10GSM调制解调.doc.docVIP

编制部门：通信工程系 编制人：杨巧莲 编制日期：2006.2 项目编号 Item No. 10 项目名称 Item 调制解调 训练对象 Class 大3通信专业学生 学时 Time 3 课程名称 Course 移动通信 教 材 Textbook 移动通信技术 目的 Objective 1、了解正交调制与解调的基本原理。 2、了解GMSK 调制与解调的基本原理及它们在GSM数字蜂窝移动通信中的应用。 3、熟悉GSM移动通信实验箱基本操作。 内容（方法、步骤、要求或考核标准及所需工具、材料、设备等） 训设备与工具： 频谱仪（选配） 数字存储式示波器（60MHz以上） GSM移动通信系统实验箱 二、实验原理 正交调制与解调的基本原理 所谓正交调制就是将基带信号通过正交调制器调制到高频载波上的过程。正交调制是通过同相调制分量与正交调制分量分别与载波fc的同相分量Cos(2∏fct)和正交分量—Sin(2∏fct)进行混频，再相加得到调制波，完成将基带调制到载波的过程。如图1所示 所谓正交解调就是将接收信号通过正交解调器解调出同相和正交基带波形的过程。如图2所示 Xs（t） Cos（2πfct） 调制波 Ys（t） —Sin（2πfct） 图1 正交调制器 X（t） 同相分量I Cosωct Xs（t） S(t) -Sinωct 正交分量Φ Y（t） Ys（t） 图2 正交解调器 高斯调制与解调的基本原理 输入数据 GMSK输出 图3 GMSK调制器的原理图 GMSK调制方式能满足移动通信环境下对邻道干扰的严格要求，它以其良好的性能而被GSM移动通信系统所采用。 产生GMSK信号的最简单的方法是采用图4所示的滤波器与压控振荡器VCO。事实上这种方法需要很高精度的VCO，否则调制指数（波特速率与频率偏置之比）很难精确保持。但VCO精度较低，在接收端就不能进行同步检波。因此这种方法较少使用。 非归零 GMSK已调信号 数据系列 COS[ωCt+Φ（t）] 图4 GMSK调制器原理框图 在实际中，大多数采用数字信号处理方法产生GMSK信号，就是用数字电路处理基带波形，其输出经D/A转换后去驱动正交调制器。 GMSK信号可采用同步检波、频率检波、时延检波等来进行解调，但由于衰落引起接收信号相位的波动，因此一般宜采用频率检波和时延检波的方式来进行解调。 发送 Cosωt 数据 -Sinωt 图5 GMSK信号的产生方法 实验内容及步骤 观察正交调制信号频谱 开机，进入同步模式的工作界面； 通过旋转编码器选择所观察频谱的中心频率（也即是选择信道号），用频谱仪观察正交调制信号； 将频谱仪的中心频率设置为实验箱发射的下行频率（显示屏显示的频率加上45MHz的保护间隔），用带BNC头的射频连接线将人机接口部分的射频输入/输出端（RF IN/OUT）与频谱仪的输入端相连，在频谱仪上观察到的频谱即为GMSK频谱。 利用实验箱进行实时频谱侧量 GSM实验箱中之所以要做频谱分析部分，是考虑到GSM无线接口协议中对邻道干扰的规定。协议规定在200KHZ处，谱功率应小于-30dBm，在300KHZ处谱功率应小于-40dBm。通过观察功率谱，可以看出一个移动台的信号质量的好坏。从而判断移动台是否发生故障。 （1）连续观察频谱 设置GSM实验箱为同步工作模式，使手机与GSM实验箱处于通话状态。此时GSM实验箱的工作界面为“03号”界面。在“03”界面上，用旋转编码器选择“频谱监测”并确定，则进入“05”号界面，同时显示手机的信号频谱，并不断