毕业论文：GMSK调制与解调算法研究 ㊣ 精品文档 值得下载

初相角，取决于过去码元调制的结果。

它的选择要防止相位的任何不连续性。

对于信号，当为整数时，就认为它是正交的。

为了提高频带利用率，要小，当时，达到最小值，这时有或者其中，称为调制指数。

由式看出，频偏频差，它等于码元速率的半，这是最小频差。

所谓的最小频移键控，正是取调制指数，在满足信号正交的条件下，使频移最小。

利用式和式，式又可写为为了方便，假定，同时假定号对应于码，号对应于码。

当时，在几个连续码元时间内，的可能值示于图中。

传码时，相位增加传码时，相位减少。

当时，式可写为码时，传码时，传图信号相位轨迹图中正斜率直线表示传码时的相位轨迹，负斜率直线表示传码时的相位轨迹。

这种由可能的相位轨迹构成的图形称为相位网格图。

在每码元时间内，相对于前码元载波相位不是增加，就是减少。

在的奇数倍上取两个值，偶数倍上取两个值。

例如，图中粗线路径所对应的信息序列为。

若将式扩展到多个码元时间上，则可写为其中，为二进制双极性码元，取值为为截矩，其值为的整数倍，即为整数。

这表明，信号的相位是分段线性变化的，同时在码元转换时刻相位仍是连续的，所以有或者现在，将式代入式，便可写出波形的表达式利用三角等式并注意到，有其中，。

式即为信号的正交表示形式，其同相分量也称为支路其正交分量为也称为支路称为加权函数。

下面我们简要讨论下信号的功率谱。

对于由式定义的信号，其单边功率谱密度可表示为根据式画出信号的归化功率谱密度如图所示。

为了便于比较，图中还画出了信号的功率谱。

图信号的归化功率谱由图可看出，与相比，信号的功率谱更加紧凑，其第个零点出现在处，而的第个零点出现在处。

这表明，信号功率谱的主瓣所占的频带宽度比信号的窄当∞时，的功率谱以的速率衰减，它要比的衰减速率快得多，因此对邻道的干扰也较小。

的调制解调原理根据式，我们可以画出调制器的方框图如图所示。

图调制器方框图信号的产生过程如下对输入数据序列进行差分编码把差分编码器的输出数据用串并变换器分成两路，并相互交错个比特宽度用加权函数和分别对两路数据进行加权用两路加权后的数据分别对正交载波和进行调制把两路输出信号进行叠加。

信号属于数字频率调制信号，因此可以采用般鉴频器方式进行解调，其原理图如图所示。

鉴频器解调方式结构简单，容易实现。

输入输出图鉴频器解调原理图由于信号调制指数较小，采用般鉴频器方式进行解调误码率性能不太好，因此在对误码率有较高要求时大多采用相干解调方式。

图是信号相干解调器原理图，其由相干载波提取和相干解调两部分组成。

图信号相干解调器原理图鉴频器抽样判决第三章调制调制的般原理调制是调制指数为的二进制调频，其基带信号为矩形波形。

为了压缩信号的功率谱，可在调制前加入高斯型低通滤波器，称为预调制滤波器。

对矩形波形进行滤波后，得到种新型的基带波形，使其本身和尽可能高阶的导数连续，从而得到较好的频谱特性。

调制原理方框图如图所示。

输出图时容易实现，故本次设计在信号的解调中采用的是比特差分检测算法。

二比特差分检测二比特延迟差分检测器框图如图所示。

图二比特延迟差分检测器框图如图所示，当采用差分解调时，中频滤波器输出首先通过硬限幅电路消除振幅的变化，再与经过时延的信号相乘，相乘后的输出信号为再通过后，其输出为式中当时为整数，如果在中频滤波器后，插入个限幅器，则可以去掉振幅的影响，上式中内的项为偶函数，在不超过的范围内，它不会为负。

它实际上反映的是直流分量的大小，对判决不起关键作用，但需要把判决门限增加相应的直流分量第二项才是判决的依据。

为了恢复出传输的数据，令其中的对应于原始数据经差分编码后的，而则对应于，两者相乘等效于两者的模二相加。

若发端进行差分编码，根据差分编码的规则，，可得，即为解调输出。

而相应在发端，需对原始数据进行差分编码，下图即为差分编码框图差分编码调制框图差分解调是对每个比特进行操作的，所以不需要差分编解码的。

令限幅器输出信号振幅为，则式中为当前码元内的附加相位与前面第二个码元内的附加相位之差。

当时，可将式表示为由于及小于，故式的第项在时刻的抽样值为正值，设为第二项在时刻的抽样值可能为正值也可能为负值。

若当前码元与前码元相同，则与的符号相同，因此在抽样时刻与的符号相同，即第二项的抽样值为正。

若当前码元与前码元不同，则第二项的抽样值为负。

可见，若令则可将信息代码表示为称为绝对码，为相对码差分码即对输入数据进行差分编码。

由此可以得出结论如，则图所示的解调器在第个码元及第个码元的输入信号对应的差分码码元不相同，信息代码绝对码为否则，解调器在两个码元内输入信号对应的差分码元相同，信息代码为。

这就是判决规则，即码时判决为码时判决为第五章实验仿真结果及分析调制与调制的性能比较首先对调制方式进行比较。

编制程序文件进行仿真。

在程序中设置信源产生信息的比特率设置基带调制解调器模块的输出信号采样数参数为，设置调制与解调器的乘积为运行程序文件，结果如图所示图调制性能比较从仿真结果上来看，数字调制优于数字调制，但是数字调制的频谱在主瓣以外衰减得更快，且邻路干扰小，因此在要求信号带外辐射功率限制严格的移动通信中，选择更佳。

