GMSK调制与解调在不同的信道

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信号的GMSK调制与解调

4.2二比特检测
二比特延迟差分检测框图如图4.3所示。
Cp（t）
图4.3二比特延迟差分检测器框图
如图4.3所示，采用2bit差分解调是，中频滤波器输出首先通过硬限幅电路消除振幅的变化，再与经过2 时延的信号相乘后的输出为：
（4.6）
式中
（4.7）
当（k为整数）时，
图3.4波形储存正交调制器产生GMSK信号
4.GMSK解调
4.1一比特差分检测
在接收端，调制后的GMSK信号经过数字下变频后恢复成I、O两路信号后，可以运用一比特差分检测进行解调。根据1比特差分检测算法找出在一比特周期内接收到的信号在相位方面的改变量。这种相位方面的改变量可以用（4.1）式表示：
（4.1）
2.把差分编码器的输出数据用串/并变换器分成两路，并相互交错一个比特宽度Tb；
3.用加权函数和分别对两路数据进行加权；
4.用两路加权后的数据分别对正交载波和进行调制；
5.把两路输出信号叠加。
MSK信号属于数字频率调制信号，因此可以采用一般鉴频器方式进行解调，其原理如图2.4所示。鉴频器解调方式结构简单，容易实现。
由于及小于，故式（4.5）的第一项在时刻的抽样值为正值，设为第二项在时刻的抽样值可能为正值也可能为负值。若当前码元与前一码元相同，则与的符号相同，即第二项的抽样值为正。若当前码元与前一码元不同，则第二项的抽样值为负。可见，若令
（4.12）
则可将信息代码表示为
（4.13）
称为绝代吗，为相对码（差分码）即对输入数据进行差分编码。
高斯低通滤波器的传输函数为
（3.1）
式中，a是与高斯滤波器的3dB带快有关的一个常数。有3dB带宽定义有
(3.2)

GMSK调制与解调

2Bb
Bb
由此可见，改变a， Bb将随之改变，a是一个待定的常数，选择不同的a，滤波器的特性随之变化。
根据传输函数可以求出滤波器的冲激响应：
hG (t)

a
exp

aLeabharlann 2 2t2

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高斯函数传输函数及冲激响应的曲线分别于图（4）和图
（5）所示，由图可见，当BbTs(归一化带宽)增大时，滤波器的传输函数随之变宽，而冲激响应却随之变窄。
条件(2)是为了防止过大的瞬时频偏；
条件(3)是为了使得调制指数为0.5。
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要满足上述特性，选择高斯型滤波器是合适的。高斯低通滤波器的频率特性为：
H G ( f ) exp{ 2 f 2}
式中，а是与高斯低通滤波器的3dB带宽Bb有关系的参数，他们之间的关系为：
ln 2 0.5887
D/A
sin[·] 表
D/A
cos(t) LPF LPF sin(t)
cos ct
＋ ∑
－
sin ct
放大器
图（10）GMSK波形存储正交调制框图 13
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GMSK信号的表示式为
SGMSK (t) cos[ct (t)] cos(t) cosct sin (t) sin ct
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一、基本原理
从原理上说,实现GMSK信号的方法很简单,只需在 MSK制器前置一个高斯滤波器, ，如图（1）所示，就可以产生GMSK信号。基带的高斯脉冲成型技术平滑了MSK信号的相位曲线，因此使得发射频谱上的旁瓣水平大大降低。

GMSK调制解调在移动通信系统中的应用

移动网络Mobile Network中国无线电 2008年第4期340 引言调制是移动通信系统中提高通信质量的一项关键技术，调制是为了使信号特性与信道特性相匹配。

