gmsk调制matlab
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gmsk调制解调matlab -回复题目:GMSK调制解调在MATLAB中的实现与应用引言:GMSK调制解调(Gaussian Minimum Shift Keying)是一种具有高效带宽利用率和抗多径衰落干扰能力的调制解调技术。
它在通信系统中有广泛应用,如蜂窝移动通信系统、无线局域网(WLAN)以及蓝牙技术等。
本文将介绍GMSK调制解调的原理,并通过MATLAB来实现和仿真。
一、GMSK调制原理GMSK调制是一种连续相位调制技术,其基本原理是将离散数据序列通过Gaussian型滤波器进行平滑处理,再通过一连串的正弦函数进行相位调制。
GMSK调制过程中,利用数据的位置变化来改变相位,从而实现数据的调制。
其优点是频谱带宽窄,具有抗多径衰落的能力。
二、GMSK调制过程1. 生成数据序列:在MATLAB中,可以通过使用randi函数生成随机的数字序列作为GMSK调制的输入。
例如,可以使用以下代码生成长度为N的二进制随机序列:MATLABdata = randi([0,1],1,N);2. GMSK调制:GMSK调制可以通过将原始数据序列转换为相位差的形式来实现:MATLABphase_diff = diff(data); 计算相邻数据间的差值g = exp(j*phase_diff*pi/2); 对差值进行相位调制其中,j表示虚数单位,pi/2用于将相位差转换为弧度表示。
3. I/Q信号生成:GMSK调制生成的信号是复数信号,包括实部和虚部。
通过将实部和虚部分别与正弦和余弦函数相乘,可以生成I/Q信号:MATLABI = real(g);Q = imag(g);其中,I表示实部,Q表示虚部。
4. 滤波:GMSK调制的输出信号需要通过高斯型滤波器进行滤波,以平滑信号的相位变化。
MATLAB提供了fir1函数用于设计滤波器:MATLABfc = 0.25; 滤波器截止频率filter_order = 128; 滤波器阶数filter_coeff = fir1(filter_order, fc);filtered_I = conv(I, filter_coeff);filtered_Q = conv(Q, filter_coeff);这里选取截止频率为0.25,滤波器阶数为128,使用fir1函数设计FIR 滤波器,并对I/Q信号进行滤波操作。
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调制解调的MATLAB仿真与误码率分析
插 入 高斯低 通预 调制 滤波 器 [ , 使 其具 有包 络恒 定 、 带宽 较 窄 和能 进行 相 干解 调 的 优点 , 并 能 够有 效 提 高 数
字移动通信 的频谱利用率和通信质量。文章通过 S i m u l i n k 对G M S K系统进行仿真分析其抗干扰能力。
1 G MS K调 制 解 调 系统
已调信 号
图2 GMS K调 制 原 理 图
高斯滤 波器 的传输 函数 表示 为 : 日( . =e x p ( 一
)
( 1 )
其中O / 是与滤波器 ( 3 分贝带宽) 有关的一个系数。 B 可 以由以下公式计算 :
{ I e x p ( 一 2 O r 2 = ÷
性能 。
关 键词 : G M S K : 误比 特率; s i m u l i n k 仿真
中图分 类号 : T P 3 9 3
文 献标 识码 : A
文章 编号 : 1 0 0 8 . 9 6 5 9 ( 2 0 1 5 ) 0 2 . 0 6 7 . 0 6
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 l l J 。仿 真 设 计 技术 由 于
可得 : B h— O . 5 8 8 7
1 . 2 G MS K解调 原理
基于MATLAB 的GMSK仿真分析(通信原理三级项目)
• QAM 信号具有频带利用率高的优点,但它在码元交替处 的载波相位是突变的, 这会在功率谱上产生很强的旁瓣 分量。 • 为解决对信道线性要求过高的问题, 要求发射信号具有 恒定包络且相位连续,MSK 和GMSK 即能满足这一要求 。
MSK
• MSK 是以最小调频指数(h = 0.5)获得的一种相位连续 的FSK(频移键控)。当h = 0.5 时,用于调制的两个频 率的频差最小。此外,这两个频率正交, 它们的相关函 数为0。 • 在图1 所示的MSK调制原理框图中, 首先对输入的双极 性信号进行差分编码,然后进行串并转换,得到Ik、Qk 两路并行的双极性码,且相互错开一个比特宽度Ts,Ik、 Qk两路信号分别与cos(πt/2Tb)和sin(πt/2Tb)相乘, 再送到互为正交的相乘调பைடு நூலகம்器对正交载波cos ωCt和sin ωCt 进行调制。调制器输出的I 路信号(同相分量)和Q 路信号(正交分量)送到相加器后,便可输出MSK 信号 。
GMSK 调制系统建模
