GMSK的调制与解调
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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调制与解调在不同的信道
目录第一章设计要求 (3)1.1 设计内容 (3)1.2 设计要求 (3)第二章 GMSK系统的组成及工作原理 (4)2.1 GMSK系统的组成 (4)2.2 GMSK设计原理 (4)2.3 GMSK简介及调制解调原理 (5)2.3.1 GMSK调制原理 (5)2.3.2 GMSK解调原理 (6)第三章 GMSK系统功能模块设计 (7)3.1 ＧＭＳＫ系统模块 (7)3.1.1 信号产生模块 (7)3.1.2 GMSK调制模块 (8)3.1.3 信道模块 (9)3.1.3.1 高斯信道 (9)3.1.3.2 锐利信道 (10)3.1.4 解调模块 (11)3.1.5 误码率模块 (11)3.2 GMSK系统观察模块 (12)3.2.1 调制观察模块 (12)3.2.2基带与解调信号的比较模块 (13)第四章调试与结果分析 (14)4.1 调试分析 (14)4.2 调试结果分析 (15)4.2.1 运行在不同的信噪比的情况下得到了相应的误码率曲线 (15)4.2.2 运行在不同的BT值时的误码率曲线图 (15)4.2.3 GMSK调制图 (16)4.2.4 GMSK调制后的频谱 (17)4.2.5 解调后的信号与基带信号的比较 (18)第五章结论 (19)参考文献 (20)附录一：高斯与锐利的程序 (21)附录二：不同BT下的误码率程序 (22)附录三：simulink总图 (24)第一章GMSK设计要求1.1 设计内容：通过脚本编程或者SIMULINK对BT=0.3的GMSK调制系统进行仿真；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。
提高要求：1.将高斯信道改为锐利信道2.观察已调信号频谱图3.观察误码率曲线第二章GMSK系统的组成及工作原理2.1 GMSK系统的组成GMSK系统主要由信号产生模块、信号调制模块、信道、信号解调模块、误码率计算模块组成。
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信号调制与解调的研究的开题报告
GMSK信号调制与解调的研究的开题报告一、选题背景GMSK（Gaussian Minimum Shift Keying）是一种窄带调制方式，在一定的带宽内具有高效的带内利用率。
它广泛应用于数字移动通信系统中，如GSM、Bluetooth等。
与其他数字调制方式相比，GMSK信号具有频谱效益高、误码率低、抗多径干扰等优点。
本研究旨在深入理解GMSK信号的调制与解调原理，并通过实验验证其性能和可靠性，为数字通信系统的设计和实现提供较为完善的技术支持。
二、研究目的1、研究GMSK信号的原理和调制方式，了解其特点和优势；2、研究GMSK信号的解调方式，分析其性能和可靠性；3、通过MATLAB仿真等实验手段，对GMSK信号进行模拟，验证其性能和优越性；4、比较GMSK信号与其他数字调制方式的优缺点，为数字通信系统的设计提供参考。
三、主要内容1、调制原理及流程：介绍GMSK信号的调制原理和流程，包括高斯滤波器、相位调制器、积分器等模块的作用和相互关系。
2、解调方法和硬件实现：研究GMSK信号的解调方法，包括相干解调和非相干解调方法，探讨其优缺点和适用范围；并实现基于FPGA的GMSK信号解调硬件系统。
3、误码率性能分析：通过MATLAB仿真等实验手段对GMSK信号进行模拟，验证其在不同信噪比下的误码率性能，并对其性能进行分析和比较。
四、预期成果1、深入理解GMSK信号的调制和解调原理，分析其性能；2、实现基于FPGA的GMSK信号解调硬件系统；3、比较GMSK信号与其他数字调制方式的优缺点，为数字通信系统的设计提供参考。
五、研究方法1、文献调研法：通过查阅相关文献，了解GMSK信号的原理和特点，掌握其调制和解调的实现方法，为研究提供基础和启示。
2、实验模拟法：通过MATLAB仿真等实验手段模拟GMSK信号的调制和解调过程，深入了解其性能和优势。
3、硬件实现法：基于FPGA实现GMSK信号的解调硬件系统，验证在实际数字通信系统中的可行性和有效性。
GMSK调制与解调
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。
信号的GMSK调制与解调
图3.2 GMSK信号产生器
输出
振荡器
图3.3 GMSK调制器
由式（3.9），GMSK信号可以表示为正交形势，即
（3.10）
式中 （3.11）
由式（3.10）和（3.11）可以构成一种波形储存正交调制器，其原理如图3.4所示。波形储存正交调制器的优点是避免了复杂的滤波器设计和实现，可以产生具有任何特性的基带脉冲和已调信号。
而相应在发端，需对原始数据 进行差分编码，下图即为差分编码框图：
4 .4差分编码调制框图
1bit差分解调是对每个比特进行操作的，所以不需要差分编码的。令限幅器输出信号振幅为1，则
（4.9）
式中
（4.10）
为当前码元内的附加相位与前面第二个码元内的附加相位之差。
当 时，可将是（4.9）表示为
（4.11）
3.2 GMSK信号的产生
产生GMSK信号最简单的方法是数据流经高斯滤波后直接对VCO调频，如图3.2所示。当该方法要保持VCO中心频率稳定，存在一定困难。克服此方法缺点的办法是采用锁相环路（PLL）调制器，如图3.3所是.图中，输入数据序列先进性 相移BPSK调制，然后将该信号通过锁相环对BPSK信号的相位突跳进行平滑，使得信号在码元转换时刻相位连续，而且没有尖角该方法实现GMSK信号的关键是锁相环传输函数的设计，以满足输入信号功率谱特性需求。
