GMSK的工作原理及其性能介绍

一、引言
二、GMSK的工作原理
目前,在移动通信系统中,GMSK调制式越来越引起人们的关注,这是由于GM-K调制方式具有较好的功率谱特性,其误特性能也较优越,特别是其具有较小的带辐射能量的特点,很适合于工作在VHFUHF频段的移动通信SCPC(每载波单信)系统。本文就如何实现GMSK调制解调调制前高斯滤波的最小频移键控(GM-SK)的基本原理是将基带信号先经过高斯滤波器成形,再进行最小频移键控(MSK)调制,如图1所示。由于成形后的高斯脉冲包络无陡峭边沿,亦无拐点,因此其频谱特性优于MSK信号的频谱特性。数据输入GMSK信号输出
四、性能分析西格蒙
图4给出了FX489内部高斯滤波器的频率响应曲线。
图5给出了在BT一0.5和BT一。.3时的传输眼图。由图5可以看
出,当BT一0.5时,传输眼图张开度较大;当BT一。.3时,传输眼图的张开度较小。
图6给出了BT~0.5和BT一0.3时的GMSK信号的功率谱密度曲线。从图6可看出,当BT值小(BT~0.3)时,
GMSK信号的带外分量较少,高频分量衰减较快;当BT值大(BT一0.5)时,GMSK信号的带外分量增多,高频分量衰减较慢。
图7给出了利用FX489实现GMSK调制解调时,在BT一0.3和BT一0.5时的误比特率和S/N之间的关系曲线。从图7中可看出,在相同误比特率的情况下,BT一0.3时所需的S/N比BT=。.5时所需的S/N要高ZdB左右。这可以从高斯滤波器输出的“拖尾”现象作出解释,BT值较小时,高斯滤波器输出滤形的拖尾现象较严重,相邻码元之间的相互影响较大,使得传输误比特率增高。所以,BT 值的选择要综合考虑,既要兼顾传输时的误比特率,又要兼顾带外能量的辐射。加密代理
  经调制后的已调波相位路径在MSK基础上进一步得到平滑。GMSK调制器原理方框图如图1。图1 GMSK调制器原理方框图为了使输出频谱密集,调制前LPF应当具有以下特性:劳动部
(1)窄带和尖锐的截止;
(2)脉冲响应过冲量小;
(3)保持滤波器输出脉冲响应曲线下的面积对应于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)是为了使调制指数为1/2。
高斯滤波器的频率传输函数为:H(f) = exp(-α2f2) (1其中α是与滤波器3分贝带宽Bb有关的一个系数。其3分贝带宽Bb定义为:令H2(Bb) = 1/2exp(-2α2B2b) = 1/2αBb= 1/2 1n2≈0.5887 (2可见,改变α时,则Bb也随之改变。
滤波器的脉冲响应函数:h(t) =∫∞-∞H(f)ej2πftdf=∫∞-∞exp(-α2f2+2(jπt)f)df=παexp -π2α2t2(3分析GMSK的性能应该从功率谱密度、已调波占用带宽、邻道干扰以及误比特率等方面分析,这里我们不做过多分析,有关内容可参考有关的书籍这里只对误比特率
进行简单的说明。
jamario moonGMSK是一种恒包络调制技术,具有最小频移特性。根据实验结果,可以用下式来近似GMSK系统的性能,即Pe(γ)≈12erfc(αγ)式中,α= 0.68,是滤波器的滚降因子,BbTb=0.25,是调制器的归一化3dB带宽,γ是每比特的信十八和谐综合区
噪比。下面分析MSK的原理,其结构原理如图2。
图2为MSK调制器的基本原理图,一般的MS调制器包括四部分电路:数据处理、定时与载波产—14—随着现代通信技术的发展,移动通信技术得到快速的发展,GMSK技术起到了关键性的作用。GM-SK 是一种二进制数字调制技术,它是无线通信中最突出的调制类型。在世界范围内有很多通信标准都采用了GMSK技术,例如GSM,DECT 等。GMSK信号由于具有恒包络和带外辐射小的特点获得了广泛得应用。本文主要介绍了GMSK的基本原理,以及利用计算机对调制部分的仿真分析,说明GMSK的性能。说明它适合于移动无线电通信的特性。
对信号的仿真主要利用的Mathworks公司的MATLAB软件,该软件是一种优秀的数学应用软件,它可以进行很多种数学运算,可用于DSP(数字信号1 GMSK基本原理GMSK基本原理是基带信号先经
过调制前高斯滤波器成形,再进行MSK调制。最小频移键控(MSK)是一种二进制数字调频,它的调制斯文赫定
系数为0.5。
MSK具有以下优点:恒定的包络、相对稳定的窄带、具有相干检测能力。MSK可以有频率调制FM直接产生。然而它不能严格满足对于SCPC移动无线电的带外辐射的要求。在1979年日本国际电报电话公司电气通信实验室提出了调制前高斯滤波的MSK,也就是GMSK。在MSK加一高斯低通滤波器,
由于成形后的高斯脉冲包络无陡峭边沿,也无拐点, 生、加权波形形成和I,Q信道的正交调制器。MSK输出信号的形式如下:
YMSK(t) =u2k-1sinπ2Tbtcosωct+u2k·cosπ2Tbtsinωc当(2k-1)Tb t 2kTbYMSK(t) =u2k+1sinπ2Tbtcosωct+u2k·cosπ2Tbtsinωc当2kTb t 2(k+1)Tb在MSK的调制前加上高斯低通滤波器就便成了GMSK。2ε/Tcos[2πfct+φ(t,I)+φ0]
(3式中:φ(t,I)表示载波的时变相位,定义为:φ(t,I) =4πTfd∫t-∞d(τ)d τ=θn+2πhInq(t-nT)
(4式中:h=2fdT;θn=πh∑n-1k=-∞
Ik;q(t)是某个归一化波形g(t)的波形。对CPFSK推广,得到更一般的连续相位调制(CPM),其一般载波相位是:
φ(t,I) =2π∑nk=-∞Ikhkq(t-kT), nT≤t≤(n+1)T
(5显而易见,通过选择不同的脉冲形状g(t),改变调制指数和符号数目M,可以产生无穷多种CPM信号[4]。
画出由信息序列{In}值产生的一组相位轨迹φ(t,I)是很有用的。

本文发布于:2024-09-22 04:37:03,感谢您对本站的认可!

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