现代移动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。

1 GMSK的调制原理调制就是用调制信号去控制或改变载波的一个或几个参数，载波的某些参数按调制信号的规律变化，使调制后的信号（称为已调信号）含有原来调制信号的全部信息。

调制的目的在于使要传输的模拟信号或数字信号与信道相匹配，从而有效地传输信号。

调制按照其调制器输入信号的形式可以分为模拟调制和数字调制。

数字调制的性能与模拟调制相比有很大的优势。

模拟调制目前在长距离传输中的应用正日渐减少，而数字调制则占有着越来越重要的地位。

但目前常用的数字通信传输信道仍为模拟信道，为了能使数字信号可靠和有效地在模拟信道中传输，就必须将数字信号调制到模拟载波上。

这种调制方式基本上可分为三类：振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（P S K）。

在实际的工程使用中，使用者又根据传输中不同的要求和用途，由这三种基本数字调制方式发展出了许多改进的调制方式，如高斯最小频移键控（GMSK）调制方式。

G M S K调制方式是在M S K调制器之前加一个高斯低通滤波器。

也即用高斯低通滤波器作为M S K调制的前置滤波器，如图1所示。

图1 GMSK调制原理方框图GMSK信号的表达式为：(1)。

其中，附加相位)(t θ为：(2)。

其中，)(t g 为高斯滤波器的矩形脉冲响应，)(t q 是)(t g 的积分。

调制技术中FSK、MSK、GMSK的研究与应用

调制技术中FSK、MSK、GMSK的研究与应用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。

频移键控(FSK)方法简单，易于实现，并且解调不须恢复本地载波，可以异步传输，抗噪声和抗衰落性能也较强。

因此，FSK调制技术在通信行业得到了广泛地应用，并且主要适用于用于低、中速数据传输。

最小频移键控(MSK)信号在带外产生的干扰小，信号包络恒定，系统可以使用廉价高效的非线性器件，从相位路径的角度来看，MSK属于线性连续相位路径数字调制它能以最小的调制指数(h=0.5)就能获得正交的调制信号，MSK是一种在无线移动通信中很有吸引力的数字调制方式。

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。

本文主要研究了FSK、MSK、GMSK的调制的实现过程，以便更好更广泛的研究应用数字信号的调制解调技术。

关键词：FSK；MSK；GMSK；正交调制Modulation technology FSK、MSK、GMSK research andapplicationAbstractAt present in the digital communication system, the digital receivers to a wide range of applications. With digital communication system design method of demodulation technology is one of the important modern communication technology. According to the characteristics of the channel to choose the appropriate different efficient demodulation way for that the performance of communication system is very important.Frequency Shift Keying (FSK) method is simple, easy to be realized, and demodulation need not restore local carrier, can asynchronous transfer, resistance to noise and resistance to decline and performance is stronger. Therefore, FSK modulation technology in communications industry had been used widely, and mainly used in the used for low, medium speed data transmission.Minimum Shift Keying(MSK) signal in the outside the band of the interference away, signal envelope is constant, the system can use cheap effective nonlinear devices, from the point of view of the phase path, MSK belong to linear continuous phase path digital modulation it can with minimum of the modulation index (h = 0.5) can get orthogonal modulated signal, MSK wireless mobile communication is a kind of very attractive digital modulation mode.Gaussian Filtered Minimum Shift Keying (GMSK) is a typical continuous phase modulation mode, has the envelope spectrum constant, compact, strong anti-interference characteristics, can reduce effectively adjacent word interference, improve the power of nonlinear power amplifier, has set up a file in the mobile communication (such as GSM system), aerospace measurement and control and so on to a wide range of applications.This paper mainly studies the FSK, MSK, GMSK modulation of the realization of the process, in order to better use more extensive research and a digital demodulation technology.Keywords：FSK; MSK; GMSK; Orthogonal modulation目录摘要 (I)Abstract (II)目录........................................................................................................................................... I II 第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 概念简介 (1)1.2.1 FSK简介 (1)1.2.2 MSK简介 (2)1.2.3 GMSK简介 (2)1.3 课题的主要研究工作及意义 (2)1.4 FSK、MSK、GMSK的发展及应用前景 (3)第2章理论基础 (4)2.1 2FSK 调制原理及方法 (4)2.1.1 2FSK调制的基本原理 (4)2.1.2 2FSK信号的表达式和波形图 (4)2.1.3 2FSK信号的带宽 (5)2.1.4 2FSK信号特征 (6)2.1.5 FSK系统性能 (7)2.2 MSK调制原理及方法 (9)2.2.1 MSK调制的基本原理 (9)2.2.2 MSK信号的表达式和波形图 (9)2.2.3 MSK信号的带宽 (11)2.2.4 MSK信号的特点 (12)2.2.5 MSK系统性能 (13)2.3 GMSK调制原理及方法 (14)2.3.1 GMSK调制的基本原理 (14)2.3.2 GMSK信号的表达式和波形图 (16)2.3.3 GMSK信号的带宽 (19)2.3.4 GMSK信号的特点 (20)2.3.5 GMSK系统性能 (20)第3章软件仿真或实验结果分析 (22)3.1 FSK实验结果分析 (22)3.2 MSK实验结果分析 (23)3.3 GMSK实验结果分析 (25)结论 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附录A (32)第1章绪论1.1 引言现代社会是一个信息化的社会，是一个高速发展的社会，信息技术已经日益改变着我们的生活，作为信息传播的基础—信号调制，在信号处理中占着无与伦比的地位。

