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测试GMSK在 AGWN信道的误码性能
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更新于2023-07-04
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实 验 目 的 通过分析理解MSK正交调制的基本工作原理,MSK到GMSK的转换过程,通过仿真操作掌握SystemView系统误比特率分析的方法。
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华 北 电 力 大 学 科 技 学 院 实 验 报 告
实验
名称
实验一:测试 GMSK 在 AGWN 信道的误码性能
实验
环境
SystemVue 仿真平台
实
验
目
的
通过分析理解 MSK 正交调制的基本工作原理,MSK 到 GMSK 的转换过
程,通过仿真操作掌握 SystemView 系统误比特率分析的方法。
设
计
要
求
创建一个正交调制方式的 GMSK 调制系统,载频为 2.5Hz,以 PN 码作
为二进制信源,码速率 R
b
=10bit/s。信道为加性高斯白噪声信道,对该系统
的误比特率 BER 进行分析,本实验又加上了功率谱分析。
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华 北 电 力 大 学 科 技 学 院 实 验 报 告
设
计
方
案
【系统组成】
1、最小频移键控称为 MSK,它可视为一种特殊的相位连续 2FSK 信号,即
保证两个频率键控信号正交的前提下,使用最小的频偏,此时必须满足:
其中,T
b
为 MSK 调制器输入的二进制码序列的码元周期(间隔)。MSK
信号可表为正交信号形式,即:
其中,{a
n
}为二进制码序列,g(t)为门函数。
MSK 信号属于恒定包络调制信号,此处“恒定包络”的含义并非指产生的
信号幅度包络恒定,而是指移相键控信号通过限带信道或非线性系统后,
幅度包络几乎不产生 AM/PM 转换效应,这取决于移相键控信号在码元转
换时刻的相位变化是否剧烈、相位路径是否连续平缓,因为相位特性直接
影响信号的功率谱旁瓣是否快速收敛,信号能量是否集中等特性。事实
上,现代数字通信要求以最小的信号功率付出和频带资源最高效率地利用
进行数据传输,数字调制技术改进过程中的许多工作几乎就是围绕如何改
进调制信号的相位路径特性进行的。MSK 信号是一种正交连续相位移频键
控(CP-FSK)信号,在码元转换时刻无相位突变,且相位变化量仅为
90°。MSK 调制系统组成如图 1 所示。
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2、误比特率(BER:Bit Error Rate)是指二进制传输系统出现码传输错误
的概率,也就是二进制系统的误码率,它是衡量二进制数字调制系统性能
的重要指标,误比特率越低说明抗干扰性能越强。对于多进制数字调制系
统,一般用误符号率(Symble Error Rate)表示,误符号率和误比特率之间
可以进行换算,例如采用格雷编码的 MPSK 系统,其误比特率和误符号率
之间的换算关系近似为:
其中,M 为进制数,且误比特率小于误符号率。
3 、 GMSK , 高
斯滤波最小频移
键控在 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。
为了适应无线信道的特性,由该调制方式所产生的已调波应具有以下两个
特点:第一,包络恒定或包络起伏很小。第二,具有最小功率谱占用率。
高斯最小频移键控(GMSK)调制方式正好具有上述特性。
4、高斯低通滤波器必须满足如下性质:
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。
由图可
见,GMSK 信号的功
率谱随着 BT 值减小
变紧凑。
5、串并变换:并行
传送,数据是并排进
行传送的,而通路只
有一条。所以当数据由信源发送时,首先把并行数据转换为串行数才能传
输。解调时再由串行改为并行。
3
数据源
码
串
/
并
×
×
Σ
QPSK/OQPSK
b
R
2/
b
R
2/
b
R
)
2
sin(
b
T
t
MSK 输出
二进制码输入
图 1 MSK 调制系统组成
延迟
T
b
×
×
t
c
cos
t
c
sin
)
2
cos(
b
T
t
QPSK
I 通道
Q 通道
OQPSK
MSK
MSK
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