基于Simulink的GMSK調(diào)制仿真設計

II基于Simulink的GMSK調(diào)制解調(diào)器的仿真設計摘要數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術是數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)空中接口的重要組成部分，高斯最小頻移鍵控（Gaussian

Filtered

Minimum

Shift

Keying,

GMSK）是GSM系統(tǒng)采用的調(diào)制方式，GMSK可以有效提高了數(shù)字移動通信的頻譜利用率和通信質(zhì)量。本文基于Simulink對GMSK調(diào)制與解調(diào)的技術進行仿真，Simulink是Matlab中一個建立系統(tǒng)方框圖和基于方框圖的系統(tǒng)仿真環(huán)境，是一個對動態(tài)系統(tǒng)進行建模、仿真和仿真結果可視化分析的軟件包。由于GMSK是在進行MSK調(diào)制前將矩形信號先通過一個高斯型的低通濾波器的調(diào)制方法，所以本文首先給出了MSK調(diào)制與解調(diào)原理，在此基礎上利用Simulink工具箱對GMSK調(diào)制與解調(diào)性能進行仿真。仿真結果表明GMSK具有包絡恒定、相位連續(xù)、頻道干擾小、誤碼率較低等優(yōu)點。關鍵詞：高斯低通濾波器；GSM；包絡恒定；最小頻移鍵控；