再比较应用时，将参数改变后，对误码率的影响，以及与比较的情祝。

改变调制与解调器的乘积值，分别为和，并绘制出在不同信噪比参数下的图形如图所示。

图在不同参数下的与比较从图可以看出，的性能比的性能差的曲线比较接近曲线而曲线的性能较优。

从原理上讲，是的改进，频谱在主瓣以外比衰减得更快，且邻路干扰小。

但是，信号的频谱特性的改善是通过降低误码率性能换来的。

前置滤波器的带宽越窄，即值越小，输出功率谱就越紧凑，误码率性能就变得越差。

当趋于无穷时，就蜕变为。

虽然，图只是比较了和的曲线，但从趋势上来看，的值越大，其曲线将越接近曲线。

两种差分解调的误码率比较比较下同样使用波形正交法调制，和差分解调的误码率曲线选取到分贝进行统计，得到误码率曲线如下图所示图两种差分解调的误码率比较从图可以看出差分检测的性能明显优于特差分检测的性能。

选择波形正交调制方法，调制端值为，接收端值为，可以看出在相同误比特率条件下，差分检测要比差分检测好左右。

取信噪比为时，差分解调的误码率在以下，而差分的误码率在以下。

调制仿真实验图在进行仿真实验时，随机数据产生单元的数据速率设为，仿真时间为。

运行调制系统模型可得如下仿真图。

调制的两路信号波形图路调制波形图路调制波形在实际的数字通信系统中，信息的传递要通过信道，而这将不可避免的带来噪声的干扰，因此在实验中模拟信道中噪声对调制信号的干扰将非常重要。

下面是调制信号经过加性高斯白噪声后的仿真图。

图经过加性高斯白噪声后比特差分解调仿真波形调制数据先后经过比特差分检测子模块积分和抽样子模块后，即为个完整的解调系统，对其进行仿真分析即可。

图经过高斯滤波后的两路调制数据从仿真图可以观察到滤波后的波形恢复得到了良好的效果。

图比特差分检测数据与原始输入数据比较从图可以看到，经过比特差分检测后的数据的符号与原始输入数据的符号达到了致。

比特差分检测具有良好的解调性能。

第六章总结是种基于的二进制调制方法，具有恒包络功率谱收敛抗干扰性强等优点，目前得到了广泛的应用。

本文首先介绍了调制的基本原理，的频谱利用率高具有相位连续的特点，但功率谱不够紧凑，从而需要引入带有预调制滤波器的调制方法调制。

对调制信号的形式进行具体分析，同时对比分析了调制与调制的误码性能。

对调制信号的解调，本文重点介绍了差分解调，作了仿真，从仿真上来看，比较了差分和差分的效果，虽然在相同条件下，差分的误码率比差分低，但由于二比特延迟差分检测在进行判决时对判决电平的要求较严格，差分的判决门限制约了差分的使用。

此外，发送端和接收端滤波器的值对系统性能也有影响，差分检测属于非相干解调，由于避免了提取载波的工作，实施起来比较简便，目前差分检测得到了广泛的应用。

由于条件和自身水平的原因，本文只在高斯白噪声信道情况下进行了算法的仿真，在其它信道情况下的仿真还有待进步的完善。

参考文献王福昌通信原理北京清华大学出版社，吴迪解调理论的研究和无线调制解调器的设计山东东北大学，王光亮通信系统原理教程西安西安电子科技大学出版社，张平川现代通信原理与技术简明教程北京北京大学出版社，陶亚雄现代通信原理第版北京电子工业出版社，啜钢，王文博，常永宇，全庆移动通信原理与系统第版北京北京邮电大学出版社，熊于菽调制解调技术研究重庆重庆大学，吴迪解调理论的研究和无线调制解调器的设计山东东北大学，娄莉数字调制的仿真与分析西安西安石油大学，致谢非常感谢我的指导教师，李迟生教授。

本论文是在他的亲切关怀和悉心指导下完成的。

他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。

从选题到开题报告，从写作提纲，到遍又遍地指出每稿中的具体问题，严格把关，循循善诱，在此我要向我的导师致以最衷心的感谢和深深的敬意。

在此，向所有关心和帮助过我的领导老师同学和朋友表示由衷的谢意，衷心地感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位专家教授，调制与解调算法研究摘要随着现代通信技术的发展，移动通信技术得到快速发展，许多优秀的调制技术应运而生，其中高斯最小频移键控技术是无线通信中比较突出的种二进制调制方法，它具有良好的功率谱特性和较好的抗干扰性能，特别适用于无线通信和卫星通信，目前，很多通信标准都采用了技术，例如等。

本文首先介绍了的般原理，接着对的调制原理和几种调制方法进行了阐述，然后，重点研究了的几种差分解调方法并进行了比较，最后用软件进行仿真及结果分析。

关键词高斯最小频移键控调制差分解调目录第章绪论，选题的依据及意义，国内外研究现状及发展趋势，本课题研究内容，第二章调制与解调原理，的基本原理，的调制解调原理，第三章调制，调制的般原理，信号的产生，第四章解调，比特差分检测，二比特差分检测，第五章实验仿真结果及分析，调制与调制的性能比较，两种差分解调的误码率比较，调制仿真实验图，比特差分解调仿真波形，第六章总结，参考文献，致谢