GMSK调制与非相干数字解调.doc

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1、个人收集整理勿做商业用途实验五GMSK调制及相干解调实验一、实验目的1、了解GMSK调制原理及特性2、了解GMSK解调原理及特性3、了解载波在相干及非相干时的解调特性4、掌握MSK调制与GMSK调制的差别二、实验内容1、观察I、Q两路基带信号的特征及与输入NRZ码的关系。2、观察IQ调制解调过程中各信号变化。3、观察MSK调制及GMSK调制信号的区别。4、观察解调载波相干时和非相干时各信号的区别。三、基本原理1、GMSK调制原理GMSK调制方式,是在MSK调制器之前加入一个基带信号预处理滤波器，即高斯低通滤波器，由于这种滤波器能将基带信号变换成高斯脉冲信号，其包络无陡峭边沿和拐点，从

2、而达到改善MSK信号频谱特性的目的.基带的高斯低通滤波平滑了MSK信号的相位曲线，因此稳定了信号的频率变化,这使得发射频谱上的旁瓣水平大大降低。实现GMSK信号的调制，关键是设计一个性能良好的高斯低通滤波器，它必须具有如下特性：①有良好的窄带和尖锐的截止特性，以滤除基带信号中多余的高频成分.②脉冲响应过冲量应尽量小，防止已调波瞬时频偏过大。③输出脉冲响应曲线的面积对应的相位为π/2，使调制系数为1/2。以上要求是为了抑制高频分量、防止过量的瞬时频率偏移以及满足相干检测所需要的。高斯低通滤波器的冲击响应为式中，Bb为高斯滤波器的3dB带宽。该滤波器对单个宽度为Tb的矩形脉冲的响应为当B

3、bTb取不同值时，g(t）的波形如图5—1所示个人收集整理勿做商业用途图5-1高斯滤波器的矩形脉冲响应GMSK的信号表达式为GMSK的相位路径如图5-2所示。个人收集整理勿做商业用途从图5-1和5-2可以看出，GMSK是通过引入可控的码间干扰（即部分响应波形）来达到平滑相位路径的目的，它消除了MSK相位路径在码元转换时刻的相位转折点.从图中还可以看出，GMSK信号在一码元周期内的相位增量,不像MSK那样固定为±u960X/2,而是随着输入序列的不同而不同。由式(5-4）可得尽管g（t)的理论是在－∞＜t＜＋∞范围取值，但实际中需要对g(t)进行截短，仅取(2N+1)Ts区间，这样可

4、以证明在码元变换时刻的取值(）θθ()s是有限的。这样我们就可以事先制作Cosθ（t）和Sinθ(t）两张表，根据输入数据读出相应的值，再进行正交调制就可以得到GMSK信号，如图5—3所示个人收集整理勿做商业用途图5-4描述出了GMSK信号的功率谱密度。图中，横坐标的归一化频率(（f—fc）Ts），纵坐标为谱密度，参变量BsTs为高斯低通滤波器的归一化3dB带宽Bs与码元长度Ts的乘积。BsTs=∞的曲线是MSK信号的功率谱密度，由图可见,GMSK信号的频谱随着BsTs值的减小变得紧凑起来.需要说明的是，GMSK信号频谱特性的改善是通过降低误比特率性能换来的。前置滤波器的带宽越窄,输

5、出功率谱就越紧凑，误比特率性能变得越差。不过，当时，误比特率性能下降并不严重.在本实验中，不采用硬件构成高斯低通滤波器进行调制的方法，而是将GMSK的所有组合波形数据(高斯滤波后的)计算出来,然后将得到的数据输入EEPROM中，最后通过数据(、IQ)进行寻址访问，取出相应的GMSK成形信号。个人收集整理勿做商业用途四、Systemview实验图模块介绍1,差分编码模块功能介绍:先对基带信号进行抽样，再通过异或门将当前信号Xn与前一信号Xn—1进行异或，即差分编码。再通过保持器，采样器将信号保持。个人收集整理勿做商业用途2，串并转换模块功能介绍：此模块将编码后的信号分成I，Q两路分别进

6、行调制，在I路先延迟采样，再压缩采样，保持,再通过高斯滤波器。Q路先压缩采样再延迟一个码元,再保持，高斯滤波器。其中I路的延迟采样和两路中的压缩采样保证了串并转换的实现。而因为是GMSK信号，所以必须通过高斯低通滤波器，来达到抑制高频分量，防止过量的瞬时频率偏移以及满足相干检测的目的。3，GMSK调制模块功能介绍：此模块中有两个信号发生源，第一个信号发生源产生基带信号的频率四分之一的信号，即f/4。用这个波来对I个人收集整理勿做商业用途Q路信号通过乘法器分别进行调制。第二个时载波发生器，对信号继续进行调制。之后IQ路调制信号通过加法器合成GMSK调制信号，到此GMSK的调制就完成了.

7、4，载波提取模块功能介绍：因为是非相干解调，不能直接提取载波，所以通过科斯特斯环提取载波来进行GMSK信号的解调。5，基带时延检波模块功能介绍：用1个码元的检波器输入信号的相位差，进行码判决.个人收集整理勿做商业用途五、systemview器件参数器件编号器件名称参数器件参数0伪随机序列1，幅度2频率3电平数4偏置5相位Token0Parameters：Source:PNSeqAmp=1vOffset=0vRate=10HzLevels=2Phase=0d