GMSK实验报告.docx

通信原理实验报告 “GMSK调制器”系统实验 指导老师 学生姓名 班级学号 班内序号 联系电话 电子邮件 报告日期 一、实验内容 了解GMSK调制器工作原理，推导GMSK信号相位路径的计算公式，掌握GMSK调制器数字化实现的原理。 掌握GMSK调制器数字化、实现地址逻辑的工作原理，用可编程逻辑器件实现地址逻辑的设计，并仿真各点波形，分析检验其时序逻辑关系。 了解GMSK相位路径的编程流程图，并用计算机编出相位路径?(t)的余弦及正弦表。 为了检验所编码表的正确性，可进一步利用计算机软件检验从上述码表得出的GMSK基带波形的眼图与理论计算是否一致，若两者一致，说明所编码表正确，可将它写入EPROM中，并将EPROM片子插在GMSK调制器硬件实验板上。 在通信实验板上，正确使用测试仪表观看GMSK基带信号眼图。 （1）用示波器观看GMSK基带信号眼图； （2）用逻辑分析仪观看地址逻辑电路各点波形及其时序关系； （3）用频谱仪观看GMSK调制器基带波形的功率谱。 按上述要求写出实验报告。 二、实验原理 1、 GMSK调制器工作原理及相位路径的计算 MSK调制可以看成调制指数h=0.5的2FSK调制器，为了满足移动通信对发送信号功率谱的带外辐射要求，在MSK调制前加入高斯滤波器，因而GMSK具有恒包络，连续相位的特点，其旁瓣衰减比MSK更快，频谱利用率更高。产生GSMK信号的原理图如图一所示。 图1 GMSK信号的原理图 GMSK信号为：st=cosωct+?t=cos?tcosωct-sin?tsinωct 相位路径为：?t=2πh-∞tn=-∞∞bng(τ-nT)dτ 其中，g(t)为BT=0.3高斯滤波器矩形脉冲响应，调制指数h=0.5，bn为双极性不归零码序列的第n个码元，bn为+1或-1。 高斯低通滤波器的传输函数为 式中，是与高斯滤波器的3dB带宽有关的一个常数。由3dB带宽定义有 即 所以 由此可见，改变将随之改变。 滤波器的冲激响应为 由式看出，h(t)不是时限的，但它随t2按指数规律迅速下降，所以可近似认为它的宽度是有限的。由于它的非时限性，相邻脉冲会产生重叠。 如果输入为双极性不归零矩形脉冲序列s(t)： 式中， 其中，为码元间隔。高斯预调制滤波器的输出为 式中，高斯滤波器矩形脉冲响应为 gt=xt*ht=12TQ[2πat-T2-Q2πat+T2 其中 Qt=12πt∞exp-x22dx 经计算，BTb=0.3的高斯滤波器的g(t)的积分面积为1/2，且满足以下条件-2.5T2.5Tgτdτ≈12 gt≈0 t2.5Tb 因而在具体计算Q(t)时，取g(t)的截短长度为5T，就可达到足够精度。BT=0.3的高斯滤波器矩形脉冲响应如图2 图2 BT=0.3时高斯滤波器矩形脉冲响应 在kT≤t≤k+1T期间，BT=0.3的GMSK的相位为：?t＝πｎ=k-2k+2bnn-2Ttgτ-nT-T2dτ+L?π2 L=n=-∞k-3bn (取模4) 具体计算如下： 在kT≤t≤k+1T时 ?t=?kT+??t ?kT=πｎ=k-2k+2bnn-2TkTgτ-nT-T2dτ+L?π2 ??t= πｎ=k-2k+2bnkTtgτ-nT-T2dτ 图三表示不归零矩形脉冲系列通过BT=0.3的高斯滤波器的响应示意图 图3 BT=0.3不归零矩形脉冲系列的高斯滤波器的响应示意图 2、数字信号处理方法实现GMSK调制器 在算得?t后，即可算出cos?t及sin?t值。在工程上，首先将cos?t及sin?t离散化，制成表，固化在ROM中。由随机数据｛bn｝形成ROM表的地址，根据地址取出ROM中相应的基带信号离散值，然后利用D/A将其数模变换成模拟基带信号cos?t和sin?t，再由正交调制器将基带频谱搬移至载频上。 本实验的电路原理如图4所示 图4 实验电路原理图 为得到?t的余弦表和正弦表，必须将基带信号cos?t和sin?t离散化，即抽样、量化。根据随机信号功率谱估计仿真方法，对不同采样速率、不同量化电平值的GMSK基带信号进行谱估计，最后选用采样速率为每比特抽8个样，每个样值量化编码为10比特（Q=10）。在采样速率f==8fb=8 × 270.833khz的情况下，由于存在采样造成的副主瓣，影响了功率谱特性，因此必须在D/A转化后加低通滤波器来抑制高频分量，选用3dB带宽的330KHZ的6阶