (14)4.1 调试分析 (14)4.2 调试结果分析 (15)4.2.1 运行在不同的信噪比的情况下得到了相应的误码率曲线 (15)4.2.2 运行在不同的BT值时的误码率曲线图 (15)4.2.3 GMSK调制图 (16)4.2.4 GMSK调制后的频谱 (17)4.2.5 解调后的信号与基带信号的比较 (18)第五章结论 (19)参考文献 (20)附录一：高斯与锐利的程序 (21)附录二：不同BT下的误码率程序 (22)附录三：simulink总图 (24)第一章GMSK设计要求1.1 设计内容：通过脚本编程或者SIMULINK对BT=0.3的GMSK调制系统进行仿真；1.2 设计要求：1. 观察基带信号和解调信号波形；2. 观察已调信号频谱图3.分析调制性能和BT参数的关系。

提高要求：1.将高斯信道改为锐利信道2.观察已调信号频谱图3.观察误码率曲线第二章GMSK系统的组成及工作原理2.1 GMSK系统的组成GMSK系统主要由信号产生模块、信号调制模块、信道、信号解调模块、误码率计算模块组成。

gmsk调制解调matlabGMSK调制解调Matlab（Gaussian Minimum Shift Keying）是一种用于数字通信系统中的调制和解调技术。

在本文中，我们将介绍GMSK调制解调的原理和如何使用Matlab进行实现。

第一步：理解GMSK调制原理作为一种调制技术，GMSK调制旨在将数字信号转换为连续的波形。

其基本原理是将数字信号的相位变化与高斯脉冲进行卷积，从而实现信号的平滑调制。

具体来说，GMSK调制使用高斯滤波器将数字信号的0和1之间的变化进行平滑。

这种平滑是通过改变信号相位的方式来实现的。

当输入为1时，相位将发生变化，而输入为0时相位将保持不变。

这种相位变化与高斯滤波器的频率响应有关，因此可以得到一个平滑的连续波形。

第二步：GMSK调制的实现步骤在Matlab中实现GMSK调制可以分为以下几个步骤：1. 生成基带信号：首先，需要生成一个基带信号，它是一个包含待调制数字信号的离散形式。

