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《信号类型#xff08;通信#xff09;——仿真》
《信号类型#xff08;通信#xff09;——QAM调制信号》
《信号类型#xff08;通信#xff09;——QPSK、OQPSK、IJF_OQPSK调制信号》
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《信号类型通信——仿真》
《信号类型通信——QAM调制信号》
《信号类型通信——QPSK、OQPSK、IJF_OQPSK调制信号》
《信号类型通信——最小频移键控MSK》 文章目录 前言
一、GMSK信号特点
二、GMSK调制
三、仿真
总结 前言 前面介绍了MSK调制解调原理其信号发射包络恒定相位变化连续相比于PSK有较好的频谱特性但是仍存在相位不平滑频率存在跳变的问题导致信号带外能量较大。为了进一步降低信号带外能量高斯最小频移键控GMSK被提出。本文主要介绍GMSK调制原理展示其带外频谱能量相比MSK的抑制效果。关于GMSK解调部分后续根据学习情况进行补充也欢迎在评论区留下优质资源链接。 一、GMSK信号特点 频移键控FSK调制相位存在跳变这会引起FSK信号有较大的带外频谱能量针对这一问题连续相位频移键控CPFSK被提出与FSK相比其频率跳变过程中相位变化连续。为了进一步提升频谱利用率提出了最小频移键控MSK与CPFSK相比MSK在波形满足正交性情况下频率跳变最小。 MSK虽然保持了CPFSK中调制相位连续的优点但是在移动通信环境MSK信号频谱性能还是无法满足要求带外能量还是太多为了进一步降低MSK信号的带外能量从调制相位历程出发将存在频率跳变的折线型相位历程通过预调制滤波器转变为光滑的相位历程。结合无码间串扰下传输特性约束不难发现这种通过滤波处理改进调制相位历程进而优化调制信号频谱的方式会造成码间串扰的问题。因此改进的关键在于设计合理的预调制滤波器以尽量小的码间串扰代价获得尽量好频谱带外能量抑制效果。结合MSK信号特点预调制滤波器应该满足以下条件
1良好的频率截止特性带外能量抑制
2脉冲相应有限降低码间干扰
3积分相位满足MSK调制要求保证信号波形的正交性 aBT0.3时星座图 bMSK频谱与BT0.3时GMSK频谱
图1 考虑到高斯函数优秀的平滑特性预调制滤波器主要考虑高斯滤波器由此这类调制也称为高斯最小频移键控GMSK如果是其他滤波器呢。因为GMSK在牺牲较小的误码率损失脉间串扰造成BT0.3时损失信噪比1dB左右对应星座图如图1a所示就可以获得较好的频谱特性带外有70-80dB以上的衰减如图1b所示在相同的数据传输速率时频道间距可以变得更紧密特别适合移动通信环境带外辐射功率限制70-80dB以上的衰减因此是GSM(Global System for Mobile communication)系统采用的调制方式之一。 GMSK信号可以表示为 式1中的调制信息位于相位中有两种等效理解
理解1 其中表示调制频率,为基带双极性波形信号。高斯滤波为。为高斯滤波器的带宽决定其时域有限长度。
理解2 其中,为基带双极性脉冲信号。高斯低通预调制滤波器频率成型滤波器为 其中高斯滤波为。为高斯滤波器的带宽决定其时域有限长度。
二、GMSK调制 理解1 理解2
图2 GMSK调制可以简单的认为是将传输数据先经过高斯低通预调制滤波器实现调制频率成型再进行最小频移键控(MSK)调制形成GMSK信号。图2基于GMSK信号表达式的两种理解得到两种生成GMSK信号方式。两种方式在MATLAB仿真的效果是一种的但是在实际电路实现过程因为传输数据更新速率是按照码率进行的因此基于第二中理解下的高斯预调制滤波器是实际常用的滤波器其等效为传输数据先经过矩形窗函数的滤波再经过高斯窗函数的滤波。因此最终GMSK调制原理如图3所示。 图3、GMSK调制原理图
三、仿真 参数设置符号速率60kHz采样率12 Mz载频 1.5MHz码序列随机生成。 a调制频率 b 调制相位
图4、MSK与GMSK对比 图4a)、b分别表示MSK与GMSK的调制频率历程以及相位历程可以看出与MSK相比GMSK调制频率不存在跳变调制相位更加平滑。 a频率眼图 b 信号眼图
图5、眼图
图5a为高斯滤波后成型的频率眼图图5b为GMSK基带信号眼图可以看出其他码元的调制信息会对当前判决点产生影响。最终发射的GMSK信号如图6所示。 IQ信号 发射信号
图6、GMSK信号 总结 本文根据自己的理解从理论和仿真的角度介绍了GMSK调制重点分析其与MSK调制的区别后续根据情况补充GMSK解调过程。有更好的内容欢迎在评论区放置链接另外有问题也欢迎评论区留言。转载请附链接【杨_ _)】的博客_CSDN博客-信号处理,SAR,代码实现领域博主。
