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

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基于MATLAB的GMSK调制解调实现

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

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基于MATLAB的GMSK调制解调实现

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。现代通信系统主要借助电磁波在自由空间或在导引媒体中的传输机理来实现。通信系统都是在有噪声的环境下工作的，为了保证更好的通信质量，数字调制技术不断的推陈出新，数字调制是通信系统中最为重要的环节之一，而实现数字调制需要的方法就需要用键控法来实现，比如可以对载波的振幅、频率和相位进行键控。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。本课程设计主要用于GMSK信号的调制与解调，同时进一步了解GMSK信号的的解调调制原理以及其性能。

1.1 课程设计意义

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。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。GMSK提高了数字移动通信的频谱利用率和通信质量，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。其中BT值作为设计高斯滤波器的一个主要参数，BT值越小，GMSK信号功率频谱密度的高额分量衰减越快。主瓣越小，信号所占用的频带越窄，带外能量的辐射越小，邻道干扰也越小。因此研究BT值对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。

1.2 课程设计目的

1．熟练掌握GMSK，MSK信号的调制解调基本原理 2．熟悉MATLAB的编程技术，并熟练掌握其编程技术

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，

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基于MATLAB的GMSK调制解调实现

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

1.3 课程设计平台

仿真工具：Matlab7.1

仿真工具介绍： 本课程设计中应用M文件设计GMSK信号调制解调程序。所以在本课程设计中有必要对MATLAB进行简要的描述。

MATLAB语言是当今国际上科学界最具影响力、也是最具活力的软件。它具有强大的数学运算能力、方便实用的绘图功能及语言的高度集成性。MATLAB除具备卓越的数值计算能力外，它还提供了专业水平的符号计算、文字处理、可视化建模仿真和实时控制等功能。

MATLAB的出现使得通信系统的仿真能够用计算机模拟实现，免去构建实验系统的不便，而且操作十分简便，只需要输入不同的参数就能得到不同情况下系统的性能，而且在结果的观测和数据的存储方面也比传统的方式有很多优势。因而MATLAB在通信仿真领域得到越来越多的应用。MATLAB的一大特点是提供了很多专用的工具箱和模块库，例如通信工具箱和模块库、数字信号处理工具箱和模块库、控制工具箱和模块库等，MATLAB在这些工具箱和模块库中提供了很多常用的函数和模块，使得仿真更容易实现。

1.4 课程设计思路与结构

1. 第一章绪论中，介绍了此次实验的目的、意义及使用平台 2. 第二章中，分别详细介绍了MSK GSM GMSK的基本知识 ，基本原理 3. 第三章中我们介绍了GMSK MSK的编码 仿真结果仿真结论，以及对比 4. 最后结束语，并附录了一些名词解释

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