由此可以得出结论：如 ，则图4.3所示的解调器在第k个码元及第k-1个码元的输入信号对应的差分码码元不相同，信息代码（绝代吗）为“1”；否则，解调器在两个码元内输入信号对应的差分码元相同，信息代码为“0”。这就是判决规则，即
（4.14）
6.总结
GMSK是一种基于MSK的二进制调制方法，具有恒包络、功率谱收敛、抗干扰性强等优点，目前得到了广泛应用。
GMSK调制解调报告
GMSK调制解调的实现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调制方式的理论研究已较成熟．实际应用却还不多，主要是由于高斯滤波器的设计和制作在工程上还有一定的困难。
GMSK调制方式的工作原理及特点调制前高斯滤波的最小频移键控简称GMSK，基本的工作原理是将基带信号（16kbps）先经过高斯滤波器成形，再进行最小频移键控(MSK)调制(图1)。
由于成形后的高斯脉冲包络无陡峭边沿，亦无拐点，因此频谱特性优于MSK信号的频谱特性。
GMSK的解调方式与MSK一致。
下面主要介绍的是MSK的调制解调一．调制部分：MSK是二进制连续相位调制（CPFSK）的一种改进形式。
在FSK方式中，每个码元的频率不变，在2个相邻的频率码元信号之间，其相位通常是不连续的。
而MSK就是使FSK信号的相位始终保持连续变化的调制方式，其调制指数是0.5。
二进制MSK型号的表达式如下：式中：为载波角频率；为码元宽度；为第K个码元中的信息，其取值为；为第K个码元的相位常数，其取值为0或π，它在时间中保持不变。
MSK是正交调制方式，其MSK信号可以看成由二条彼此正交的载波分别调制后合成的。
因此MSK信号的表达式可以展开成以下形式：其中：上式中:等号后第一项为同相分量（I分量）；第二项为正交分量（Q分量）；和为加权函数；为同相分量的等效数据，为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，，带入上式可以得到由上式可以得到MSK调制器的原理框图:二．解制部分：MSK 解调部分也分为二条支路分别解调。
I 支路乘上，再通过低通滤波得到cos(())cos()cos 2k kstt T πθϕ=（1） ； Q 支路乘上，再通过低通滤波得到sin(())sin()cos 2k k kstt a T πθϕ-=-（2）；解调原理图如下：下面是判决过程：首先根据cos(())cos()cos 2k kstt T πθϕ=（1），sin(())sin()cos 2k k kstt a T πθϕ-=-（2）两个式子在不同码元内的值，可以解到一个判决表，这个判决表是按码元顺序排列的，以4为周期，即第k 个码元与第k+4个码元的判决规则是一致的。
gmsk调制解调流程
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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。
GMSK调制及相干解调
实验四、GMSK 调制及相干解调一、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、实验内容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 调制过程中各信号变化3、观察解调载波相干时和非相干时各信号的区别4、观察MSK 调制及GMSK 调制各信号的区别三、基本原理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。
基带的高斯低通滤波平滑了MSK 信号的相位曲线，因此稳定了信号的频率变化，这使得发射频谱上的旁瓣水平大大降低。
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。
以上要求是为了抑制高频分量、防止过量的瞬时频率偏移以及满足相干检测所需要的。
GMSK 的信号表达式为:GMSK 的相位路径如图5-1所示，由图可知，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。
从图中还可以看出，GMSK 信号在一码元周期内的相位增量，不像MSK 那样固定为±π/2，而是随着输入序列的不同而不同。
图5-1 GMSK 的相位轨迹GMSK 表达式又可写为式中 ()cos 22t s c n s s T S t t a g nT d T πωττ-∞⎧⎫⎡⎤⎛⎫⎪⎪=+--⎨⎬⎢⎥ ⎪⎝⎭⎪⎪⎣⎦⎩⎭∑⎰()()()()cos cos cos sin sin c c c S t t t t t t t ωθθωθω=+⎡⎤⎣⎦=-()()()() 22 1t s n s s s s sTt a g nT d T kT t kT t k T πθττθθ-∞⎡⎤⎛⎫=--⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦=+∆≤≤+∑⎰尽管g（t）理论是在正无穷至负无穷范围取值，但实际中需要对g（t）进行截短，仅取(2N+1)Ts区间，这样可以证明在码元变换时刻的取值是有限的。
GMSK调制解调实验
电子信息工程系实验报告课程名称：移动通信技术成绩：实验项目名称：GMSK调制解调实验实验时间：2012.10.22指导教师（签名）：班级：通信091 姓名：Jxairy 学号：910705131实验目的:1、掌握GMSK调制解调原理。
