gmsk的调制设计与仿真 学位论文
gmsk调制解调matlab
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正交调制基带模块的设计
GMSK正交调制基带模块的设计引言GMSK调制具有较好的功率频谱特性与误码性能，最大优点就是带外辐射小，较适用于工作在VHF和UHF频段的移动通信系统，因此，GMSK调制在通信领域得到了广泛的应用，例如GSM手机通信系统与AIS系统就采用这种通信调制方式。
目前，GMSK调制主要有锁相环与正交调制两种实现方式，其中前者在早前得到很大应用，但随着软件无线电的提出，正交调制实现方式逐渐得到广泛的研究与应用。
同时，GMSK的硬件实现平台也由DSP发展到FPGA，本文就是针对FPGA平台设计了一种硬件可实现的GMSK正交调制基带模块。
GMSK正交调制基带信号产生原理GMSK是在MSK的基础上得到的，MSK是连续相位恒包络调制，对载波进行MSK调制的时域表达式如下：Wc为载波的频率，Tb为数据码元的周期。
由上式看出，对输入的二进制码元，MSK 调制后的载波在一个码元宽度内相位线性增加或减少π/2 。
实验表明，如果载波的相位变化由线性变为更平滑的曲线时，则可以得到更好的频谱特性。
因此在MSK调制前，对二进制码元进行高斯滤波，使被调制载波的相位路径更为平滑，然后再进行MSK调制，这就是GMSK调制的基本思想。
其载波调制表达式如下：实用文档s(t)=cos[wct+∑ai∫g(t)dt)]ai为非归零二进制码元，∫g(t)dt表示二进制码元经过高斯滤波后的积分输出。
对上式进行三角变换得到s(t)=cos(wct)cos[∑ai∫g(t)dt-sin(wct)sin(∑ai∫g(t)dt]因此采用正交调制实现GMSK的基带I，Q信号分别为I(t)=cos[∑ai∫g(t)dt]Q(t)=sin(wct)sin[∑ai∫g(t)dt]由上面的表达式推导出GMSK正交调制基带信号的实现框图，如图1所示。
高斯滤波器设计GMSK调制中一个重要的部分就是高斯滤波器的设计，它的脉冲响应为：实用文档上式中，B为滤波器截止频率，T为码元宽度，工程上常用BT来表征高斯滤波器的参数，例如GSM系统中的高斯滤波器BT=0.3。
基于Simulink的GMSK调制仿真设计
本科毕业设计（论文）题目 _基于Simulink的GMSK调制解调器的仿真设计姓名专业通信工程学号指导教师郑州科技学院信息工程学院二○一五年六月目录摘要 (I)Abstract ........................................................................................................................ I I 第一章绪论. (1)1.1背景 (1)1.2研究内容 (1)1.2.1 GMSK技术国内外研究现状及发展趋势 (2)1.2.2 GMSK调制技术的原理与优点 (2)第二章GMSK的基本原理 (4)2.1 MSK的基本原理 (4)2.1.1 MSK信号的特性研究 (5)2.1.2MSK信号的解调原理 (10)2.2 GMSK的基本原理 (10)2.2.1 高斯滤波器的相关特性 (11)2.2.2 GMSK信号的数学表达 (13)2.2.3 GMSK调制解调的原理 (14)2.3 小结 (16)第三章GMSK调制与解调的数字化实现 (18)3.1软件简介 (19)3.1.1 Matlab的发展历史及功能简介 (19)3.1.2 Modelsim的发展现状及功能简介 (20)3.2 GMSK调制与解调的数字化实现 (20)3.2.1 差分编码与解码 (22)3.2.2高斯低通滤波器的设计与实现 (22)3.2.3 GMSK解调 (24)3.3小结 (24)第四章Simulink的GMSK调制解调器的仿真设计 (26)4.1基于Simulink的GMSK的仿真 (26)4.2 Modelsim的时序仿真 (29)4.2.1伪随即序列产生 (29)4.2.2加性高斯白噪声信道的实现 (31)4.2.3 时序仿真 (31)4.3小节 (32)第五章结论 (33)5.1结论 (33)5.2方案提高 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录MATLAB仿真源程序 (36)基于Simulink的GMSK调制解调器的仿真设计摘要数字调制解调技术是数字蜂窝移动通信系统空中接口的重要组成部分，高斯最小频移键控（Gaussian Filtered Minimum Shift Keying,GMSK）是GSM系统采用的调制方式，GMSK可以有效提高了数字移动通信的频谱利用率和通信质量。
GMSK数字信号的调制及性能分析
结论分析
GMSK调制的出现，是为了获取更好的通信质量。在目前的 移动通信中，GMSK调制方式中存在的一个矛盾就是提高频 谱利用率和减小误码率两者之间不能同时达到最好状态。 GMSK是在MSK前面加了高斯滤波器进行预调制。高斯滤波 器的带宽越小则调制后的频谱越窄，临道干扰越小，但同 时误码率就随之增加；反之，BT越大则调制后的频谱就越 宽，当BT趋于无穷大时就成了MSK调制。在工程应用中， 要同时考虑频谱和误码性能要求，选取适当的BT值。实验 证明，BT＝0.3是一个折中的值，可以应用到实际工程中。 目前我国GSM移动通信采用的就是GMSK调制方式。