gmsk调制原理

GSM 使用一种称作0.3GMSK（高斯最小频移键控）的数字调制方式。

0.3 表示高斯滤波器带宽与比特率之比。

GMSK 是一种特殊的数字FM 调制方式：给RF 载波频率加上或者减去67.708KHz 表示1和0。

使用两个频率表示1 和0 的调制技术记作FSK（频移键控）。

在GSM 中，数据速率选为270.833kbit/sec，正好是RF 频率偏移的 4 倍，这样作可以把调制频谱降到最低并提高信道效率。

比特率正好是频率偏移 4 倍的FSK 调制称作MSK（最小频移键控）。

在GSM 中，使用高斯预调制滤波器进一步减小调制频谱。

它可以降低频率转换速度，否则快速的频率转换将导致向相邻信道辐射能量。

0.3GMSK 不是相位调制（也就是说不是像QPSK 那样由绝对相位状态携带信息）。

它是由频率的偏移，或者说是相位的变化携带信息。

GMSK 可以通过I/Q 图表示。

如果没有高斯滤波器，当传送一连串恒定的1时，MSK 信号将保持在高于载波中心频率67.708KHz 的状态。

如果将载波中心频率作为固定相位基准，67.708KHz 的信号将导致相位的稳步增加。

相位将以67.708次/秒的速率进行360 度旋转。

在一个比特周期内（1/270.833KHz），相位将在I/Q 图中移动四分之一圆周、即90 度的位置。

数据 1 可以看作相位增加90 度。

两个 1 使相位增加180 度，三个 1 是270 度，依此类推。

数据0 表示在相反方向上相同的相位变化。

实际的相位轨迹是被严格地控制的。

GSM 无线系统需要使用数字滤波器和I/Q 或数字FM 调制器精确地生成正确的相位轨迹。

GSM 规范允许实际轨迹与理想轨迹之间存在均方根（rms）值不超过 5 度、峰值不超过20 度的偏差1．射频电路射频电路单元一般分成三部分：接收电路、发射电路、频率合成电路。

合路器的作用是将信号手机的收信和发信组合到一根天线上。

在GSM系统中，由于收发不在同一时隙，因此手机可以省去用于隔离收发的双工器，而只需使用简单的收发合路器就可以将发信、收信信号组合到一根天线上而不会互相干扰。

GMSK调制原理

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调制与解调算法研究111

GMSK调制与解调算法研究1 绪论1.1 选题的依据及意义在当代很多地方都使用了软件无线电技术，它打破了以前的那种无线电台功能少、扩容性也比较差的局面，它的基本思想就是通过在硬件上安装不同的可以升级，可以重新设置参数的应用软件来实现很多的通信功能和众多无线电功能的设计新思路[1]。

这样制造商不仅可以节省许多的硬件资源，而且还可以明显的缩短新产品的研发周期，这样就能更适应市场的要求，进而获取更大的利益。

软件无线电拥有开放式模块化体系，它的主要组成模块有：宽带A/D&D/A、可编程DSP模块、窄带A/D&D/A、用户终端模块等。

在接收端可以通过射频(RF)处理和变换所接收到的信号，由宽带A/D将其进行数字化，再通过可编程的DSP模块处理为我们所需要的各种信号并将处理后的信号送到多功能用户终端。

同理，我们也可以利用相同的模式将数据通过天线发射出去，并利用在线和离线软件实现通信环境的各种性能分析处理。

软件无线电所拥有的可编程特点，即RF频段和带宽、传输速率、信道接入方式、业务类型、加密方式等都可以利用软件编程来实现[2]、[3]。

它所具有的开放式模块化结构就为调制解调的实现提供了一个相当良好的软硬件平台，有好的一面当然也有坏的一面坏的一面就是对调制解调技术提出了更为严格的要求，其严格的要求主要体现在以下几个方面：★移动通信系统都存在着多普勒效应、多径衰落、噪声等不好的因素，这样就要求调制技术拥有抗噪声等性能，使其拥有优越的载干比，并让系统能够得到好的误码率性能；★移动通信系统中可用的频带资源少，这样就要求调制以后的信号即使占有较窄的频带宽度就能实现其功能；★移动通信系统为了增加系统容量，让使用的用户更多，它就采用频率复用技术。