7. 恢复出的二进制序列从Rx 端口进入Error Rate Calculation(错误率统计)模块。 8. Bernoulli BinaryGenerator 模块产生的原 始二进 制序列从Tx端口进入Error Rate Calculation 模 块。这样,就可得到系统的误码率。 将Complex to Real-Imag 模块和Scope 模块 相结合,就可显示GMSK 的仿真波形。
MSK 调制原理框图
GMSK
• 为进一步压缩带宽,改善MSK的频谱特性,可采用 GMSK 即高斯MSK调制方式。 • GMSK 是在MSK 调制器之前加一个高斯低通滤波 器, 使基带脉冲信号经过高斯低通滤波器后成为高 斯脉冲,再对其进行MSK 调制。
基于MATLAB的GMSK调制解调实验
本科课程设计说明书题目:基于Matlab的GMSK调制与解调院(部):信息与电气工程学院专业:通信工程班级:姓名:学号:指导教师:完成日期:目录摘要 (Ⅱ)第1章绪论 (1)第2章 GMSK调制与解调系统 (2)2.1 GMSK系统的介绍 (2)2.2 GMSK系统的设计原理 (2)2.2.1 GMSK调制原理 (3)2.2.2 GMSK解调原理 (4)第3章 GMSK系统功能模块设计与结果分析 (5)3.1 GMSK系统的功能模块设计 (5)3.1.1 信号发生模块 (5)3.1.2 调制与解调模块 (7)3.1.3 误码率计算模块 (9)3.1.4 波形观察模块 (10)3.2 GMSK系统结果分析 (15)3.2.1 GMSK调制与解调波形 (15)3.2.2 GMSK调制信号眼图 (17)第4章结论 (19)参考文献 (20)附录一:程序附录二:建模图摘要高斯滤波最小频移键控(GMSK)系统的特点是在MSK(最小移频键控)调制器之前插入高斯低通预调制滤波器进行预调制滤波,因此GSMK调制的信号频谱紧凑、误码特性好,在数字移动通信中得到了广泛使用,如现在广泛使用的GSM(Global System for Mobile communication)移动通信体制就是使用GMSK 调制方式。
本文主要在瑞利信道下,通过在Matlab中的Simulink建立仿真模型进行仿真研究。
并通过观察GMSK系统调制、解调信号的的波形、频谱图、眼图和误码率曲线,从而验证GMSK系统较为良好的性能。
关键词:GMSK,瑞利信道,SimuLink仿真,误码率曲线第1章设计要求1.1 设计内容:学习GMSK系统的传输原理,并使用Simulink搭建GMSK系统的调制与解调模块,利用高斯信道模块来模拟信号传输仿真,用示波器观察各点波形,通过与理论波形的对比,验证电路的正确性。
1.2 设计要求:1. 观察基带信号和解调信号波形;2. 观察已调信号频谱图3.分析调制性能和BT参数的关系。
MSK、GMSK调制及相干解调Matlab仿真
MSK、GMSK调制及相干解调Matlab仿真实验目的:1.掌握MSK调制、相干解调原理及特性;2.了解MSK调制与GMSK调制的差别。
实验内容:1.编写MATLAB程序仿真MSK调制及相干解调;2.观察I、Q两路基带信号的特征及与输入NRZ码的关系;3.观察I、Q调制解调过程中信号的变化;4.对程序做修改,进行GMSK调制及解调仿真;5.分析仿真中观察的数据,撰写实验报告。
仿真代码:clear allclcglobal dt df t f Nclose allpi=3.1415926;fc=5;N=2^8;L=8;M=N/L;Rb=2;Tb=1/Rb;dt=Tb/L;df=1/(dt*N);T=N*dt;B=N*df/2;t=[-T/2+dt/2:dt:T/2];f=[-B+df/2:df:B];EP=zeros(size(f));EPg=zeros(size(f));for ii=1:10;for j=1:50;b=sign(randn(1,M));for i=1:L,s(i+[0:M-1]*L)=b;endP=t2f(s);P=P.*conj(P)/T;EP=(EP*(j-1)+P)/j;endPs=10*log10(EP+eps);Bb=Tb/0.3;alpha=sqrt(logm(2)/2/Bb^2);H=exp(-alpha^2*f.^2);a(1)=b(1);for i=M:-1:2,a(i)=b(i)*b(i-1);endfor i=1:L,sa(i+[0:M-1]*L)=a;endsend=real(f2t(t2f(s).*H));It=zeros(size(t));for k=0:2*L:N-1;kk=1:2:2*L;kkk=1:L;It(k+kk)=send(k+kkk+L);It(k+kk+1)=send(k+kkk+L);endfor k=N:-1:L+1,It(k)=It(k-L);endQt=zeros(size(t));for k=0:2*L:N-1;kk=1:2:2*L;kkk=1:L;Qt(k+kk)=send(k+kkk);Qt(k+kk+1)=send(k+kkk);endsubplot(2,1,1);stem(b);title('原始');%x = input('xxx');%IttItt=It.