谢谢！
GMSK概述
• 在GMSK中，将调制的不归零数据通过预调制高斯脉冲成型滤波 器，使其频谱上的旁瓣水平进一步降低。预调制高斯滤波器将 全响应信号转换为部分响应信号，并且由于脉冲成型并不会引 起平均相位曲线的偏离，GMSK信号可以作为MSK信号进行相干 检测，或者作为一个简单的FSK信号进行非相干检测。 • 预调制高斯滤波器冲击响应和传递函数如下形式： 冲击响应： 2t 2
• 简介：高斯滤波最小频移键控（Gaussian Filtered Mini mum 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 。 • 特点：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。
GMSK数字调制
方式及其性能分析
姓名 学号
内容概括
GMSK概述
系统仿真
结论分析
GMSK概述
GMSK跳频通信系统设计与仿真
Ｓ ｉ ｅｉｇ Ｍ Ｋ） 一 种 连 续 相 位 调 制 方 式 。 ｈｆ Ｋ ｙ ，Ｇ Ｓ 是 ｔ ｎ 具 有包 络恒 定 的特 点 ， 元 交 替 时 载波 相 位 不 会 码 产 生很 大 突 变 ， 码 特性 好 ， Ｇ Ｋ 中 ， 调 制 误 在 ＭＳ 将
跳频 是最 常 用 的 扩 频 方式 之 一 ， 收 发 双 方 是 传输 信号 的载 波频 率 按 照预定 规律 进行 离散 变 化 的通 信方 式 。 ２ １ 跳频 通信 优 点 ．
被截 获 。只要 对 方 不 清 楚 载频 跳 变 的规 律 ， 很 就
起来 的充分 利用 有 限频 谱 资 源 ， 高 无 线 信 息 传 提
输效 率 的一 种新 技术 。扩 频通 信 因其具 有频 带 利 用率 高 、 干扰 能力强 、 率分 配和 组 网灵活 方 便 抗 频 等特 点 ， 被确 认 为 第 三代 移 动 通 信 系统 首 选 的多
＝
（ Ｑ ［
Ｉ ｉ ｅｄ为 ７表 一２ ） 表 示产生 的二７；制序ｐｅ；ｎｔａ １ｅ ３ 样 示 随 Ｑｗｔ （ 机 数 种子 为 ３进 Ｓ ｍ 列 ｉ ｉ ｌｓ０表示 抽 时 间 ［ｂ ４ ＋ ） Ｂ ａ ｌｔ ｍｅ为 即每个 符号 的持续 时 间为 １ ｓ ０。 ４ ２ Ｇ Ｋ调 制模块 ． ＭＳ Ｇ Ｋ Ｍｏｕａ ｒＢ ｓｂｎ ＭＳ ｄ ｌｔ ａｅ ａ ｄ为 Ｇ Ｋ 基 带 调 ｏ ＭＳ
址方 式 。
１ 扩 频 通 信
难截 获通 信 内容 ， 即使 有部 分频 点被 干 扰 ， 能 在 仍
其它 未被 干扰 的频 点上 进行 正 常 的通 信 。
２ ２ 跳频 通信 系统 ．
跳 频通 信 中载 波频率 变 化 的规律 称 为跳 频 图
GMSK调制解调的MATLAB仿真与误码率分析
GMSK调制解调的MATLAB仿真与误码率分析赵忠华;杨晓梅【摘要】Gaussian Minimum Shift Keying ( GMSK) is a typical continuous phase modulation with constant envelope, with the characteristics of compact spectrum and strong anti-interference. GMSK can effectively reduce the adjacent channel interference and improve the non-linear power amplifier, so it has been widely used in digital mobile communications. In this paper, a simulation model is made with Simulink in Matlab. And the anti-noise performance of GMSK system is analyzed by observing the waveform of the GMSK system modulation, demodulation signal, and bit error rate curve.%高斯滤波最小频移键控（ GMSK）是一种典型的连续相位调制方式，具有包络恒定、频谱紧凑、抗干扰能力强等特点，可有效降低邻道干扰，提高非线性功率放大器的功率，因此在数字移动通信中得到了广泛使用。
本文通过在Matlab中的Simu⁃link建立仿真模型进行仿真研究。
并通过观察GMSK系统调制、解调信号的波形和误比特率曲线，从而分析GMSK系统的抗噪声性能。
【期刊名称】《新疆师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】6页(P67-72)【关键词】GMSK;误比特率;Simulink仿真【作者】赵忠华;杨晓梅【作者单位】新疆师范大学物理与电子工程学院，新疆乌鲁木齐830054;新疆财经大学计算机科学与工程学院，新疆乌鲁木齐830012【正文语种】中文【中图分类】TP393在实际的通信系统中，通常规模比较大，要进行系统试验与研究是比较困难的［1］。
【优秀毕业论文】gmsk调制解调技术研究