可以使用Matlab中的随机函数生成一串随机的二进制数字序列作为输入信号。

2. 高斯滤波器设计：接下来，需要设计一个高斯滤波器，它负责将输入信号进行平滑处理。

在Matlab中，可以使用fir1函数来设计一个低通滤波器，设置滤波器系数和截止频率。

3. 物理层调制：使用高斯滤波器对基带信号进行调制。

这可以通过将基带信号与高斯滤波器的响应进行卷积来实现。

在Matlab中，可以使用conv 函数进行卷积运算。

4. 添加载波：对调制后的信号添加载波。

载波频率可以根据具体需求设定。

在Matlab中，可以使用cos函数生成正弦波形，然后将其与调制后的信号相乘。

5. 发送信号：最后，生成的调制信号可以通过声卡连接到电脑的扬声器，或者通过其他通信设备发送。

第三步：GMSK解调的实现步骤GMSK解调的主要目标是将连续波形转换为数字信号，以便进行后续的数字信号处理。

在Matlab中实现GMSK解调可以按照以下步骤进行：1. 接收信号：首先，需要从通信设备中接收调制后的信号。

GMSK调制原理GMSK（Gaussian Minimum Shift Keying）是一种用于数字通信系统中的调制技术。

它是一种连续调制技术，为了实现高效的频谱利用和抗干扰能力，广泛应用于许多无线通信系统中，如蓝牙、GSM和DECT等。

1.调制信号生成：GMSK调制采用连续相位调制（CPM）技术，它可以由两个或多个离散调制符号产生连续调制信号。

调制信号根据传输数据比特序列改变频率来实现信息的传输。

具体来说，每个比特以连续比特周期的形式表示，其中1表示正频率变化，0表示负频率变化。

通过改变每个调制符号的相位，可以实现频率的变化。

2.高斯滚降滤波器：GMSK调制使用高斯滚降滤波器来平滑调制信号的频率变化。

滤波器的作用是在频率变化过程中限制每个符号之间的跳变，从而减小频带外功率。

该滤波器具有高斯脉冲响应，并可以通过控制其带宽参数来实现不同调制索引的GMSK调制。

3.频率移位调制器：高斯滚降滤波器的输出信号被输入到频率移位调制器中，将其转换为连续的调制波形。

频移调制器是一个乘法器，将调制信号乘以载波信号，并产生输出信号作为调制波形。

通过改变乘法器的相位和幅度，可以实现频率的变化。

4.色散抵消：GMSK调制信号在传输过程中会受到色散效应的影响，导致信号形状发生变化并引起符号间串扰。

为了抵消色散效应，可以在发射端和接收端使用相同的高斯滚降滤波器。

这样，在接收端通过与发送端滤波器匹配的滤波器对接收信号进行滤波，可以消除色散引起的形状变化和串扰。

5.解调：在接收端，GMSK信号经过匹配滤波器滤波后，进入解调器进行解调。

解调器采用非相干解调技术，根据信号的包络检测调制信号的频率变化，并将其转换回数字数据比特序列。

总结：GMSK调制利用高斯滚降滤波器和频率移位调制器将数字信号转换为连续的调制信号。

通过改变每个调制符号的相位来实现频率的变化，并通过高斯滚降滤波器平滑频率变化，以提高频谱利用和抗干扰能力。

GMSK调制在无线通信系统中得到广泛应用，其优点包括较低的误码率、高效的频谱利用和良好的抗多径干扰能力。

GMSK调制解调原理GMSK（Gaussian Minimum Shift Keying）调制解调是一种数字调制技术，常用于无线通信中的低速数据传输，例如蓝牙、无线局域网（WiFi）等。

GMSK调制是基于Gaussian滤波器和频率偏制的原理。

它通过对输入的数字信号进行高斯滤波，然后通过不同频率的相位连续变化来进行频率偏移，从而实现调制。

GMSK调制的目的是尽量减小幅度和相位的变化，在带宽受限的情况下提高系统传输效率。

在GMSK调制中，输入的数字信号被分成一系列的位（bit），每个位通过高斯滤波器进行滤波处理。

高斯滤波器可以理解为一个能够平滑地改变波形形状的滤波器，用来减小信号的随机变化。

滤波后的信号经过频率偏制器，通过改变相位来实现频率偏移。

为了方便调制和解调的实现，GMSK调制中使用连续相位频率偏移键控调制（CPFSK）技术。

相位的连续变化可以减少突变，并且可以在边缘处实现平滑过渡，减小传输中的功率损耗。

GMSK解调是GMSK调制的逆过程。

在解调端，接收到的信号经过相关滤波器滤波，并通过频率偏制器进行回复相位和频率。

然后，解调器使用相关滤波器对复功率信号进行滤波，以消除噪声和多径干扰，并通过判决电路将解调信号转换为数字信号进行处理。

最后，解调器通过判决电路将信号恢复为原始的二进制数据。

GMSK调制的一个重要特点是带宽效率高。

由于GMSK调制使用高斯滤波器控制信号的幅度和相位变化，因此相同的输入数字信号在GMSK调制下的带宽要远远小于其他调制技术，例如频移键控（FSK）和调幅（AM）调制。