这样就存在邻道同频道两种干扰，所以这就要求我们所使用的调制技术必须具有很好的频谱特性以减小干扰，使其系统更加优越；★移动通信系统中的发送接收机所用的功率放大器一般都有非线性的特性，这样就使得无线信道也具有相同的特性了，所以我们所使用的调制技术也应该拥有包络恒定的特点，用来降低功率放大器所造成的不良方面；★因为差分解调并不像相干解调那样需要相干载波的恢复，这样系统就简单了，构造简单了成本自然就低，所以我们应该尽量选择差分解调方式；★容易实现，所需设备尺寸小[4]这样成本低。

本科毕业设计GMSK调制与解调算法设计

GMSK调制与解调算法研究摘要：随着现代通信技术的发展，移动通信技术得到快速发展，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，接着对GMSK的调制原理和几种调制方法进行了阐述，然后，重点研究了GMSK的几种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；调制；差分解调；MatlabThe study of GMSK modulation and demodulation algorithmAbstract：Along with the development of the communication technology, the mobile communication technology has been developing rapidly. A lot of excellent modulation technology has emerged as the times require, Gaussian Minimum frequency shift keying（GMSK）is one of the most outstanding technology in radio communication. It is especially used in radio and satellite communication for its nice spectrum characteristic and anti-jamming capability. At present , many communication system has employed the GMSK, for instance, the GSM, DECT. In this paper , the MSK which is the base of GMSK was introduced firstly, and then the modulation principle and methods of GMSK was analyzed, and the several differentially demodulation methods of GMSK was studied and compared emphatically, Finally using Matlab software simulate and results analysis.KeyWords：Gaussian Minimum Shift Keying；Modulation；Differential Demodulation；Matlab目录第一章绪论 ....................................... 错误!未定义书签。

GMSK调制与解调技术

关键词：高斯最小频移键控
调制
差分解调
M a t l a b
I
×××大学本科毕业设计
T h e s t u d y o f G M S K m o d u l a t i o n a n d d e m o d u l a t i o n a l g o r i t h m
A l o n g w i t h t h e d e v e l o p m e n t o f t h e c o m m u n i c a t i o n t e c h n o l o g y , t h e A b s t r a c t ： m o b i l ec o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g yh a sb e e nd e v e l o p i n gr a p i d l y . Al o to f e x c e l l e n tm o d u l a t i o nt e c h n o l o g yh a se m e r g e da st h et i m e sr e q u i r e , G a u s s i a nM i n i m u mf r e q u e n c ys h i f tk e y i n g （G M S K ）i so n eo ft h em o s t o u t s t a n d i n gt e c h n o l o g yi nr a d i oc o m m u n i c a t i o n . I ti se s p e c i a l l yu s e di n r a d i oa n ds a t e l l i t ec o m m u n i c a t i o nf o ri t sn i c es p e c t r u mc h a r a c t e r i s t i c a n da n t i j a m m i n gc a p a b i l i t y .A tp r e s e n t,m a n yc o m m u n i c a t i o ns y s t e mh a s e m p l o y e dt h eG M S K , f o ri n s t a n c e , t h eG S M , D E C T . I nt h i sp a p e r , t h eM S Kw h i c h i st h eb a s eo fG M S Kw a si n t r o d u c e df i r s t l y , a n dt h e nt h em o d u l a t i o n p r i n c i p l e a n d m e t h o d s o f G M S K w a s a n a l y z e d , a n d t h e s e v e r a l d i f f e r e n t i a l l y d e m o d u l a t i o nm e t h o d so fG M S Kw a ss t u d i e da n dc o m p a r e de m p h a t i c a l l y , F i n a l l yu s i n gM a t l a bs o f t w a r es i m u l a t ea n dr e s u l t sa n a l y s i s .