重庆大学硕士学位论文GMSK调制解调技术研究硕士研究生：熊于菽指导教师：吴玉成教授学科、专业：电路与系统重庆大通信工程学院二OO七年九月Master Degree Dissertation of Chongqing UniversityStudy on Modulation and DemodulationTechnique of GMSKCandidate: Xiong YushuSupervisor: Prof. Wu YuchengMajor: Circuits and SystemCollege of Communication EngineeringChongqing UniversitySept. 2007摘要在数字通信系统中，全数字接收机已经得到了广泛的应用。
利用数字化方法设计通信系统中的调制解调技术是实际应用中的一项重要技术。
最小高斯频移键控(GMSK)是一种典型的连续相位调制方式，具有包络恒定、频谱紧凑、抗干扰能力强等特点，可有效降低邻道干扰，提高非线性功率放大器的效率，已在移动通信（如GSM系统）、航天测控等场合得到广泛应用。
传统方法设计的GMSK调制解调器不能很好满足全数字化接收机可编程、多模式等需要。
论文重点研究利用全数字化技术设计GMSK调制解调器，以便更广泛地使用GMSK调制解调技术。
主要研究工作有：1. 针对传统GMSK调制技术实现中存在的设计复杂、有相位累计误差等不足，基于相关文献思想，设计实现了一种改进的波形存储正交法GMSK调制信号生产方案。
该方法不存在传统方法相位累加过程中的累计误差，而且无需滤波器，降低了数字化实现中的器件资源。
仿真及FPGA实现结果表明，该方法计算量小、占用资源少，更容易实现高旁瓣抑制度的GMSK信号。
2. 研究了GMSK信号的数字化解调技术，针对突发通信系统的需要，对1比特差分解调和2bit差分解调技术进行研究，设计实现了1bit差分解调。
基于MATLAB的GMSK仿真系统设计(通信原理三级项目)
02 Matlab仿真环境搭建
Matlab软件介绍
01
MATLAB是MathWorks公司 开发的一款商业数学软件，主 要用于算法开发、数据可视化 、数据分析以及数值计算等。
02
MATLAB具有丰富的库函数和 工具箱，支持多种编程语言和 开发环境，广泛应用于工程、 科研、教育等领域。
03
MATLAB具有友好的用户界面 和可视化工具，使得用户可以 轻松地进行数据分析和处理。
基于Matlab的GMSK仿真系统设 计
contents
目录
• GMSK调制原理介绍 • Matlab仿真环境搭建 • GMSK调制信号的生成与处理 • 仿真结果展示与性能分析 • 结论与展望
Gaussian Minimum Shift Keying）是一种数字调制方式，通过高 斯滤波器的脉冲整形实现。
随着数字通信技术的发展，GMSK作为一种高效的调制方式，在移动通信中得到了广泛应用。本项目旨在设计一个基 于Matlab的GMSK仿真系统，以深入研究和理解GMSK的性能。
研究方法与过程
通过Matlab编程，实现了GMSK调制和解调的仿真。过程中考虑了多种信道条件，包括多径、多普勒频移等。同时 ，也进行了误码率性能分析。
仿真系统的硬件和软件需求
硬件需求
仿真系统的硬件需求取决于具体的仿真规模和计算复杂度。一般来说，需要一台性能较高的计算机，包括足够的 内存、存储空间和计算能力。
软件需求
除了MATLAB软件本身，还需要一些相关的工具箱和插件，例如通信系统仿真工具箱（Communications System Toolbox）和信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）等。
运行仿真实验
GMSK的调制设计与仿真
成都理工大学工程技术学院毕业论文GMSK的调制设计与仿真作者姓名：专业名称：指导教师：讲师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（GMSK）,解调，调制AbstractWith the development of modern communication technology,a lot of excellent modulation technology arises at the historic moment,which Gaussian minimum frequency shift keying(GMSK)technology is a wireless communication in one of the more prominent of a binary modulation method,it has good power spectral characteristics and good anti-jamming performance,especially suitable for wireless communication and satellite communication.At present,many communication standards have adopted the GMSK technology,for example,GSM,DECT,etc..In this paper,we first introduce the MSK general principle and the MSK modulation and demodulation method,then focus on the GMSK modulation principle and modulation method