*cos(pi*t/2/Tb);%QttQtt=Qt.*sin(pi*t/2/Tb);%GMSK 时域波形gmsk=Itt.*cos(2*pi*fc*t)-Qtt.*sin(2*pi*fc*t); %GMSK 功率谱PP=t2f(gmsk);Pa=PP.*conj(PP)/T;EPg=(EPg*(ii-1)+Pa)/ii;endPgmsk=10*log10(EPg+eps);%接收端r=gmsk;%接收端的低通滤波器,带宽为RbLPF=zeros(size(f));ai=(B-Rb)/2/B*size(f);aj=(B+Rb)/2/B*size(f);for k=(ai(1,2):aj(1,2)),LPF(k)=1;end%接收端上支路LPF的输出,与Itt相似(图九)RI=r.*cos(2*pi*fc*t);RI=real(f2t(t2f(RI).*LPF));RQ=-r.*sin(2*pi*fc*t);RQ=real(f2t(t2f(RQ).*LPF));%取样RIt=RI(2*L:2*L:N);RQt=RQ(L:2*L:N);%码型串并转换Rt=zeros(1,M);Rt(2:2:M)=RIt(1:M/2);Rt(1:2:M-1)=RQt(1:M/2);%判决Rt=sign(Rt);clear j;d(1)=j;for i=2:M,d(i)=d(i-1).*j;ende=Rt.*d;for i=1:2:M,e(i)=imag(e(i));endf=b-e;for i=1:L,sy(i+[0:M-1]*L)=e;endsubplot(2,1,2);stem(sy);f2tfunction x=f2t(X)global dt df t f T NX=[X(N/2+1:N),X(1:N/2)];x=ifft(X)/dt;t2ffunction X=t2f(x)global dt N t f TH=fft(x);X=[H(N/2+1:N),H(1:N/2)]*dt;。
基于matlab的GMSK综合实训
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, GMSK(高斯滤波最小频移键控)技术是无线通信中比较突出的一种二进制调制方法,它具有良好的频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。
本文详细的阐明GMSK的自身特性,基本原理及其应用范围等以及跟其联系紧密的MSK GSM 也进行了详细的阐述。
我们引入MSK与其做对比,观察两者在相同条件下的误码率和功率谱密度,以及改变BT值来观察GMSK的误码性能。
通过这一系列的数据图像的对比,发现GMSK的优缺点,进而更好了解移动通信。
该课程设计使用的平台为MATLAB,通过这次课程设计熟悉MATLAB中M文件的使用方法,并在掌握GMSK调制解调原理的基础上,编写出GMSK调制解调程序。
绘制出GMSK信号解调前后在时域波形,并观察解调前后波形有何变化以加深对GMSK信号调制解调原理的理解。
关键词:GMSK 误码率 GSM BT值目录1. 绪论 (3)1.1 课程设计意义 (3)1.2 课程设计目的 (3)1.3 课程设计平台 (4)1.4课程设计结构 (4)2. MSK、GMS和GMSK系统 (5)2.1 概述 (5)2.2 MSK(最小频移键控) (5)2.2.1 MSK简介 (5)2.2.2 MSK的基本原理 (6)2.2.3 MSK信号的调制 (7)2.2.4 MSK信号的解调 (8)2.2.5 MSK的特性分析 (8)2.3 GSM(全球移动通信系统) (8)2.3.1 GSM简介 (9)2.3.2 GSM的基本原理 (9)2.4 GMSK (高斯最小频移键控) (10)2.4.1 GMSK简介 (10)2.4.2 GMSK的国内外状况研究 (11)2.4.3 GMSK的基本原理 (12)2.4.4 GMSK的调制原理 (12)2.4.5 GMSK的解调原理 (15)2.4.6 高斯低通滤波器 (17)2.4.7 GMSK性能分析 (18)3. GMSK系统的设计与实现 (19)3.1仿真结果预测 (19)3.2仿真预测结果的意义 (19)3.3 GMSK的调制解调设计 (19)3.3.1 调制设计 (19)3.3.2 解调设计 (20)3.4 GMSK的Matlab程序、仿真和分析结果 (21)3.4.1 仿真程序源代码 (21)3.4.2 仿真结果及分析 (26)3.4.3 BT值对GMSK信号的影响 (32)结束语 (33)参考文献 (34)附录 (35)1. 绪论通信系统是用以完成信息传输过程的技术系统的总称。
gmsk调制解调matlab如何实现_两种gmsk调制解调方式的实现
gmsk调制解调matlab如何实现_两种gmsk调制解调方式的实现
一、连续相位调制原理
1、CPM信号模型
CPMC信号的实数域数学表达式:
上式中,A表示符号能量,fc表示载波频率,I为发送的码元数据