2、理解GMSK的优缺点。
实验设备:1、移动通信实验原理实验箱一台2、20M双踪示波器一台实验内容:1、观察GMSK调制过程中各信号波形。
2、观察GMSK解调过程中各信号波形。
实验原理：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。
本实验是将GMSK的所有组合波形数据计算出来，然后得到的数据输入EEPOM中，最后通过数据（Ik、Qk）进行寻址访问，取出相应的GMSK成形信号。
在GMSK调制中，成形信号取出原理为：由于成形信号有八种波形选择，因此当前数据取出的成形信号不仅与它的前一位数据有关，也与它的后一位数据有关。
所以只要知道前一数据用的波形是A类还是B 类，然后通过连续三个数据之间相同或不同的关系就可确定当前数据的波形。
例如假设前一位数据用的是A类波形，如果当前的数据与前一位数据不相同就采用波形2或波形3，当前数据与下一位数据相同，则可确定当前数据用波形2。
2、GMSK解调原理GMSK信号的解调与FSK信号相似，可以采用相干解调，也可以采用非相干解调方式。
本实验模块中采用一种相干解调的方式。
图1 GMSK解调原理框图将得到的MSK 调制信号正交解调，通过低通滤波器得到基带成形信号，并对由此得到的基带信号的波形进行电平比较得到数据，再将此数据经过CPLD 的数字处理，就可解调得到NRZ 码。
在实际系统中，相干载波是通过载波同步获取的，相干载波的频率和相位只有和调制端载波相同时，才能完成相干解调。
由于载波同步不是本实验的研究内容，因此在本模块中的相干载波是直接从调制端引入，因此解调器中的载波与调制器中的载波同频同相。
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调制解调原理
gmsk调制解调原理
GMSK（Gaussian Minimum Shift Keying）是一种常用于数字通信中的调制技术，其核心原理是将数字信号转换成正弦波形式的载波信号，通过改变载波频率，将数字信息嵌入到载波中，实现信息传输。
GMSK调制的原理如下：
1. 将数字信号进行带通滤波，去掉高频和低频成分。
2. 将数字信号进行差分编码，将相邻两个二进制数取异或值，并将结果转化为正弦波形式的基带信号。
3. 通过高斯滤波器对基带信号进行滤波，使其变为具有带限性质的信号，并将其频谱中的高频部分抑制到极小，从而保证调制信号的带宽和信噪比。
4. 将带有信息的基带信号与载波信号相乘，得到调制信号。
GMSK解调的原理如下：
1. 接收信号经过低噪声放大器和混频器得到中频信号。
2. 将中频信号经过带通滤波器，滤掉多余干扰信号。
3. 将滤波后的信号进行解调，得到基带信号。
4. 对基带信号进行差分解码，得到数字信号。
总之，GMSK调制和解调均是将数字信息通过调制技术嵌入到正弦波载波中进行传输和解码的过程。
GMSK调制解调实验
实验课程名称移动通信实验（GMSK调制解调实验）专业班级
学生姓名
学号
指导教师
至学年第学期第至周
《GMSK调制解调实验》实验报告
至学年第学期
NRZ NRA与/NRZ NRZ与DI NRZ与DQ
DI与I路成形DQ与Q路成形
Q路成形与Q路调制调制输出MSK调制
X-Y波形
BT=0.5 GMSK 调制
NRZ /NRZ /NRZ DI
DI 与I路成形DQ与Q路成形I路调制
Q路调制调制输出
X-Y波形
I路解调I路滤波Q路解Q路滤波DI DQ
/NRZ NRZ
I路解调I路滤波Q路解Q路滤波
DI DQ
/NRZ NRZ
实验结果（反思）
通过这次实验，我们掌握了GMSK调制解调原理和理解了
们观察了GMSK解调和调制的信号波形，明白了
养我们的探索问题和发现问题的能力，对我们的综合发展有很大的作用。
实验完成情况：完成√基本完成未完成。
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调制与解调算法设计
GMSK调制与解调算法研究目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论....................................................................................... 错误！未定义书签。
1.1选题的依据及意义 .................................................................. 错误！未定义书签。
1.2国内外研究现状及发展趋势 .................................................... 错误！未定义书签。
1.3本课题研究内容...................................................................... 错误！未定义书签。
第二章MSK调制与解调原理 .............................................................. 错误！未定义书签。
2.1MSK的基本原理..................................................................... 错误！未定义书签。
2.2MSK的调制解调原理.............................................................. 错误！未定义书签。