are described,then,the study of the difference of GMSK decomposition method and the comparison, finally using MATLAB software for simulation and analysis of results. Keywords:Gauss minimum frequency shift keying(GMSK), demodulation,modulation目录GMSK的调制设计与仿真 (I)摘要 (II)Abstract (III)目录 (IV)前言 (1)1绪论 (2)1.1课题的研究背景及意义 (2)1.2GMSK调制技术的国内外研究动态 (2)1.3论文主要研究内容和章节安排 (4)1.3.1论文的主要研究内容和创新点 (4)1.3.2本文的章节安排 (5)2GMSK调制解调的相关理论 (6)2.1GMSK简介及工作原理和特点 (6)2.1.1GMSK简介 (6)2.1.2为什么采用GMSK调制方式 (8)2.1.3GMSK调制方式的工作原理及特点 (8)2.2GMSK调制原理 (10)2.2.1GMSK调制解调的优点及应用 (10)2.2.2GMSK正交调制基带信号产生原理 (10)3GMSK解调 (15)3.1GMSK调制解调实现方法 (15)4实验结果分析 (18)4.1仿真介绍 (18)4.2GMSK系统的功能模块设计 (19)4.2.1信号发生模块 (19)4.2.2调制与解调模块 (19)4.2.3误码率计算模块 (20)4.2.4波形观察模块 (21)4.3GMSK调制与解调波形 (23)5结束语 (30)参考文献 (31)前言信号的调制解调在通信系统中具有重要作用,它不仅可以将调制信号转换成便于传播的已调信号,而且可以抑制噪声干扰,提高信号的传输质量。
GMSK调制仿真
GMSK调制仿真GMSK 调制的的原理⾮常简单。
就是MSK调制前进⾏Gauss滤波。
在实现中有这样的⽅法，⾸先产⽣⾼斯系数，对称的上升陂和下降陂系数。
输⼊⼀个符号，进⾏上采样，经过⾼斯滤波器，滤波器的输出做有符号的累加。
累加的输出与上限值和下限值⽐较，即⼤于PI的值减去2PI或者⼩于-PI的要加上2PI。
把结果送到CORDIC中产⽣正弦和余弦波形，即GMSK 波形。
实际在modelsim 中实现滤波器的时候，⽤加法替代了乘法运算。
设置⼀个数据长度和系数长度等长的数据寄存器或者说RAM。
输⼊⼀个符号，如果为1，则把这个RAM第⼀个值1，其他的值填0，如果为0，则把这个RAM第⼀个值-1，其他的值填0，然后在时钟周期下，这个1（或者-1）⼀个时钟移动⼀次，这样这个寄存器中就是这样的值。
第1时刻：·1--0--0--0--0--0--0--0--0--0--0--0--0--0--0--0--0--........第2时刻：·0--1--0--0--0--0--0--0--0--0--0--0--0--0--0--0--0--........第3时刻：0--0--1--0--0--0--0--0--0--0--0--0--0--0--0--0--0--........第4时刻：·0--0--0--1--0--0--0--0--0--0--0--0--0--0--0--0--0--........第5时刻：0--0--0--0--1--0--0--0--0--0--0--0--0--0--0--0--0--........把不为0的寄存器对应的系数值做N个数的累加，N个周期后就输出⼀个波形，这个波形就是GMSK调制的相位。
把相位输⼊到CORDIC，得到对应的正弦和余弦波形。
基于FPGA的GMSK调制解调器设计与实现
基于FPGA的GMSK调制解调器设计与实现概述：本文旨在介绍基于FPGA的GMSK调制解调器的设计与实现。
GMSK（Gaussian Minimum Shift Keying）是一种常用的调制解调方式，在无线通信领域得到广泛应用。
通过使用FPGA技术，可以实现高度可编程的硬件架构，用于GMSK调制解调系统。
一、引言1.1 背景介绍无线通信技术的快速发展促使调制解调器设计逐渐向数字化、可编程化的方向发展。
GMSK调制解调器作为一种传统的调制解调技术，具有谱效率高和抗干扰能力强的特点，在蜂窝通信、无线局域网、卫星通信等领域得到了广泛应用。
1.2 研究目的本文旨在设计并实现一种基于FPGA的GMSK调制解调器，通过硬件实现的方式，提高系统的实时性能以及适应性。
二、GMSK调制解调原理2.1 GMSK调制过程GMSK调制将数字位流转化为连续的信号波形。
通过将位流进行高斯滤波和频率调制，获得所需的GMSK信号。
2.2 GMSK解调过程GMSK解调将接收到的信号转化为数字位流。
通过将接收到的信号做频率解调和低通滤波，恢复出原始的数字位流。
三、基于FPGA的调制解调器设计3.1 系统框架设计基于FPGA的GMSK调制解调器系统主要由数字信号处理模块、调制模块、解调模块和控制模块构成，它们之间通过总线进行数据交互。
3.2 FPGA的选择与配置根据系统需求，选择适合的FPGA芯片，并进行相应的配置和资源规划，以满足系统的性能要求。
3.3 GMSK调制模块设计根据GMSK调制原理，设计数字信号处理模块和调制模块。
3.4 GMSK解调模块设计根据GMSK解调原理，设计数字信号处理模块和解调模块。
