课程设计---运用Simulink仿真MSK和GMSK信号.pdf

目 录 1 前言1 2 工程概况1 3 正文2 3.1 目的和意义2 3.2 设计过程2 3.3 MSK 信号仿真设计 2 3.3.1 最小频移键控基本原理2 3.3.2 MSK 的Simulink 仿 4 3.3.3 GMSK 信号仿真分析6 3.4 MSK 与GMSK 波形分析和比较 8 4 致谢8 5 参考文献9 前言 MATLAB 的初学者，可能有这样的体会：虽然使用MATLAB 语言能较为方便地进行各种复 杂的数学运算，但系统模型的建立、仿真以及程序的调试仍然是一件破花费时间的事情。 MATLAB 是具有用法简易、可灵活运用、程式结构强又兼具延展性。所以用它来实现对信号 里的仿真是很直接的方法也是实践和理论的一次突破。可以将提出的问题和解决问题的办法 用熟悉的数字符号表示出来。由于MATLAB 的功能强大，应用性强，所以受到越来越多的科 学工作者欢迎。 Simulink 是MATLAB 提供的一个用于对动态系统进行建模和仿真的软件包，具有丰富和 的灵活的功能。有了它，用户就可以将自己的计算机变成一个方便快捷的，面向各种系统的 建模和分析实验室，从而解决相应的问题。Simulink 与MATLAB 时高度集成在一起的，因此， Simulink与MATLAB之间可以灵活的交互操作。Simulink可以用来对各种动态系统进行建模、 分析和仿真，它的建模范围广泛，可以针对任何能用数学来描述的系统进行建模。Simulink 提供了利用鼠标拖放的方法来建立系统框图模型的图形界面，而且还提供了丰富的功能块以 及不同的专业模块集合。 MSK 调制的主要优点是信号具有恒定振幅和信号功率谱密度在主瓣外衰减得较快。然 而，在某些通信场合，如移动通信中，对信号带外辐射功率的限制十分严格，要求对邻近信 道的衰减达70dB～80dB 以上。因此，近来对MSK 信号作些改进，如改进两正交支路的加权 函数，称为高斯最小频移键控（GMSK，Gaussian Filtered Minimum Shift Keying）调制方 法等。 MSK 作为一种性能优良的调制方式,被广泛应用于卫星通信和无线移动通信中的数据传 输。串行MSK 调制多用于数据速率较高的场合,在工程实现上有着较为广泛的应用。GMSK 调 制的出现，是为了获取更好的通信质量。在目前的移动通信中，GMSK 调制方式中存在的一 个矛盾就是降低临道干扰和减小误码率两者之间不能同时达到最好状态。GMSK 是在MSK 前 面加了高斯滤波器进行预调制。高斯滤波器的带宽越小则调制后的频谱越窄，临道干扰越小， 但同时误码率就随之增加。目前我国GSM 移动通信采用的就是这种调制方式。GMSK 信号具 有很好的频谱和功率特性，特别适用于功率受限和信道存在非线性、衰落以及多普勒频移的 移动突发通信系统。 MSK 是一种特殊的2FSK 信号。2FSK 信号通常是由两个独立的震荡源产生的，一般来说 在频率转换处相位不连续，因此，会造成功率谱产生很大的旁瓣分量，若通过带限系统后， 会产生信号包络的起伏变化。 GMSK 调制是在MSK （最小频移键控）调制器之前插入高斯低通预调制滤波器这样一种调 制方式。最终产生仿真图。运用Simulink 仿真MSK 和GMSK 信号，最终实现仿真效果。 工程概况 MATLAB 是一种功能强大的科学计算和工程仿真软件，它的交互式集成界面能够帮助用 户快速的完成数值分析、数字信号处理，仿真建模、系统控制和优化等功能。MATLAB 提供 了一个集成化的开发环境，通过这个集成环境用户可以方便的设计仿真模型，执行仿真过程， 并分析仿真结果。 而Simulink 是MATLAB 中的一种可视化仿真工具，广泛用于线性系统、数字控制、非线 性系统以及数字信号处理的建模和仿真中。Simulink 采用模式化，每个模块都有自己的输 入/输出端口，实现一定的功能。当采用Simulink 进行建模和仿真时，一般 Simulink 库 中提供的模块出发，通过组合各种模块来完成模块的设计。Simulink 模型库提供了一种模 块的集成环境，通过它可以快速的开发各种仿真模型。 我们使用MSK 克服由于一般移频键控信号相位不连续、频偏较大等原因，使其频谱利用 率较低的问题。MSK 是一种性能优越的新型数字调制方式，在外军的地域通信网中广泛