T表示码元周期,承载了待发送的码元信息,表示CPM基带信号的时变相位函数,为信号的初始相位。
与PSK信号基带相位取有限的离散值不同,CPM基带信号的相位是时间的连续函数。
下面给出CPM信号的连续相位函数的表达式:
上式中,h为CPM信号的调制指数,它决定了每个符号周期内CPM信号的相位变化量。
调制指数h越大,一个符号周期内相位的变化越大,时域和频域上越容易区分:q(t)称为相位成形脉冲函数,由一个持续时间有限的脉冲函数g(t)积分得到:
所以脉冲函数g(t)也称为频率成形脉冲。
频率脉冲函数g(t)仅在区间[0,LT]有非零值,其中L称为关联长度,且频率脉冲函数g(t)具有一下特点:
因此,相位成形脉冲函数q(t)满足以下关系:
由上面各式可得,调制指数h、频率成形脉冲函数g(t)、关联长度L和基带符号的进制数M,共同决定了CPM基带信号的相位随时间变化的规律,选择不同的调制指数可以得到不同的连续相位调制信号,并且这一大类CPM信号具有相似的性质。
从式(2.4)的积分形式可以看出,相位成形脉冲函数q(t)是时间的连续函数,这保证了CPM基带信号。
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技术原理与MATLAB仿真报告
一、引言
高斯滤波最小频移键控( Gaussian Filtered Minimum Shift Keying GMSK)由于具有优良的频谱效率和功率效率等特性,因而作为一种主要的 调制技术被广泛地应用于多种现行 的无线标准之中 (GSM, DECT, CDPD )。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,其特点是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。由于数字信号在调制前进行了 Gauss 预调制滤波,调制信号 在交越零点不但相位连续,而且平滑过滤,因此 GSMK 调制的信号频谱紧 凑、误码特性好,在数字移动通信中得到了广泛使用,如现在广泛使用的 G SM( Global System for Mobile communication)移动通信体制就是使用 G MSK 调制方式。本文首先介绍了 GMSK 的应用背景和研究现状,然后分析 了 GMSK 的调制以及解调原理,最后利用 MATLAB 进行了系统仿真和性 能分析。
3.2 GMSK信号的调制和解调
3.2.1 GMSK调制器的实现方案及其比较
直接数字调频方案
该方案利用脉冲形成后的基带信号直接对压控振荡器VOC进行调频。该方 案十分简单,并且在多种模拟和数字系统中采用。例如蜂窝数字分组数据系统 (CDPD)和全球通(GSM)[4]。可是该方案不易于集成。而且为了保持中心频率在动 态范围内,就必须要求VOC有着较高的线性度和灵敏度。类似的方案还有环路 型调制器(见图4) 。 2 BPSK保证每个码元得相位变化为 2 ,利用锁相环对相 位进行平滑。可是如何设计PLL的传输函数,从而满足功率谱特性的需要是一件 很困难的事情。
实验一 基于matlab的GMSK综合实训
实验一 基于matlab 的GMSK 综合实训一、实验目的1.熟练掌握GMSK ,MSK 信号的调制解调基本原理2.熟悉并熟练掌握MATLAB 的编程技术3 能采用MATLAB 实现对GMSK ,MSK 调制解调的原理性仿真,给出GMSK 编码,调制,以及接收端进行解调的详细过程及分析,以此来更深入理解GMSK 的调制解调过程4. GMSK 调制是在MSK (最小频移键控)调制器之前插入高斯低通预调制滤波器这样一种调制方式,其中BT 值作为设计高斯滤波器的一个主要参数,对GMSK 系统以及提高数字移动通信的频谱利用率和通信质量有重大意义。
任意设置几个BT 值(不少于四个),观察运行结果并给出相应分析二、实验平台Matlab三、实验原理1. MSK 的基本原理在一个码元时间T b 内,信号可表示为S(t)=ACOS [ωc t +θ(t)] (1)当θ(t)为时间连续函数时,已调波在所有时间上是连续的。
若传0码时载频为ω1,传1码时载频为ω2,它们相对于未调载频ωc 的偏移为ω∆,则式(1)又可写为S(t)=ACOS [ωc t +∆±t ωθ(0)] (2)比较式(1)和式(2)可以看出,在一个码元时间内,相角θ(t)为时间的线性函数,即θ(t)= +∆±t ωθ(0) (3)式中,θ(0)为初相角,取决于过去码元调制的结果。
它的选择要防止相位的任何不连续性。
对于FSK 信号,当2ω∆T b =nπ(n 为整数)时,就认为它是正交的。
为了提高频带利用率,ω∆要小,当n=1时,ω∆达到最小值,这时有ω∆T b =2π (4)2∆f T b =h =21 (5) 其中,h 称为调制指数。
由式(5)看出,频偏∆f =1/(4Tb );频差2∆f =1/(2Tb ),它等于码元速率的一半,这是最小频差。
所谓的最小频移键控(MSK ),正是取调制指数h=0.5,在满足信号正交的条件下,使频移∆f 最小。