3.5 控制模块设计设计控制模块，用于控制调制解调器的参数设置、状态切换等功能。
四、基于FPGA的调制解调器实现4.1 数字信号处理模块实现通过使用FPGA内部的算法实现相关数字信号处理算法，包括高斯滤波、频率调制和解调等。
4.2 调制解调模块实现通过FPGA的时序控制和算法实现GMSK调制解调过程。
GMSK调制解调技术研究
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。
GMSK调制与解调算法研究
长治学院2017届学士学位毕业论文GMSK调制与解调算法研究学号: 13405513姓名：李庆华指导老师：张秀秀专业：电子信息科学与技术系别：电子信息与物理系完成时间：2017年5月独创性声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计是本人在指导老师指导下取得的研究成果。
除了文中特别加以注释和致谢的地方外，设计中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果。
与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在设计中作了明确的说明并表示了谢意。
学生签名：年月日关于论文使用授权的说明本人完全了解长治学院有关保留、使用本科生毕业设计的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、编写学位论文。
（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）学生签名：指导教师签名：年月日年月日1绪论 (1)1.1课题的研究背景及意义 (1)1.2 GMSK 调制技术的国内外研究内容 (2)1.3 论文主要研究内容 (2)2 GMSK 调制解调的相关理论 (2)GMSK调制与解调算法研究专业：电子信息科学与技术姓名：李庆华学号：13405513指导老师：张秀秀摘要：早期提出的最小高斯频移键控（GMSK）的调制方式产生了连续的相位，它的包络稳定、旁瓣滚降快速、频谱紧密，对外辐射小等特点，因此GMSK调制解调技术在通信中成为一项非常有用的技术。
它在GPRS移动通信系统、无线局域网和航天测控等方面有一定的成果。
本文中以GMSK调制解调的一些知识原理作为研究基础，开始展开对GMSK调制解调技术的研究。
调制部分对传统GMSK正交调制方式做了初步介绍，主要是对基于波形存储的GMSK正交调制进行初步认识进而研究，结合相关文献内容以及Matlab/Simulink模块对GMSK性能进行仿真分析，在解调部分主要针对非相干解调中，其中的差分解调。
关键词：高斯最小频移键控调制非相干解调限幅鉴频器差分解调一绪论1.1课题的研究背景及意义为使信号与信道匹配之后可以高效的工作，调制就成为了实现这一特性的重要环节。
GMSK调制解调原理及仿真
GMSK调制解调原理及仿真GMSK(Gaussian filtered MSK)调制具有优良的功率谱特性:功率谱旁瓣快衰减快,在对信号频带严格限制的各种数字通信领域中得到广泛的应用。
1. 为什么采用GMSK调制方式子网选择nrf2401射频芯片采用的通信调制方式就是GMSK,GMSK(Gaussian filtered MSK)调制具有优良的功率谱特性:功率谱旁瓣快衰减快，在对信号频带严格限制的各种数字通信领域中得到广泛的应用。
为了躲避干扰，我们需要采取跳频策略，*****工作在2.4G的免费频段，将2.4G-2.4835Ghz 划分为125个信道（而zigbee只划分为16个信道），nrf2401划分的信道多，必然信道带宽就小。
为了防止信道之间的干扰，我们采取GMSK的调制解调方式。
2. GMSK的调制原理传统调制方法：GMSK正交调制调制原理图NRZ编码将1对应1，将0对应-1，得到信号的d(t),d(t)经过高斯低通滤波器和高斯低通滤波器的单位冲击响应卷积得到r(t)=h(t)*d(t) ，然后进入积分器进行积分得到相位函数：GMSK(Gaussian filtered MSK)调制具有优良的功率谱特性:功率谱旁瓣快衰减快,在对信号频带严格限制的各种数字通信领域中得到广泛的应用。
高斯低通滤波器特性：带宽窄而带外截止尖锐，以抑制不需要的高频分量，脉冲响应的冲量较小，防止调制器产生不必要的瞬时偏移。
求解过程：T1 |t|b1. 定义矩形脉冲函数rect(t) 20 otherstt2. 高斯滤波器的矩形脉冲响应g(t) h(t)*rec( )高斯滤波器的冲击响应计算得到g(t) Tbg(t)数据在有限个周期内有效，一般取5个周期3. 输入序列的表示d(t) akrectt( kbTk 0Tb2)4. 序列通过高斯低通滤波器后得到TbTr(t) d(t)*h(t) akrect(t kTb )*h(t) akg(t kTb b)22k 0k 0GMSK(Gaussian filtered MSK)调制具有优良的功率谱特性:功率谱旁瓣快衰减快,在对信号频带严格限制的各种数字通信领域中得到广泛的应用。
GMSK调制解调原理及仿真分析设计毕业论文
GMSK调制解调原理及仿真分析设计毕业论文目录前言 (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)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）。