DesignofGMSKmodembasedonSimulinksimulationAbstractDigitalmodulationdemodulationtechnologyisadigitalcellularmobilecommunicationsystemisanimportantpartoftheairinterface,GaussianMinimumfrequencyShiftKeying(GaussianFilteredMinimumShiftKeying,GMSK)isaGSMsystemadoptsthewayofmodulation,GMSKcaneffectivelyimprovethespectrumutilizationandcommunicationofdigitalmobilecommunicationquality.ThisarticleisbasedonSimulinksimulationofGMSKmodulationanddemodulationtechnology,SimulinkisabuiltinMatlabsystemblockdiagramandthesystemsimulationenvironmentbasedonblockdiagram,isadynamicsystemmodeling,simulationresultsofsimulationandvisualizationanalysissoftwarepackage.AsGMSKisrectanglesignalbeforeonMSKmodulationbyagaussianlow-passfilterofthemodulationmethod,sothispaperfirstgivestheMSKmodulationanddemodulationprinciple,onthebasisoftheuseofSimulinktoolboxofGMSKmodulationandsolution.Keywords：Gausslowpassfilter;GSM；Theminimumfrequencyshiftkeying；PAGE36第一章緒論1.1背景擴頻通信技術是當今信息社會最為先進的無線電通信技術之一，而且，其技術在無線光通信領域有著非常廣泛的應用。由于擴頻技術具有抗干擾能力強，擾截獲，抗多徑、多址能力強，保密性好及測距精度高等一系列優(yōu)點，因而越來越受到人們的重視。隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術、微電子技術、數(shù)字信號處理技術的迅猛發(fā)展，以及一些新型器件的出現(xiàn)，使得擴頻技術在無線局域網(wǎng)、皮網(wǎng)、2G、3G移動通信、衛(wèi)星全球定位，軍用通信，航天通信和深空探測等諸多領域都得到了較為廣泛的應用[1]。所謂移動通信：是指通信的一方或雙方在移動中實現(xiàn)通信，也就是說：移動體之間的通信，或移動體與固定體之間的通信。移動體可以是人，也可以是汽車、火車、輪船、收音機等在移動狀態(tài)中的物體。GMSK調(diào)制與解調(diào)技術是擴頻通信中不可缺少的一項重要的技術之一。而且現(xiàn)在廣泛使用的GSM（GlobalSystemforMobileCommunication）移動通信體制就是使用GMSK調(diào)制方式。因此，研究GMSK技術是非常有現(xiàn)實意義的[2]。移動通信必須占有一定的頻點，如今通信技術發(fā)展很快頻點資源便受到限制。因此，在移動通信中，應盡可能有效利用頻點。提高頻點的利用率，可以采用頻點再利用。因此可以尋求信號的調(diào)制方式，通過改變調(diào)制方式來提高頻點的利用率。由于信號傳播地無線環(huán)境極其復雜，衰落會導致終端接收信號電平急劇變化，移動通信中的干擾問題也特別嚴重，除了系統(tǒng)內(nèi)部的干擾還有系統(tǒng)外部的干擾。所以移動通信中的數(shù)字調(diào)制技術必須具有優(yōu)良的頻譜特性和抗干擾、抗衰落性能。1.2研究內(nèi)容GMSK調(diào)制技術是從MSK（MinimumShiftKeying）調(diào)制的基礎上演變過來的。由于MSK是二進制電平矩形基帶信號進行調(diào)頻得到的，MSK信號在任一碼元間隔內(nèi)，其相位為π/2，而在碼元轉(zhuǎn)換時刻保持相位是連續(xù)的。但MSK信號相位變化是折線，在碼元轉(zhuǎn)換時刻產(chǎn)生尖角，從而使其頻譜特性的旁瓣滾將慢，基帶外輻射還相對較大。為了解決這一問題，可將數(shù)字基帶信號先經(jīng)過一個高斯濾波器整形（預濾波），得到平滑后的新波形之后在進行調(diào)頻，可得到良好的頻譜特性，調(diào)制指數(shù)仍為0.5。將高斯波形進行調(diào)頻，就可使功率譜高頻分量滾將變快。因此，將輸入端接有高斯低通濾波器的MSK調(diào)制器稱為高斯濾波最小移頻鍵控（GMSK）[3]。GMSK信號的產(chǎn)生可用簡單的高斯低通濾波器及FM調(diào)制器來實現(xiàn)。GMSK信號的解調(diào)可采用正交相干解調(diào)，也可采用鑒相器或差分檢測器。1.2.1GMSK技術國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1979年由日本國際電報電話公司提出的GMSK調(diào)制方式。有較好的功率頻譜特性，較優(yōu)的誤碼性能，特別是帶外輻射小。GMSK調(diào)制方式的理論研究已比較成熟。實際應用卻還不多，關鍵在于高斯低通濾波器的設計和制作在工程上還有一定的困難，因此首先進行最小頻移鍵控(MSK)調(diào)制再進行GMSK調(diào)制。GMSK是一種特殊的數(shù)字FM調(diào)制方式。隨著現(xiàn)代通信技術的發(fā)展，移動通信技術得到快速發(fā)展，許多優(yōu)秀的調(diào)制技術應運而生，其中GMSK技術是無線通信中比較突出的一種二進制調(diào)制方法，它具有良好的功率譜特性和較好的抗干擾性能，特別適用于無線通信和衛(wèi)星通信，目前，很多通信標準都采用了GMSK技術，例如，GSM，DECT等。相鄰碼元之間的相互影響程度和高斯濾波器的參數(shù)有關，也就是說和高斯濾波器的3dB帶寬有關。BT值越小，GMSK信號功率頻譜密度的高額分量衰減越快。主瓣越小，信號所占用的頻帶越窄，帶外能量的輻射越小，鄰道干擾也越小[4]。1.2.2GMSK調(diào)制技術的原理與優(yōu)點MSK是一種二進制連續(xù)相位的頻移鍵控（CP2FSK）?；蛘哒f它是調(diào)頻指數(shù)為0.5的連續(xù)相位2FSK。MSK是一種高效調(diào)制方法，特別適合于移動無線通信系統(tǒng)中使用，它有很多好的特性，例如恒定包絡，頻譜利用率高，誤比特速率低和自同步性能。但它的旁瓣對于要求較高傳輸速率的數(shù)字傳輸系統(tǒng)來講，不能滿足-80dB—-60dB的指標。因此要提高MSK信號的功率譜密度，可在信號調(diào)制前加入預調(diào)制濾波器如圖1-1所示：圖1-1GMSK信號調(diào)制原理框圖為了有效地抑制MSK的帶外輻射并保證經(jīng)過預調(diào)制濾波后的已調(diào)信號能采用簡單的MSK相干檢測電路，預調(diào)制濾波器必須具有以下特點：1、信號帶寬比較窄；2、信號沖級響應時間短；3、信號經(jīng)過濾波器輸出脈沖面積為一常量，該常量對應碼元內(nèi)的載波相移為π/2[5]。因此稱上述在MSK調(diào)制器前插入高斯低通預調(diào)制濾波器的調(diào)制方式為GMSK(GaussianFilteredMinimumShiftKeying)調(diào)制方式。原理圖如圖1-2所示：圖1-2GMSK調(diào)制方式原理圖