GMSK调制与解调

t

SGMSK (t ) cos (t )cos ct sin (t )sin ct
式中，
(t )
2T b

t

[ bn g ( nTb
n
Tb )]d 2
设信息数据an为1,，-1，-1，1,1,1，-1，GMSK的相位路径如图（5）所示
由图（4）可见， BTb越小，g(t)波形越宽，幅度越小；当 BTb为有限值时，g(t)的宽度大于一个码元的宽度，即高斯滤波器引入了码间干扰，且BTb越小，码间串扰越严重。这种码间串扰使GMSK信号的相位路径得到平滑，同时也使得GMSK信号在一码元周期内的相位增量不像MSK那样为π/2或-π/2，而是随着BTb的不同及输入序列的不同而不同。
图（2）
图（3）
由图（1）中的高斯滤波器必须满足（1）带宽窄并且锐截止；（2）较低的过脉冲响应；（3）保持输出脉冲面积对应于π/2的相移。其中：条件(1)是为了抑制高频分量；条件(2)是为了防止过大的瞬时频偏；条件(3)是为了使得调制指数为0.5。
高斯低通滤波器的频率特性为：
H G ( f ) exp{ 2 f 2 }
（2）正交调制法 GMSK信号产生的一种实用方法是波形存储正交调制法,其原理框图如图（5)所示。图5-21所示调制器可通过GMSK 信号表示式说明。
cos ct cos[· ] 表 D/A LPF cos(t) ＋ ∑ － s in[· ] 表 D/A LPF s in(t) s in ct 放大器
二、GMSK调制与解调
前面已从原理上说明了产生GMSK的方法, 但这种方法的缺点是不易获得准确的中心频率和规定的频率偏移,硬件实现式(5-44)的hG(t) 也不容易。 GMSK的调制一般采取锁相环法和正交调制法。（1）锁相环法可以用如图（）所示的调制器产生GMSK信号，图中s(t)为矩形数字基带信号，其中“1”码和“0”码分别使载波信号发生π/2和-π/2的相移，产生B模式BPSK信号。锁相环对该B模式BPSK信号的相位跳变进行平滑，使得信号在码元转换时刻相位连续，而且无尖角，当锁相环的频率特性与高斯滤波器的频率特性相同时，锁相环的输出即为 GMSK信号。

GMSK调制解调原理

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。

调制技术中FSK、MSK、GMSK的研究与应用

调制技术中FSK、MSK、GMSK的研究与应用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。

频移键控(FSK)方法简单，易于实现，并且解调不须恢复本地载波，可以异步传输，抗噪声和抗衰落性能也较强。

因此，FSK调制技术在通信行业得到了广泛地应用，并且主要适用于用于低、中速数据传输。

本文主要研究了FSK、MSK、GMSK的调制的实现过程，以便更好更广泛的研究应用数字信号的调制解调技术。

GMSK频带调制与解调Mtlab设计与分析_课程设计

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。

(完整word版)GMSK调制解调系统

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调制解调系统学生: 指导教师: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 system Abstract: 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。

GMSK数字信号的调制及性能分析

GMSK概述
• 原理：GMSK调制技术是在MSK基础上经过改进得到的。MSK是二进制连续相位FSK的一种改进形式。在FSK方式中，每一个码元的频率不变或者跳变一个固定值，而在两个相邻的频率跳变码元信号之间，其相位通常是不连续的。MSK就是FSK信号的相位始终保持连续变化的特殊形式。可以看成是调制指数为0.5的一种CPFSK（连续相位频移键控）信号。 • MSK信号表示如下：
• 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
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
• 历史：l979年由日本国际电报电话公司提出的GMSK调制方式．有较好的功率频谱特性，较优的误码性能，特别是带外辐射小，很适用于工作在VHF和UHF频段的移动通信系统，越来越引起人们的关注。