基于FPGA的MSK GMSK调制解调器设计与实现
基于FPGA的MSK GMSK调制解调器设计与实现随着无线通信技术的不断发展，调制解调器在无线通信系统中扮演了至关重要的角色。
本文将介绍基于FPGA的MSK（Minimum Shift Keying）和GMSK（Gaussian Minimum Shift Keying）调制解调器的设计与实现。
一、引言无线通信技术的快速发展对调制解调器的性能和效率提出了更高的要求。
MSK和GMSK调制技术因其低碎片劣性、高带内效率和抗多径传播能力强等优点得到了广泛应用。
本文将使用FPGA来设计和实现MSK和GMSK调制解调器。
二、系统框架基于FPGA的MSK GMSK调制解调器的系统框架如下所示：1. 输入信号采样模块：对接收到的信号进行采样处理，提取出数字信号。
2. 星座映射模块：将数字信号映射到星座图上，得到星座点序列。
3. 滤波器模块：利用滤波器对星座点序列进行滤波，获取调制信号。
4. 调制器模块：将滤波后的星座点序列进行调制，得到调制信号。
5. 发送模块：将调制信号发送至接收端。
6. 接收模块：接收来自发送端的调制信号。
7. 解调器模块：对接收到的调制信号进行解调，得到解调信号。
8. 解映射模块：将解调信号解映射为数字信号。
9. 输出模块：输出解映射后的数字信号。
三、MSK调制解调器设计与实现1. MSK调制器设计与实现MSK调制器将数字信号转化为连续的调制信号。
其实现主要包括：（1）星座映射：将数字信号映射到星座图上，得到星座点序列。
（2）滤波器：利用滤波器对星座点序列进行滤波，获取调制信号。
（3）调制：将滤波后的星座点序列进行调制，得到调制信号。
2. MSK解调器设计与实现MSK解调器将接收到的调制信号转化为数字信号。
其实现主要包括：（1）解调：对接收到的调制信号进行解调，得到解调信号。
（2）解映射：将解调信号解映射为数字信号。
四、GMSK调制解调器设计与实现GMSK调制解调器在MSK调制解调器的基础上进行了改进，实现了更高的带内效率和更好的抗干扰能力。
GMSK调制解调系统设计
XXXX大学毕业设计GMSK调制解调系统学生姓名学号所在系专业名称班级指导教师XXXX大学二○一○年五月GMSK调制解调系统内容摘要：目前在数字通信系统中，全数字接收机得到了广泛应用。
用数字化方法设计通信系统中的调制解调技术是现代通信中的一个重要技术。
根据信道特点的不同选择合适高效的调制解调方式对通信系统的性能非常重要。
最小高斯频移键控(GMSK)是一种典型的连续相位调制方式，具有包络恒定、频谱紧凑、抗干扰能力强等特点，可有效降低邻道干扰，提高非线性功率放大器的功率，已在移动通信（如GSM系统）、航天测控等场合得到了广泛应用。
本文重点研究GMSK调制解调的实现过程，以便更广泛地使用GMSK 调制解调技术。
关键词：高斯最小频移键控差分解调正交调制GMSK modulation and demodulation systemAbstract: Present in digital communication systems, digital receivers have been widely used. Designed with a digital modem communication system technology is an important modern communications technology. Different characteristics according to the channel select the appropriate modem and efficient way of communication system performance is very important. Gaussian minimum shift keying (GMSK) is a typical continuous phase modulation with constant envelope, compact spectrum, the characteristics of strong anti-interference, can effectively reduce the adjacent channel interference, improve the non-linear power amplifier , has been in the mobile communications(such as the GSM system),space tracking Telemeter-ing and command is widely used such occasions. This paper focuses on GMSK modulation and demodulation of the implementation process to more widespread use of GMSK modulation and demodulation technology.Keywords: Gaussian Minimum Shift Keying differential demodulation quadrature modulation目录前言 (1)（一）研究背景 (1)（二）设计目的 (2)（三）工作任务 (2)一、数字调制方式原理 (3)（一）QPSK调制 (3)（二）OQPSK调制 (4)（三）最小频移键控MSK (5)1. MSK概述 (5)2. MSK调制解调原理 (8)（四）高斯滤波最小频移键控GMSK (10)1. GMSK概述 (10)2. GMSK调制解调原理 (11)二、基于Matlab的数字调制解调实现 (14)（一）Matlab简介 (15)（二）GMSK调制性能与MSK调制的性能比较 (15)1. 