【谷速软件】matlab源码- MSKGMSK调制解调
1、MSK调制原理
MSK称为最小移频键控,是移频键控(FSK)的一种改进型。
这里“最小”指的是能以最小的调制指数(即0.5)获得正交信号,它能比PSK传送更高的比特速率。
二进制MSK信号的表达式可写为:
输入数据NRZ,然后通过CPLD电路实现差分编码及串/并转换,得到I k、Q k 两路数据。
波形选择地址生成器是根据接受到的数据(I k或Q k)输出波形选择的地址。
EEPROM(各种波形数据存储在其中)根据CPLD输出的地址来输出相应的数据,然后通过D/A转换器得到我们需要的基带波形,最后通过乘法器调制,运放求和就得到了我们需要的MSK调制信号。
在MSK调制中,成形信号取出原理为:由于成形信号只有两种波形选择,因此当前数据取出的成形信号只与它的前一位数据有关。
如果当前数据与前一位数据相同,输出的成形信号就相反(如果前一数据对应波形1,那么当前数据对应波形2);如果当前数据与前一位数据相反,输出的成形信号就相同(如果前一数据对应波形1,那么当前数据仍对应波形1)。
GMSK的MATLAB仿真
高斯滤波的最小频移键控(GMSK )引言MSK 调制是调制指数为0.5的二元数字频率调制,具有很好的特性,如恒包络、相对窄的带宽、并可以相干检测。
MSK 信号在任一码元间隔内,其相位变化为Π/2,而在码元转换时刻保持相位连续。
然而,MSK 信号的相位变化是折线,在码元转换时刻会产生尖角,从而使其频谱特性的旁瓣降缓慢,带外辐射相对较大。
移动数字通信中采用高速传输速率时,要求邻道带外辐射低于-(60~80)dB ,而MSK 信号不能满足功率谱在相邻信道的取值低于主瓣峰值60dB 以上的要求,所以需寻求进一步压缩带宽的方法。
为了进一步改善MSK 的频谱特性,有效的办法是对基带信号进行平滑处理,使调制后的信号相位在码元转换时刻不仅连续而且变化平滑,从而达到改善频谱特性的目的。
GMSK 作为MSK 的改进型,即是以高斯低通滤波器作为预调滤波基带滤波器的MSK 方式,所以称为高斯MSK 或GMSK 。
为了在改善信号的频谱特性的同时,还能保持MSK 原有的特征,这种预处理低通滤波器必须满足以下条件:1)窄带,带外截止陡峭,从而抑制不需要的高频分量;2)冲激响应无过冲或过冲 量小,防止产生多余的瞬时频偏;3)保持滤波器输出的脉冲面积不变,使相应的载波相移保持为∏/2。
高斯低通滤波器能很好地满足这些要求。
在GMSK 中,将调制的不归零数据通过预调制高斯脉冲成形滤波器,使其频谱上的旁瓣水平进一步降低。
基带的高斯脉冲成形技术平滑了MSK 信号的相位曲线,因此稳定了信号的即时频率变化,这使得发射频谱上的旁瓣水平大大降低。
将此高斯波形去进行调频,就可使功率谱中高频分量的滚降变快。
预调制高斯滤波器将全响应信号(即每一个基带符号占据一个比特周期Tb )转换为部分响应信号,每一发射符号占据几个比特周期。
然而由于脉冲成形并不会引起平均相位曲线的偏离,因此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。
gmsk的matlab实现 -回复
gmsk的matlab实现-回复GMSK的Matlab实现GMSK,即高斯最小频移键控(Gaussian Minimum Shift Keying),是一种数字调制技术,常用于数字通信系统中,特别适用于对带宽要求较高的无线通信应用。
本文将逐步介绍GMSK的原理和在Matlab中的实现过程。
首先,我们来了解一下GMSK的原理。
GMSK调制是通过将数字信息转换成频带限制的高斯脉冲信号来传输的。
具体来说,GMSK将数字信息转换成一系列的数字符号,然后使用高斯滚降脉冲来调制信号的相位,实现频移键控调制。
这种调制技术具有信号带宽窄、抗多径衰落能力强等优点,所以在很多数字通信系统中得到广泛应用。
在Matlab中,我们可以通过一系列步骤来实现GMSK调制。
下面我们将一一介绍。
步骤一:生成数字信息信号首先,我们需要生成一个数字信息信号,这个信号可以是一系列数字符号构成的序列。
这些数字符号可以是二进制数据或者任意离散值,表示需要传输的信息。
在Matlab中,我们可以通过使用randi函数生成一串随机二进制序列作为数字信息信号。
步骤二:生成基带信号基带信号是GMSK调制的输入信号,它由数字信息信号经过波形整形滤波器得到。
在GMSK调制中,常用的波形整形滤波器是高斯滚降滤波器。
在Matlab中,我们可以使用fdesign.pulseshaping函数来设计和创建这个滤波器,并使用设计好的滤波器对数字信息信号进行卷积运算,得到基带信号。
步骤三:生成调制信号通过对基带信号进行频移键控调制,我们可以得到GMSK的调制信号。
在GMSK调制中,我们可以使用时钟信号来进行相位调制。
具体来说,通过对基带信号进行频率除法运算,得到一个相位误差信号。
这个相位误差信号可以与时钟信号进行乘积运算,得到调制信号。
在Matlab中,我们可以使用phased.FrequencyDivider和phased.ConstellationModulator 函数来实现这一步骤。