第二章GMSK的基本原理GMSK調(diào)制技術是在MSK調(diào)制技術的基礎上，在MSK調(diào)制前加入高斯型低通濾波器，從而達到了壓縮功率譜，主瓣以外衰減更快，帶外輻射功率小的優(yōu)良特性。因此，在研究GMSK調(diào)制解調(diào)技術之前，我們有必要先研究一下MSK調(diào)制解調(diào)技術和高斯濾波器的相關知識。本文將在接下來的文章里講述MSK調(diào)制解調(diào)技術和高斯濾波器的相關知識。2.1MSK的基本原理數(shù)字頻率調(diào)制(FM)是利用載波的頻率傳輸信息的。其中最簡單的—種方式是二進制頻移鍵控(2FSK)[6]。它是繼振幅鍵控(ASK)之后出現(xiàn)比較早的一種調(diào)制方式。由于它的抗噪聲、抗衰落性能優(yōu)于ASK。設備不算復雜，實現(xiàn)比較容易，所以一直在很多場合使用。但是傳統(tǒng)的2FSK的功率和頻帶利用率均劣于常用的相移鍵按(PSK)方式，所以在差分相移鍵控(DPSK)取得成功之后，不少場合它已被2DPSK或4DPSK所取代。為了克服上述缺點，對于2FSK信號作了改進，發(fā)展出MSK信號。MSK信號是一種包絡恒定、相位連續(xù)、帶寬最小并且嚴格正交的2FSK信號。如圖2-1MSK信號調(diào)制示意圖。圖2-1MSK信號調(diào)制示意圖

2.1.1MSK信號的特性研究1.MSK信號的頻率關系；（2-1）式中：，為載波角載頻[7]；；Ts為碼元寬度；為第k個碼元的初始相位，它在一個碼元寬度中是不變的。 由公式（2-1）可以看出，當輸入碼元為“1”時，，故碼元的頻率等于；當輸入碼元為“0”時，，故碼元頻率等于。所以，和的差等于。這樣的MSK信號是正交FSK信號，而且在正交的頻移鍵控信號中，其調(diào)制指數(shù)h是最小的(即在給定碼元速率條件下，頻率差最小的正交信號)，故稱作最小頻移鍵控信號。2.MSK碼元中波形的周期數(shù)；MSK信號的第k個碼元可以表示為：QUOTESkt=cos?（ω式中：，為載波角載頻[8]；；Ts為碼元寬度；為第k個碼元的初始相位，它在一個碼元寬度中是不變的。式（2-1）可以改寫為： (2-2)式中：由于MSK信號是一個正交的FSK信號，它應該滿足式：(2-3)上式左端4項分別等于零，所以將第三項的條件代入第一項，得到要求：(2-4)即要求 (2-5)或 式（2-4）表示，MSK信號每個碼元持續(xù)時間內(nèi)包含的波形周期數(shù)必須是1/4周期的整數(shù)倍，式（2-5）可以改為： (2-6)式中：N為正整數(shù)；以及有 (2-7)由式（2-7）可得到： (2-8)式中：；。 式（2-8）給出一個碼元持續(xù)時間內(nèi)包含的正弦波周期數(shù)。由此式看出，無論兩個信號頻率和取何值，這兩種碼元包含的正弦波數(shù)均相差1/2個周期。如果，，對于“1”和“0”，一個碼元持續(xù)時間內(nèi)分別有2.5個和2個正弦波周期。3．MSK信號的相位連續(xù)性 式（2-1）可以改寫為 (2-9)式中： (2-10)稱作第k個碼元附加相位[9]。由式（2-10）可見，在此碼元持續(xù)時間內(nèi)它是t的直線方程。并且，在一個碼元持續(xù)時間內(nèi)，它變化,即變化。根據(jù)MSK信號要求相位連續(xù)，在第個碼元的最后，即當時，其附加相位就應該是第個碼元的初始附加相位。如果=｛+1+1+1-1-1+1+1+1-1-1-1-1-1-1+1｝，則MSK的相位路徑如圖2-2MSK的相位路徑。圖2-2MSK的相位路徑4.MSK信號的正交表示法 下面將證明式（2-1）可以用頻率為的兩個正交分量表示。將式（2-1）用三角公式展開： (2-11)考慮到式，有，以及考慮到,及，式（2-11）變?yōu)?（2-12）式中： (2-13a) (2-13b) 式（2-13）表示，此MSK信號可以分解為同相分量（I）和正交分量（Q）兩部分。I分量的載波為，中包含輸入碼元信息，是其正弦形加權函數(shù)；Q分量的載波為，中包含輸入碼元信息，是其正弦形加權函數(shù)；5.MSK信號功率普密度 MSK信號有良好的頻譜特性。這里只將MSK信號與一般QPSK信號的譜密度特性進行比較。MSK和QPSK信號的功率譜表達式分別為 （2-14） （2-15）式中：為信號載頻；為碼元寬度。對數(shù)字移動通信來說，調(diào)制方式的主要性能要求是節(jié)約頻帶和減少差錯概率。因此，要求調(diào)制信號的能量集中在頻譜主瓣內(nèi)，旁瓣的功率要小，且滾降要快。如圖2-3所示為MSK、QPSK和OQPSK的功率譜。圖2-3MSK，QPSK和OQPSK功率普密度比較MSK信號相對與QPSK、OQPSK主瓣比較寬，但是MSK信號主瓣之外信號衰減要比QPSK要快。利用三角公示展開式（2-1）得： (2-16)因為考慮到，及，式（2-16）可寫為：（2-17）式中：QUOTEpk=cosθk；qk=-αkcosθk式（2-16）表明，MSK信號可采取正交調(diào)制的方法產(chǎn)生。MSK正交調(diào)制器原理框圖如圖2-4所示圖2-4MSK正交調(diào)制原理MSK信號的產(chǎn)生過程如下：對輸入數(shù)據(jù)序列進行差分編碼；把差分編碼器的輸出數(shù)據(jù)用串/并變換器分成兩路，并相互交錯一個比特寬度；用加權函數(shù)些和分別對兩路數(shù)據(jù)進行加權；用兩路加權后的數(shù)據(jù)分別與正交載波和進行相乘；把兩路輸出信號進行疊加。2.1.2MSK信號的解調(diào)原理MSK信號可以用鑒頻器解調(diào)，也可以用相干解調(diào)。若用鑒頻器解調(diào)，則在鑒頻后直接取樣就可以得到發(fā)送數(shù)據(jù)，如圖2-5所示：圖2-5MSK鑒頻器解調(diào)由于MSK信號解調(diào)參數(shù)相對來說比較小，采用一般鑒頻器方式進行解調(diào)誤碼率比較高，解調(diào)出來的信號與實際相差太多。因此在對誤碼率有較高要求時大多采用相干解調(diào)方式。圖2-6是MSK信號相干解調(diào)器原理圖，其由相干載波提取和相干解調(diào)兩部分組成：圖2-6MSK信號相干解調(diào)原理圖2.2GMSK的基本原理在調(diào)制之前，對矩形的NRZ數(shù)字基帶信號進行低通濾波，再進行MSK調(diào)制?？梢垣@得更窄的信號帶寬和更快的副瓣衰減速率，這個低通濾波器(稱作預調(diào)濾波器)通常具有高斯濾波特性。這樣所得的信號就是高斯最小頻移鍵控(GMSK，Gaussian-filteredMSK)信號。一個最簡單直接的GMSK調(diào)制器如圖2-7所示。GMSK信號特點和濾波器的特性有密切的關系。圖2-7GMSK調(diào)制器

