通信原理GMSK实验

北京邮电大学 通信原理实验

实验报告

实验名称：高斯最小移频键控（GMSK）调制器实验

学院： 信息与通信工程学院 班级： 姓名： 联系方式： 邮箱： 学号：

教师： 韩玉芬

目录

一、实验目的 ................................................................................... 3 二、实验内容 ................................................................................... 3 三、实验原理 ................................................................................... 3 1、 GMSK调制器工作原理及相位路径的计算....................... 3 2、数字信号处理方法实现GMSK调制器 ............................... 5 四、实验步骤 ................................................................................... 6 五、系统设计 ................................................................................... 6 1、总体设计 ............................................................................... 6 2、软件部分 ............................................................................... 7 3、硬件部分 ............................................................................. 15 六、故障与解决方法 ...................................................................... 19 七、心得体会 ................................................................................. 20

八、参考文献.....................................................................................21

一、 实验目的

1、 通过利用数字基带处理方法来实现高斯最小移频键控（GMSK）调制器算法的基带

硬件实验，对通信系统硬件实现有新的认识及新的思路。 2、 掌握MAX+plusII 及可编程器件的应用。

3、 学会C语言或Matlab软件进行GMSK相位路径及仿真眼图的编程。 4、 正确使用测试仪表。

5、 理论联系实际，培养科学实验态度，提高实际动手能力。

二、 实验内容

1、 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。

2、 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。

3、 了解GMSK相位路径的编程流程图，并用计算机编出相位路径的余弦及正弦表。 4、 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。 5、 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。 6、 按上述要求写出实验报告。

三、 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信号的原理图如下

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

H(f)?exp(?a2f2)

式中，a是与高斯滤波器的3dB带宽

Bb有关的一个常数。由3dB带宽定义有

H2(Bb)?12

即

22?1exp(?2aB)?2b

所以

aBb?由此可见，改变

1ln2?0.58872

a,Bb将随之改变。

????2?h(t)?exp???t??a???a???

滤波器的冲激响应为

?由式看出，h(t)不是时限的，但它随t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)：

2s(t)??anb(t?nTb),an??1

nTb?1，0?t??2 式中， b(t)??Tb?0，其他?其中，Tb为码元间隔。高斯预调制滤波器的输出为

x(t)?s(t)?h(t)??ang(t?nTb)

n当取不同值时，高斯滤波器的矩形脉冲响应g(t)如下图所示。

经计算，BTb=0.3的高斯滤波器的的积分面积为1/2，且满足以下条件

所以，对于BT=0.3的高斯滤波器，取g(t)的截短长度为5T来计算GMSK信号的相位，就可达到足够精度。

由于g(t)在5T时间区间呢的积分面积为1/2，所以BT=0.3的GMSK相位路径计算大为化简。

2、数字信号处理方法实现GMSK调制器

在算得后，即可算出及值。在工程上，首先将及离散化，制成表，固化在ROM中。由随机数据｛｝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和，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所示。

在上图中，虚框内表示地址逻辑，功能是取出所需要的采样量化点。ROM表中存放

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