细注释的matlab gmsk调制解调原 理仿真源码
细注释的matlab gmsk调制解调原理仿真源码GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying) 是一种常用的调制解调技术,主要应用于数字通信系统中。
它采用高斯滤波器来平滑信号的频率转移,并且具有较低的带宽。
本文将介绍GMSK调制解调的原理,并给出MATLAB仿真源码。
GMSK调制的原理是将数字信号转换为连续相位频移键控信号,并通过高斯滤波器实现平滑转移。
具体步骤如下:1. 将数字信号进行差分编码,即将连续的比特流进行差分运算,得到符号流。
2. 将符号流进行高斯滤波,生成平滑的频率转移曲线。
3. 将频率转移曲线进行相位调制,得到连续相位频移键控信号。
GMSK解调的原理是将接收到的连续相位频移键控信号还原为数字信号。
具体步骤如下:1. 将接收到的信号进行频率解调,得到频率转移曲线。
2. 将频率转移曲线进行低通滤波,去除高频噪声。
3. 将滤波后的信号进行差分解码,得到解调后的数字信号。
下面给出MATLAB的GMSK调制解调的仿真源码:```MATLAB% GMSK调制解调仿真源码clear;clc;% 参数设置fs = 100e3; % 采样率T = 1/fs; % 采样周期Ts = 1e-3; % 符号周期fc = 10e3; % 载波频率BT = 0.3; % 带宽-符号时间积N = Ts/T; % 每个符号的采样点数M = 2; % 每个符号的比特数% 生成符号序列bits = randi([0 M-1], 1, 100); % 随机生成100个比特 symbols = bi2de(reshape(bits, M, length(bits)/M).', 'left-msb'); % 按照每M个比特组成一个符号% GMSK调制t = (0:T:(N*Ts)-T); % 时间序列s = gmskmod(symbols, fc, fs, BT, 'gray'); % GMSK调制 % GMSK解调r = gmskdemod(s, fc, fs, BT, 'gray'); % GMSK解调r_symbols = reshape(de2bi(r, M, 'left-msb').', 1, length(bits)); % 解调得到的比特流% BER计算num_errors = sum(bits ~= r_symbols);BER = num_errors / length(bits);% 结果显示fprintf('比特误码率(BER): %f', BER);```上述源码中,首先设置了相关的参数,比如采样率、符号周期等。
gmsk的matlab实现
gmsk的matlab实现GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying) 是一种用于无线通信的调制技术,它是基于Gaussian滤波器和相移键控(PSK) 的一种方法。
在MATLAB 中实现GMSK 调制和解调的过程可以分为以下几个步骤:1.生成随机比特流:使用MATLAB 的randint函数生成随机比特流。
2.GMSK 调制:使用MATLAB 的comm.GMSKModulator对象进行GMSK 调制。
3.信道传输:在MATLAB 中模拟信道传输,可以使用comm.AWGNChannel对象模拟加性白高斯噪声信道。
4.GMSK 解调:使用MATLAB 的comm.GMSKDemodulator对象进行GMSK 解调。
5.比特提取:从解调后的信号中提取出比特流。
以下是一个简单的MATLAB 脚本,实现了上述过程:matlab复制代码% 参数设置M = 2; % 进制数fc = 20e3; % 载波频率fs = 4*fc; % 采样频率t = -10/fs:1/fs; % 时间向量N = length(t); % 比特数rand_bits = randi([0 M-1], N, 1); % 随机比特流% GMSK 调制gmsk_mod = comm.GMSKModulator('ModulationOrder', M, ...'GaussianFilterMu', 0.5, 'CarrierFrequency', fc);modulated_signal = step(gmsk_mod, rand_bits);% 信道传输awgn_chan = comm.AWGNChannel('EbN0', 10, 'SignalType','modulated');received_signal = step(awgn_chan, modulated_signal);% GMSK 解调gmsk_demod = comm.GMSKDemodulator('DemodulationOrder', M, ...'GaussianFilterMu', 0.5, 'CarrierFrequency', fc);received_bits = step(gmsk_demod, received_signal);% 