通信原理GMSK实验报告.docx

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1、信息与通信工程学院北京邮电大学通信原理实验实验报告实验名称：高斯最小移频键控（GMSK）调制器实验学院：信息与通信工程学院班级：2010211123姓名：刘伟强学号：10210958教师：韩老师25信息与通信工程学院目录一、实验目的2二、实验内容2三、实验原理21、GMSK调制器工作原理及相位路径的计算22、数字信号处理方法实现GMSK调制器5四、实验步骤5五、系统设计61、总体设计62、软件部分63、硬件部分16六、拓展部分20七、故障与解决方法221、软件部分222、硬件部分24八、心得体会2525信息与通信工程学院一、实验目的1、通过利用数字基带处理方法来实现

2、高斯最小移频键控（GMSK）调制器算法的基带硬件实验，对通信系统硬件实现有新的认识及新的思路。2、掌握MAX+plusII及可编程器件的应用。3、学会C语言或Matlab软件进行GMSK相位路径及仿真眼图的编程。4、正确使用测试仪表。5、理论联系实际，培养科学实验态度，提高实际动手能力。二、实验内容1、了解GMSK调制器工作原理，推导GMSK信号相位路径的计算公式，掌握GMSK调制器数字化实现的原理。2、掌握GMSK调制器数字化、实现地址逻辑的工作原理，用可编程逻辑器件实现地址逻辑的设计，并仿真各点波形，分析检验其时序逻辑关系。3、了解GMSK相位路径的编程流程图，

3、并用计算机编出相位路径∅(t)的余弦及正弦表。4、为了检验所编码表的正确性，可进一步利用计算机软件检验从上述码表得出的GMSK基带波形的眼图与理论计算是否一致，若两者一致，说明所编码表正确，可将它写入EPROM中，并将EPROM片子插在GMSK调制器硬件实验板上。5、在通信实验板上，正确使用测试仪表观看GMSK基带信号眼图。（1）用示波器观看GMSK基带信号眼图；（2）用逻辑分析仪观看地址逻辑电路各点波形及其时序关系；（3）用频谱仪观看GMSK调制器基带波形的功率谱。6、按上述要求写出实验报告。三、实验原理1、GMSK调制器工作原理及相位路径的计算MSK调制可以看成

4、调制指数h=0.5的2FSK调制器，为了满足移动通信对发送信号功率谱的带外辐射要求，在MSK调制前加入高斯滤波器，因而GMSK具有恒包络，连续相位的特点，其旁瓣衰减比MSK更快，频谱利用率更高。产生GSMK信号的原理图如下。GMSK信号为st=cosωct+∅t=cos∅tcosωct-sin∅tsinωct相位路径为25信息与通信工程学院∅t=2πh-∞tn=-∞∞bng(τ-nT)dτ其中，g(t)为BT=0.3高斯滤波器矩形脉冲响应，调制指数h=0.5，bn为双极性不归零码序列的第n个码元，bn为+1或-1。高斯低通滤波器的传输函数为式中，是与高斯滤波器的3

5、dB带宽有关的一个常数。由3dB带宽定义有即所以由此可见，改变将随之改变。滤波器的冲激响应为由式看出，不是时限的，但它随按指数规律迅速下降，所以可近似认为它的宽度是有限的。由于它的非时限性，相邻脉冲会产生重叠。如果输入为双极性不归零矩形脉冲序列：式中，其中，为码元间隔。高斯预调制滤波器的输出为式中，高斯滤波器矩形脉冲响应为gt=xt*ht=12TQ[2πat-T2-Q2πat+T2其中25信息与通信工程学院Qt=12πt∞exp-x22dx当BTb取不同值时，高斯滤波器的矩形脉冲响应g(t)如下图所示。经计算，BTb=0.3的高斯滤波器的g(t)的积分面积为1/2，

6、且满足以下条件-2.5T2.5Tgτdτ≈12gt≈0t>2.5Tb所以，对于BT=0.3的高斯滤波器，取g(t)的截短长度为5T来计算GMSK信号的相位∅(t)，就可达到足够精度。由于g(t)在5T时间区间呢的积分面积为1/2，所以BT=0.3的GMSK相位路径计算大为化简。在kT≤t≤k+1T期间，BT=0.3的GMSK的相位为∅t＝πｎ=k-2k+2bnn-2Ttgτ-nT-T2dτ+L∙π2L=n=-∞k-3bn(取模4)具体计算如下。在kT≤t≤k+1T时∅t=∅kT+∆∅t∅kT=πｎ=k-2k+2bnn-2TkTgτ-nT-T2dτ+L∙π2∆∅t=π

7、ｎ=k-2k+2bnkTtgτ-nT-T2dτ2、数字信号处理方法实现GMSK调制器在算得∅t后，即可算出cos∅t及sin∅t值。在工程上，首先将cos∅t及sin∅t离散25信息与通信工程学院化，制成表，固化在ROM中。由随机数据｛bn｝形成ROM表的地址，根据地址取出ROM中相应的基带信号离散值，然后利用D/A将其数模变换成模拟基带信号cos∅t和sin∅t，再由正交调制器将基带频谱搬移至载频上。本实验的电路原理如图所示。在上图中，虚框内表示地址逻辑，功能是取出所需要的采样量化点。ROM表中存放的是1024个点的余弦值和正弦值。DAC是模数转换，即将102