第三章GMSK调制 ............................................................................. 错误！未定义书签。
3.1GMSK调制的一般原理........................................................... 错误！未定义书签。
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：杨昌利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。
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。
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
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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ss k s s k c MSK T k t kT kT t T at 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±；∑--∞==12k k k k a πϕ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 skx 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 tx 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 tQ 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。
图1-1 MSK 调制器的方框图MSK 信号的解调与FSK 信号相似，可以采用相干解调，也可以采用非相干解调。
图1-2给出了一种采用延时判决的相干解调原理方框图。
])12(,)12[(s s T i T i +-数据图1-2 MSK 信号相干解调原理方框图2.高斯最小频移键控（GMSK ）由以上讨论可以看出，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以外衰减较快。
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是十分严格的，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。
GMSK 是在MSK 调制器之前加入一高斯低通滤波器。
也就是说，用高斯低通滤波器作为MSK 调制的前置滤波器，如图1-3所示。
图中的高斯低通滤波器必须能满足下列要求：（1）带宽窄，且是锐截止的； （2）具有较低的过冲脉冲响应； （3）能保持输出脉冲的面积不变。
以上要求分别是为了抑制高频成分、防止过量的瞬时频率偏移以及进行相干解调所需要的。
GMSK 信号的调制与MSK 信号完全相同。
图1-3 GMSK 调制的原理框图图1-4给出了GMSK 信号的功率谱密度。
0-40-200.300.500.160.200.252.52.01.51.00.50-120-100-80-60)MSK (∞=s b T B 归一化频率sT f f )(0-功率谱密度（d B ）图1-4 GMSK 信号的功率谱密度图中，参变量s b T B 为高斯低通滤波器的归一化3dB 带宽b B 与码元长度s T 的乘积。
∞=s b T B 的曲线是MSK 信号的功率谱密度。
由图可见，GMSK 信号的频谱随着s b T B 值的减小变得紧凑起来。
需要指出，GMSK 信号频谱特性的改善是通过降低误比特率性能换来的。
前置滤波器的带宽越窄，输出功率谱密度就越紧凑，误比特率性能变得越差。
欧洲数字蜂窝通信系统中采用了3.0=s b T B 的GMSK 。
本实验也采用了3.0=s b T B 。
三、实验步骤根据GMSK 的调制与解调框图，在System View 中搭建如下系统：图1-5 GMSK 调制与相干解调系统仿真电路图在图1-5中，图标0为伪随机序列发生图标，作为系统的信源。
图标3、4、5和7、8、9分别组成I 、Q 支路的串并转换单元。
图标10、11为高斯滤波器。
图标16提供f=1/4T 的正弦波与余弦波，分别经乘法器12、14与原信号相乘。
图标17提供高频载波，经过乘法器13、15完成GMSK信号I、Q的调制。
调制好的信号经加法器18进行合并，得到最终的GMSK信号。
把调制好的信号经信道传播后送入解调器。
图标19提供f=1/4T的正弦波与余弦波，分别经乘法器20、21与已调信号相乘。
图标24为科斯塔斯环，捕获高频载波，经过乘法器22、23完成相干解调。
然后再通过低通滤波器25、29去除高频分量。
再经过26、30进行抽样，再通过25、29进行比较判决。
经抽样保持以后在进行串并转换，最终将两路信号送入加法器41进行合并，得到解调信号。
最后经过示波器42进行观察，并与原始输入信号进行比较。
四、实验结果与分析1.原始信号与解调信号的比较运行该系统，分别观察原始输入信号与解调出的信号，如图1-6所示：图1-6 原始信号、GMSK信号与解调出的信号波形通过对比波形我们可以看出该系统可以正确解调出信号，与原始波形相比较是一致的，只不过稍有延迟。