GMSK调制方式的仿真分析

GMSK调制方式的仿真分析小组成员：王亭亭、王琦、李爽、郭耀华、刘江龙、苏展目录GMSK概述GMSK系统设计GMSK系统仿真仿真结果与结论1、GMSK概述课题简介GMSK是一种先进二进制数字调制技术，它是无线通信中最突出的调制类型。在世界范围内有很多通信标准都采用了GMSK技术，例如，GSM，DECT等。GMSK信号由于具有包络恒定、相位连续、频谱窄、邻道干扰小及频带利用率高的优点获得了广泛的应用。本课题主要介绍GSMK的基本原理，以及利用MATLAB软件对调制部分进行仿真分析，对软切换和硬切换的性能进行比较。GMSK基本原理welcometousethesePowerPointtemplates,NewContentdesign,10yearsexperienceGMSK基本原理是基带信号先经过调制前高斯滤波器成形，再进行MSK调制。最小频移键控(MSK)是一种二进制数字调频，它的调制系数为0.5。MSK具有以下特点：恒定的包络、相对稳定的窄带、具有相干检测能力。然而它不能严格满足对于SCPC移动无线电的带外辐射的要求。在1979年日本电气通信实验室提出了调制前高斯滤波的MSK，也就是GMSK。2、GMSK系统设计设计工具：MATLAB的simulink工具Simulink是MATLAB提供的用于对动态系统建模、仿真、分析的一种可视化仿真工具，它包含许多专业模型库，如通信模块库、CDMA参考模块库等。Simulink采用模块化的方式．每一个模块都有输入，输出端口，实现一定的功能。调制与解调本系统选用BernoulliBinaryGenerator(贝努利二进制序列发生器)模块作为系统信号源来产生输入号。为便于GMSK信号的解调，中间经过加了高斯白噪声的信道，选用GMSKModulatorBassband(基带GMSK调制器)模块充当调制器，进行基带GMSK调制。在这种基带调制方式下，产生基带调制信号(基带GMSK信号)，再把这个基带调制信号调制到高频载波上，形成频带调制信号(频带GMSK信号)。为考察频带GMSK系统的抗干扰性能．本系统设置了AWGNChannel(加性高斯白噪声)模块作为系统传输信道。通过改变AWGNChannel模块的SNR(信噪比)等参数的设置，可观察系统误码率的变化情况。频带GMSK信号经过AWGNChannel到达系统接收端．通过GMSKSOFTDEMODULATOR(GMSK软解调器)进行解调，解调后的信号分别进入软判决部分和硬判决部分，经过判决后的信号进入TimeDisplay，然后通过Scope模块进行显示，同时又从Rx端口进入ErrorRateCalculation(错误率统计)模块；贝努利二进制序列发生器模块产生的原始二进制序列从Tx端口进入ErrorRateCalculation模块。这样．就可得到系统的误码率。3、GMSK系统仿真GMSK仿真模型图123456仿真部分各仪器初始参数设置GMSK信号发生器表示产生的二进制序列中0出现的概率为0.5表示随机种子为61表示抽样时间即每个符号的持续时间为0.001s1GMSK基带调制解调模块每一个输入符号对应的GMSK调制器产生的输出信号的抽样点数调制输入信号为双极性信号（±1）GMSK基带调制模块GMSK基带解调模块其他项值与GMSK的调制一样。回溯长度，设为变量，在具体实验时，给出具体值2AWGNChannel为加性高斯白噪声根据信噪比SNR确定高斯白噪声的功率误码计算模块3表示接收端滞后发送端TracebackLength+1个数据表示同时输出调制信号的幅度和相角4调制信号观察模块另一个scope1为解调信号观察模块5GMSK调制信号频谱观察模块设置坐标Y的范围为0到76GMSK调制信号沿途观察模块保持原有值不变。在系统中要求通过m文件编程绘制误码率曲线。其程序流程图如下图所示：实验调试•模块设计、参数设置及程序代码编写完成后。•1、先将高斯白噪声信道信噪比xSNR和GMSK解调模块的回溯长度设为常数；•2、GMSK调制模块inputtype和GMSK解调模块outputtype参数integer改为bit(二进制序列0和1)；4、仿真结果及结论GMSK调制信号幅度和相角波形（scope2输出波形）因为调制信号是一个符合信号，不能直接由示波器观察，通过调制观察模块将调制信号分为幅度和相角。通过幅度波形（上）和相角波形（下）验证了GMSK的幅度不变；由相角波来看，相角连续，与理论符合。所以波形基本正确。GMSK基带信号与解调信号（scope1输出波形）基带信号（上）与解调信号（下）比较可得，从起始码元到最后一个码元，发现调制信号波形从第四个码元开始与基带信号完全符合，说明系统的调制性能较好，基本实现了解调的目的——将调制信号还原为基带信号。GMSK调制信号眼图BT=0.1BT=0.3比较两个图得出，BT=0.3比BT=0.1的眼图睁开的大，但存在零点失真，仍然存在码间串扰，不过比BT=0.1好得多。综上所述分析，BT值越小，码间串扰越大，这是GMSK体制的缺点。GMSK调制信号频谱BT=0.3BT=0.9比较两个图发现GMSK调制频谱并无明显差异，与GMSK调制信号的频谱随着BT的减小而变得紧凑起来的理论结果不符合，从而说明系统某些参数设置不合理。不同BT值的GMSK误码率曲线图仿真结论在BT=0.2、0.3、0.7时，对系统误码率进行仿真。比较三条曲线，可以看到其差别并不大。结果表明:不同BT值的信号调制性能差别不大.随着信噪比的增大,BT=0.2与BT=0.3的系统性能基本一致。当BT=0.3时,既可以使频域带宽很窄,时域持续时间适当,又使时域信号容易实现。仿真结论仿真结果表明．这种通过MALAB实现的GMSK数字通信系统具有邻道干扰小、误码率较低的优点，在通信领域中有着广泛的应用前景。Thankyou!