仿真建模 (15)2. 仿真测试 (16)三、总结 (21)四、致谢 (21)参考文献 (22)GMSK调制解调系统前言（一）研究背景19世纪开始发展电通信以来，通信技术的发展速度很快，特别是在本世纪50年代以后发展更为迅速，其快速发展的基础一方面是元器件技术的进步，另一方面则是当代在通信理论上的研究成果。
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成都理工大学工程技术学院毕业论文GMSK的调制设计与仿真作者姓名：专业名称：指导教师：讲师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（GMSK）,解调，调制AbstractWith the development of modern communication technology, a lot of excellent modulation technology arises at the historic moment, which Gaussian minimum frequency shift keying (GMSK) technology is a wireless communication in one of the more prominent of a binary modulation method, it has good power spectral characteristics and good anti-jamming performance, especially suitable for wireless communication and satellite communication. At present, many communication standards have adopted the GMSK technology, for example, GSM, DECT, etc..In this paper, we first introduce the MSK general principle and the MSK modulation and demodulation method, then focus on the GMSK modulation principle and modulation method are described, then, the study of the difference of GMSK decomposition method and the comparison, finally using MATLAB software for simulation and analysis of results. Keywords:Gauss minimum frequency shift keying (GMSK), demodulation, modulation目录GMSK的调制设计与仿真 (I)摘要 (II)Abstract (III)目录......................................................................................................... I V 前言.. (1)1 绪论 (2)1.1课题的研究背景及意义 (2)1.2 GMSK调制技术的国内外研究动态 (2)1.3论文主要研究内容和章节安排 (4)1.3.1论文的主要研究内容和创新点 (4)1.3.2本文的章节安排 (5)2GMSK调制解调的相关理论 (6)2.1 GMSK简介及工作原理和特点 (6)2.1.1 GMSK简介 (6)2.1.2为什么采用GMSK调制方式 (8)2.1.3 GMSK调制方式的工作原理及特点 (8)2.2 GMSK调制原理 (10)2.2.1 GMSK调制解调的优点及应用 (10)2.2.2 GMSK正交调制基带信号产生原理 (10)3 GMSK解调 (15)3.1 GMSK调制解调实现方法 (15)4实验结果分析 (18)4.1仿真介绍 (18)4.2GMSK系统的功能模块设计 (19)4.2.1信号发生模块 (19)4.2.2 调制与解调模块 (19)4.2.3误码率计算模块 (20)4.2.4波形观察模块 (21)4.3 GMSK调制与解调波形 (23)5 结束语 (30)参考文献 (31)前言信号的调制解调在通信系统中具有重要作用,它不仅可以将调制信号转换成便于传播的已调信号,而且可以抑制噪声干扰,提高信号的传输质量。
因此,调制解调对系统的传输有效性和可靠性有着极大的影响。
移动通信环境的复杂性以及移动台移动导致电波传播条件恶化, 应选择抗干扰能力强、带外辐射小的调制方式。
由于高斯最小频移键控(GMSK)具有已调信号频谱占用带宽窄、相位连续、边缘滚降特性好等特点,非常适合于非线性放大通信系统, 因而在移动通信及卫星通信系统中得到广泛地应用。