比特提取received_bits = received_bits(:);[~, bit_indices] = max(received_bits);received_bits = bit_indices > (M/2); % 取最大值对应的比特为1,否则为0% 结果比较errors = received_bits ~= rand_bits; % 比较发送和接收的比特流是否有误BER = sum(errors(:)) / length(errors); % 计算误码率 (Bit Error Rate)disp(['Bit error rate: ', num2str(BER)])这个脚本首先生成一个随机比特流,然后使用GMSK 调制器进行调制,接着通过加性白高斯噪声信道进行传输,然后使用GMSK 解调器进行解调,最后提取出解调后的比特流并计算误码率。
基于MATLAB的GMSK调制解调实验
移动通信与无线网络安全课程作业题目基于BPSK调制模式的通信建模仿真学生姓名学号2015院系电子与信息工程学院专业电子与通信工程任课教师二O一六年五月四日摘要本次设计为基于MATLAB的BPSK原理电路仿真。
本次设计着重介绍了算法的实现,并采用MATLAB程序仿真测试了BPSK过程中单极性不归零编码、脉冲成形、PSK调制、信号通过AWGN信道、载波恢复、解调、解码等过程。
关键词:BPSK;2PSK;MATLAB;数字频带通信;目录一. BPSK调制与解调原理 (1)1.1 BPSK的调制原理 (1)1.2 BPSK的解调原理 (2)二. 基于MATLAB的BPSK调制解调仿真 (3)2.1仿真框图 (3)2.2仿真源程序 (4)2.3 仿真输出结果 (5)2.4仿真结果分析 (9)三.总结 (10)一. BPSK调制与解调原理1.1 BPSK的调制原理如果两个频率相同的载波同时开始振荡,这两个频率同时达到正最大值,同时达到零值,同时达到负最大值,它们应处于"同相"状态;如果其中一个开始得迟了一点,就可能不相同了。
如果一个达到正最大值时,另一个达到负最大值,则称为"反相"。
一般把信号振荡一次(一周)作为360度。
如果一个波比另一个波相差半个周期,我们说两个波的相位差180度,也就是反相。
当传输数字信号时,"1"码控制发0度相位,"0"码控制发180度相位。
载波的初始相位就有了移动,也就带上了信息。
相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息,而振幅和频率保持不变。
在2PSK中,通常用初始相位0和π分别表示二进制“1”和“0”。
因此,2PSK信号的时域表达式为式中, n表示第n个符号的绝对相位:因此,上式可以改写为由于两种码元的波形相同,极性相反,故BPSK信号可以表述为一个双极性全占空矩形脉冲序列与一个正弦载波的相乘:这里s(t)为双极性全占空(非归零)矩形脉冲序列,g(t)是脉宽为Ts的单个矩形脉冲,而an的统计特性为BPSK信号的调制原理框图如图2-2所示。
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%*************************** GMSK Modulation ********************************
data11=2*data1-1;
data2=oversamp(data11,length(data11),IPOINT);
%********************** Fading channel **********************
பைடு நூலகம்
%[ifade,qfade]=sefade2(data2,qdata1,itau,dlvl1,th1,n0,itnd1,now1,length(data2),fftlen2,fstp,fd,flat);
for ii=2:length(data3)+1
th(1,ii)=th(1,ii-1)+pi/2*data3(1,ii-1)./IPOINT;
end
ich2=cos(th);
qch2=sin(th);
%************************** Attenuation Calculation ***********************
nod = 0; % Number of transmitted data
for iii=1:nloop
%*************************** Data generation ********************************
data1=rand(1,nd.*ml)>0.5; % rand: built in function
ebn0=5; % Eb/N0
IPOINT=8; % Number of oversamples
%************************* Filter initialization ***************************