这使得GMSK调制非常适合在宽带受限的通信系统中使用。

此外，GMSK调制的频谱特性也非常有利于无线通信。

GMSK调制的频谱呈现出类似高斯分布的特性，频率分布更加均匀。

这种特性使得GMSK 调制在无线通信中具有更好的抗噪声和抗多径干扰的能力。

总之，GMSK调制解调是一种常用的数字调制技术，适用于无线通信中的低速数据传输。

一、课题概述：GMSK信号即高斯最小频移键控信号。

MSK信号具有常包络和相对较窄的带宽，但是MSK信号的功率谱还不够紧凑，在实际的应用中的表现就是其带外衰减达不到规定要求。

GMSK就是在MSK 的基础上加以改进，使得附加相位不仅连续，而且光滑。

GMSK 最吸引人的性能是它既具有出色的功率利用率，又具有很好的频谱利用率。

二、课题设计原理：2.1 GMSK相关调制调制原理图如图1-1，图中滤波器是高斯低通滤波器，它的输出直接对VCO进行调制，以保持已调包络恒定和相位连续图1-1 GMSK调制原理图为了使输出频谱密集，前段滤波器必须具有以下特性：1.窄带和尖锐的截止特性，以抑制FM调制器输入信号中的高频分量；2.脉冲响应过冲量小，以防止FM调制器瞬时频偏过大；3.保持滤波器输出脉冲响应曲线下的面积对应丁pi／2的相移。

以使调制指数为1／2。

前置滤波器以高斯型最能满足上述条件，这也是高斯滤波器最小移频键控(GMSK)的由来。

2.2GMSK解调GMSK本是MSK的一种，而MSK又是是FSK的一种，因此，GMSK检波也可以采用FSK检波器，即包络检波及同步检波。

而GMSK还可以采用时延检波，但每种检波器的误码率不同。

GMSK非相干解调原理图如图1-2，图中是采用FM鉴频器（斜率鉴频器或相位鉴频器）再加判别电路，实现GMSK数据的解调输出。

图1-2 GMSK解调原理图三、设计内容：（1）设计思路：将需要传送的具有一定信号带宽的信息数据Random-Integer Generator(随机整数发生器)产生的二进制随机信号通过GMSK modulator Baseband的调制信号进行调制，调制后的信号进入Rician（莱斯信道），随后进入GMSK Demodulator Baseband 进行解调，经过输入信号延时后可以通过scope比较输入输出波形。

还可以连接一个Error Rate Calculation得出其误码率。

GMSK调制解调技术研究GMSK调制解调技术研究一、引言GMSK（Gaussian Minimum Shift Keying）调制解调技术是一种数字调制解调技术，广泛应用于无线通信系统中。

在移动通信领域尤为重要。

本文将对GMSK调制解调技术进行研究，探讨其原理、特点、应用以及挑战。

二、GMSK调制原理GMSK调制基于高斯脉冲形状以及频率偏移关键特性，采用连续相位调制的方式实现。

其调制原理主要基于相位连续性和频率连续性。

1. 相位连续性：GMSK中相邻符号的相位差被限制在±π/2以内，保证相位的连续性。

相位连续性降低了调制信号对信道的调制失真，提高了信号传输质量。

同时，相位连续性使得信号中的信息能够被频率偏移编码。

2. 频率连续性：GMSK中每个符号的频率偏移与前一个符号的相位差之间存在一一对应关系。

采用高斯滤波器来平滑频率偏移，使得频谱显得更加平滑。

相邻符号频率偏移的平滑过渡减小了谱敏感度，提高了抗干扰性能。

三、GMSK调制特点GMSK调制具有以下特点：1. 带宽效率高：GMSK调制技术在给定带宽下，可以传输更多的信息，提高频谱利用率。

这使得其在无线通信系统中被广泛采用，特别适用于功率受限的系统。

2. 低发送功率：由于GMSK调制信号的波形较为平滑，信号的峰值功率较低。

相对于其他调制技术，GMSK调制能够在满足通信要求的同时降低发送功率。

3. 抗多径衰落性能好：由于采用高斯滤波器进行频率平滑，GMSK调制信号对多径传输具有较好的抗干扰能力。

这使得GMSK调制在无线通信系统中能够有效抵抗多径衰落带来的干扰。

4. 复杂度低：GMSK调制技术相对于其他调制技术，其调制解调过程较为简单，硬件复杂度相对较低。

这使得其在实际应用中更加便利。

四、GMSK调制解调应用GMSK调制解调技术广泛应用于各种无线通信系统，包括移动通信、蓝牙通信、无线局域网等。

1. 移动通信：GSM网络中采用了GMSK调制方式。