GMSK的调制与解调

通信系统

课程设计报告

系别：通信工程系

专业班级： 2011级通信工程

课程题目： GMSK的调制与解调

学生：邱建荣（201101030389）

完成日期： 2014年6月

指导老师：***

2014年6月22日

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

Abstract：Currently in digital communication systems, digital receivers have been widely used. Designed with a digital communication system modulation and demodulation technology is an important modern communications technology. Depending on the characteristics of the selected channel suitable for efficient modulation and demodulation of the communication system performance is very important.

Minimum Gaussian Frequency Shift Keying (GMSK) is a typical continuous phase modulation with constant envelope, compact spectrum, anti-interference ability and other characteristics, can effectively reduce adjacent channel interference and improve non-linear power amplifier has in mobile communications (such as GSM systems), TT & C and other occasions has been widely used. This paper focuses on the implementation process GMSK modulation and demodulation for wider use GMSK modulation and demodulation techniques.

Key word:Gaussian Minimum Shift Keying;Differential demodulation;Quadrature modulation

目录

一、实验目的 (7)

二、实验原理 (7)

1.最小频移键控（ MSK） (7)

（1）MSK信号的时域表达式 (7)

（2）MSK信号具有如下特点 (7)

（3）MSK信号的调制与解调方法 (7)

2.高斯最小频移键控（GMSK） (9)

三、实验步骤 (10)

四、实验结果与分析 (12)

参考文献 (13)

致谢

一、实验目的

1. 掌握GMSK 的调制与相干解调的方法

2.熟悉System View 仿真软件的使用方法，会使用System View 分析解决问题

二、实验原理

在讨论GMSK 调制之前，首先应讨论MSK 调制。MSK 和GMSK 就是两种在移动通信中常用的恒包络连续相位调制技术。

1.最小频移键控（ MSK ）

最小频移键控（Minimum Shift Keying ）是二进制连续相位FSK （CPFSK ）的一种特例，它能够产生恒定包络、连续相位信号，具有正交信号的最小频率间隔，在相邻码元交界处相位连续。所谓“最小”是指这种调制方式能以最小的调制指数(0.5)获得正交信号；而“快速”是指在给定同样的频带内，MSK 能比2PSK 的数据传输速率更高，且在带外的频谱分量要比2PSK 衰减的快。 （1）MSK 信号的时域表达式为

s

s k s s k c MSK T k t kT kT t T a

t f A t s )1(,)(22cos )(+≤≤⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+=ϕππ

式中，c f 表示载波频率；A 表示已调信号振幅；s T 表示码元宽度；k a 表示第k 个

码元中的信息，其取值为1±；∑--∞

==

1

2k k k k a π

ϕ表示直到s T k )1(-时的累积（记忆）相

位值。

（2）MSK 信号具有如下特点： （2.1）已调信号的振幅是恒定的；

（2.2）信号的频率偏移严格地等于)4/(1s T ±，相应的调制指数2/1=h ； （2.3）以载波相位为基准的信号相位在一个码元期间内准确地线性变化2/π±； （2.4）在码元转换时刻信号的相位是连续的，或者说，信号的波形没有突跳。 （3）MSK 信号的调制与解调方法：

由于t f t t f t t t f c c c πθπθθπ2sin )(sin 2cos )(cos )](2cos[-=+，故MSK 信号也可以看作是由两个彼此正交的载波t f c π2cos 与t f c π2sin 分别被函数)(cos t θ与)(sin t θ进行振幅调制而合成的。 已知

）

（πππθ2mod 或0,1,2)(=±=+=

k k k s

k

x a x t T a t

因而

⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧

-=-=k s k k s x T t a t x T t t cos )2sin()(sin cos )2cos()(cos πθπθ

故MSK 信号可表示为

⎥

⎦⎤⎢⎣⎡-=t f T t

x a t f T t x A t s c s k k c s k MSK ππππ2sin )2sin(cos 2cos )2cos(cos )(

s s T k t kT )1(+≤≤

式中，等号后面的第一项是同相分量，也称I 分量；第二项是正交分量，也称Q 分量。)]2/(cos[s T t π和)]2/(sin[s T t π称为加权函数（或称调制函数）。k x cos 是同相分量的等效数据，k k x a cos -是正交分量的等效数据，它们都与原始输入数据有确定的关系。令k k k k k Q x a I x =-=cos ,cos ，代入式（4.6.13）可得

⎥

⎦⎤⎢⎣⎡+=t T t

Q t T t I A t s c s k c s k MSK ωπωπsin )2sin(cos )2cos()(

s s T k t kT )1(+≤≤

式中，c c f πω2=。

根据上式，可构成一种MSK 调制器，其方框图如图1-1所示。