irfn=21; % Number of taps
spow=sum(ich2.*ich2+qch2.*qch2)/nd; % sum: built in function
attn=0.5*spow*sr/br*10.^(-ebn0/10);
attn=sqrt(attn); % sqrt: built in function
% Program 3-18
% gmsk.m
%
% Simulation program to realize GMSK transmission system
%
% Programmed by R.Sawai and H.Harada
%
%******************** Preparation part *************************************
noe2=sum(abs(data1-demodata)); % sum: built in function
nod2=length(data1); % length: built in function
noe=noe+noe2;
nod=nod+nod2;
fprintf('%d\t%e\n',iii,noe2/nod2); % fprintf: built in function
data3=conv(data2,xh); % NEW for GMSK
th=zeros(1,length(data3)+1);
ich2=zeros(1,length(data3)+1);
qch2=zeros(1,length(data3)+1);
B=0.25*sr;
B2=0.6*sr;
[xh] = gaussf(B,irfn,IPOINT,sr,1); %Transmitter filter coefficients
[xh2] =gaussf(B2,irfn,IPOINT,sr,0); %Receiver filter coefficients
%**************************** GMSK Demodulation *****************************
demoddata2(1,1)=-1;
for k=3:2:nd*ml+1
demoddata2(1,k)=ich5(1,k)*qch5(1,k-1)*cos(pi*(k))>0;
end
for n=2:2:nd*ml+1
demoddata2(1,n)=ich5(1,n-1)*qch5(1,n)*cos(pi*(n))>0;
end
[demodata]=demoddata2(1,2:nd*ml+1);
%************************** Bit Error Rate (BER) ****************************
%******************** START CALCULATION *************************************
nloop=100; % Number of simulation loops
noe = 0; % Number of error data
[ich4,qch4] = compconv(ich3,qch3,xh2);
syncpoint =irfn*IPOINT-IPOINT/2+1;
ich5=ich4(syncpoint:IPOINT:length(ich4));
qch5=qch4(syncpoint:IPOINT:length(qch4));
%********************* Add White Gaussian Noise (AWGN) **********************
[ich3,qch3]= comb(ich2,qch2,attn);% add white gaussian noise
end % for iii=1:nloop
%********************** Output result ***************************
ber = noe/nod;
fprintf('%d\t%d\t%d\t%e\n',ebn0,noe,nod,noe/nod); % fprintf: built in function
fid = fopen('BERgmsk.dat','a');
fprintf(fid,'%d\t%e\t%f\t%f\t\n',ebn0,noe/nod,noe,nod); % fprintf: built in function
fclose(fid);
%******************** end of file ***************************
sr=256000.0; % Symbol rate
ml=1; % ml:Number of modulation levels
br=sr.*ml; % Bit rate
nd = 1000; % Number of symbols that simulates in each loop