1 绪论1.1课题的研究背景及意义近几年来，无线通信技术取得了快速发展。
由于无线信道具有时变色散，多径衰落等不利于数据传输的特性，因此不能直接传输数字基带信号，需要借助数字调制技术先将其转换成适合传输的数字频带信号，然后再进行传输。
调制方式会影响无线通信系统的有效性和可靠性，对整个系统性能的优劣起着决定性作用。
因此，在频谱资源越来越紧缺，处理数据速度要求越来越高的无线通信技术中，寻找性能优越的调制方式成为了通信技术中的重点研究课题。
恒包络连续相位调制技术具有较高的频谱利用率，可以使用高效低成本的C类功率放大器来处理调制信号，广泛应用于频谱资源日益紧张的无线通信领域。
20世纪70年代，出现的最小移频键控(Minimum Shift Keying，MSK)调制技术是恒包络连续相位调制技术的一种，它具有恒定的包络、连续的相位和信号频谱旁瓣衰减快等优点，但仍不能满足某些通信系统的带外辐射需要达到60~70d B的严格要求，因此在实际应中受到限制。
为此，20世纪80年代在MSK的基础上，又出现了一种性能更优越的数字调制方式高斯最小移频键控(Gaussian Minimum Shift Keying，GMSK)。
它是通过对输入信号先进行高斯滤波平滑处理再进行MSK调制得到的。
所得已调信号的频谱具有良好的带外衰减性能，可以达到MSK所不能达到的旁瓣衰减要求，还可以有效地抑制对临近信道的干扰。
综上所述，GMSK具有优越的特性，不仅可以提高数字无线通信的频谱利用率，还可以降低干扰提高通信质量，成为广泛应用的窄带数字调制技术[2-3]。
因此，对GMSK调制解调技术的研究有一定的实际意义和应用前景。
1.2 GMSK调制技术的国内外研究动态早于20世纪80年代，日本国际电报电话公司就提出了GMSK这项技术。
它是由MSK演变而来的一种更优越的数字调制方法，是对基带信号先经过高斯滤波器滤滤波平滑处理之后再进行MSK调制得到的。
由于GMSK数字调制方式具有良好的功率效率和频谱效率，能满足带外辐射功率衰减达到60~70d B的严格要求等优势，所以被全球移动通信系统(GSM)、欧洲的带宽无线接入网2( Hiper LANI1 标准)以及国内通信分组无线服务技术(GPRS)等多个领域选为标准的调制方式。
从这项技术被提出以来，国内外广大科研人员对GMSK 调制方式展开了大量研究。
国外对GMSK调制方式最早展开研究，其中,布拉德福德大学的ones A.E和Gardiner J. G.提出了一种基于DDS的GMSK正交调制器的研究方法,该方法主要对正交调制法中两路信号幅度或相位不平衡问题进行了研究，并给出了可以通过采用AM反馈来减小上述问题对调制信号带来的影响的方法；美国的Linz A和Hendrickson A利用高斯滤波器响应的对称性，提出了通过计算输入NRZ码的相位轨迹和频率轨迹来间接实现GMSK调制的方法，该方法运算复杂度比较低，获得的GMSK信号恒定包络特性也比较稳定；美国学者Adel Ghazel对GSM发射机中GMSK调制解调器进行了研究，并在DSP平台上实现了其最优化方法；Jans Sebesta提出了一种快速GMSK调制和接收的方法，是利用具有快速处理速度的DSP 来实现的，该方法结构灵活、实时性好。
相继，国内对GMSK调制方式也展开了大量研究，其中电子科技大学的杨峰、姚娜等硕士对GMSK调制方式在ALS系统、手机综测仪和GSM发射机中的应用进行了研究，并对如何采用DSP、ASIC和FPGA等工具对其进行设计实现进行了探讨；北京理工大学的杨运甫以VLSL为平台设计实现了基于直接分解的GMSK调制方案，该方案是对单个高斯滤波器脉冲响应进行积分，采用时序电路分别对积分后相位轨迹的暂态分量和稳态分量进行了分离并存储到相应的存储器中；上海交通大学电子工程系的彭伟军等利用GMSK频谱效率高的特点，将GMSK调制应用于跳频通信中，实现了数据的高速传输，在研究了慢跳频通信系统中GMSK调制的基本原理和实现方法后，提出了具体实现模型和基于Viterbi算法的非相干解调方案；西安电子科技大学的张永生等设计了以AD9552DDS和TMS320VC5409 DSP作为处理器实现GMSK调制的方案，该方案实现方法简单、波形准确适用于低功耗的无线通信系统；太原理工的张印天将GMSK调制引入到软件无线电系统，并以TMS320C6711DSP为工具进行了设计实现；另外，还有一些高校采用CMX589，CMX909等GMSK调制解调专用芯片实现无线数传电台设计的相关研究。
这些方法体现出从传统的模拟实现转变为数字实现，克服了输出的GMSK调制信号的相位不准确，无法进行相干解调的缺点，还避免了复杂的滤波器设计，大大降低了硬件成本，提高了硬件可靠性，更加适用于数字通信系统。
但在现代数字通信调制解调技术的研究中，如何选择合适的调制方式，获得良好的频谱特性、较低的误码率、包络恒定的调制解调波形是相当重要的。
同时，如何充分利用有限的频率资源、节省硬件资源和高速传输大量数据更加是研究的中心。
1.3论文主要研究内容和章节安排1.3.1论文的主要研究内容和创新点本文对GMSK调制解调基本理论进行了研究，结合GMSK信号的特性完成了基于波形存储的GMSK正交调制和差分解调系统的具体实现，并在处理速度和占用资源以及误码率等性能方面做了进一步改善。
主要工作和创新点为：1、结合仿真对GMSK调制性能进行了重点分析，并对基于波形存储的GMSK调制方案进行重点研究。