gmsk调制方式

gmsk调制方式GMSK（Gaussian Minimum Shift Keying）是一种调制方式，广泛应用于无线通信系统中。

它是一种连续相位调制（CPM）技术，通过改变载波的相位来传输数字信号。

GMSK调制方式具有带宽效率高、抗多径衰落能力强等优点，因此在许多无线通信标准中得到了广泛应用。

GMSK调制方式的特点之一是其调制指数为0.5。

调制指数是指载波相位变化的速率与基带信号变化的速率之间的比值。

在GMSK调制方式中，载波相位的变化是通过高斯滤波器来实现的，这样可以使得相位变化更加平滑，减小了带宽占用。

同时，调制指数为0.5也使得GMSK调制方式具有较好的抗干扰性能。

GMSK调制方式的实现主要包括两个步骤：符号映射和高斯滤波。

首先，将数字信号映射为一系列的符号，每个符号代表一段时间内的数字信号。

然后，通过高斯滤波器对这些符号进行调制，得到相应的载波相位变化。

在解调时，可以通过对载波相位的变化进行解调，还原出原始的数字信号。

GMSK调制方式在无线通信系统中有着广泛的应用。

例如，在蜂窝移动通信系统中，GSM（Global System for Mobile Communications）标准采用了GMSK调制方式。

GSM是一种全球通用的移动通信标准，它使用GMSK调制方式来传输语音和数据。

GMSK调制方式在GSM系统中的应用，使得系统具有较高的带宽效率和抗干扰性能，能够支持更多的用户同时进行通信。

此外，GMSK调制方式还被应用于蓝牙通信、无线局域网（WLAN）等无线通信领域。

蓝牙通信是一种短距离无线通信技术，它使用GMSK调制方式来传输数据。

GMSK调制方式在蓝牙通信中的应用，使得通信距离更远、传输速率更高。

WLAN是一种无线局域网技术，它也采用了GMSK调制方式来传输数据。

GMSK调制方式在WLAN中的应用，使得无线网络具有更好的抗干扰性能和更高的传输速率。

总之，GMSK调制方式是一种在无线通信系统中广泛应用的调制方式。

GMSK调制与解调

图（5）
（2）正交调制法 GMSK信号产生的一种实用方法是波形存储正交调制法,其原理框图如图（5)所示。图5-21所示调制器可通过GMSK信号表示式说明。由GMSK信号的表达式 SGMSK (t ) cos (t )cos ct sin (t )sin ct
可见，可用正交调制方法产生GMSK信号，但GMSK正交调制器比QPSK等信号的正交调制器更复杂一些。在QPSK等信号的正交调制中，两个正交支路的基带信号的电平在一个码元内是不变的。由于高斯滤波器的矩形脉冲响应g(t)存在码间串扰，所以上式中两个正交支路基带信号cosƟ(t)及sin Ɵ(t)在一个码元内是变化的，而且其变化规律还与其他码元有关。但是，尽管g(t)理论上是在∞<t<∞范围内取值，但当|t|较大时，g(t)的幅度比较小，这样就可以用g(t) 进行截断处理。
一基本原理从原理上说实现gmsk信号的方法很简单只需在msk调制器前置一个高斯滤波器就可以产生gmsk信号如图1所示输入前置滤波器msk调制器输出这种滤波作用是使基带方波的棱角加以圆滑如图2所示
GMSK调制与解调
专业：信号与信息处理姓名：李其信学号：201120952
一二
• 基本原理
• 调制与解调
三
为什么引入GMSK调制技术？？
MSK调制方式的突出优点是信号具有恒定的振幅及信号的功率谱密度在主瓣外衰减较快。然而，在一些通信场合（例如移动通信），对信号带外辐射功率的限制十分严格，比如，必须衰减70-80dB以上。 MSK信号仍不能满足这样苛刻的要求。高斯最小频移键控（GMSK）方式就是针对上述要求提出的。
地址产生器
图（5）
GMSK信号的表示式为
SGMSK (t ) cos[ct (t )] cos (t )cos ct sin (t )sin ct

实验五--GMSK调制及相干解调实验

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，从而达到改善MSK 信号频谱特性的目的。

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。

高斯低通滤波器的冲击响应为()()222h t t πα-b α 该滤波器对单个宽度为T b 的矩形脉冲的响应为 ()22bb T T g t Q t Q t ⎤⎤⎫⎫=--+⎥⎥⎪⎪⎭⎭⎦⎦()()22tQ t d ττ∞=-⎰当B b T b 取不同值时，g(t)的波形如图5-1所示0T b 2T b-T b -2T b t图5-1 高斯滤波器的矩形脉冲响应GMSK 的信号表达式为()cos 22ts c n s s T S t t a g nT d T πωττ-∞⎧⎫⎡⎤⎛⎫⎪⎪=+--⎨⎬⎢⎥ ⎪⎝⎭⎪⎪⎣⎦⎩⎭∑⎰ GMSK 的相位路径如图5-2所示。

图5-2 GMSK 的相位轨迹从图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。