2.2.1高斯濾波器的相關特性為了有效地抑制MSK的帶外輻射并保證經(jīng)過頂調(diào)制濾波后的已調(diào)信號能采用簡單的MSK相干檢測電路，預調(diào)制濾波器必須具有以下特點：(1)信號帶寬相對比較窄而且有陡峭的截至特性；(2)信號沖擊過程中相應的時間比較短；(3)信號經(jīng)過濾波器后輸出的信號是一個常量，且這一常量對應的載波相移為π/2。其中，條件(1)是為了抑制高頻分量，條件(2)是為了防止過大的瞬時頻偏，條件(3)是為了使調(diào)制指數(shù)為0.5。1．高斯低通濾波器函數(shù)式中，是與高斯濾波器的3dB帶寬有關的一個常數(shù)。由3dB帶寬定義有 （2-19）即 （2-22）所以 （2-21）由此可見，改變將隨之改變。 濾波器的沖擊響應為： （2-22）由式（2-23）看出，不是時限的，但它隨著按指數(shù)規(guī)律迅速下降，所以可以近似它寬度是有限的。由于它的非時限性，相鄰脈沖會產(chǎn)生重疊。2．高斯濾波器的矩形脈沖響應矩形脈沖表示為： （2-23）其中T表示碼元周期，為單位階躍函數(shù)。則高斯濾波器的矩形脈沖響應為： （2-24）式中為： （2-25）在到上的積分為T，即，T是前面提到的脈沖碼元周期。歸一化的高斯濾波器帶寬BT決定了GMSK已調(diào)信號的功率帶寬，BT越小，對GMSKQUOTEGMSK的功率譜旁瓣抑制越好，但是造成的碼間干擾就會越大；當時，GMSK頻譜和QUOTEMSKMSK頻譜相同。 由誤差補償函數(shù)為:，可知 （2-26）則 （2-27）根據(jù)式（2-27）畫出BT=0.5和BT=0.3的高斯濾波器的矩形脈沖響應，如圖2-8所示，容易看出當BT值減小后，單個脈沖響應將被拓寬，從而碼間干擾就會越嚴重。圖2-8高斯濾波器的矩形脈沖響應2.2.2GMSK信號的數(shù)學表達如果輸入為雙極性不歸零矩形脈沖序列： ， （2-28）式中， 其中，QUOTETT為碼元間隔。高斯預調(diào)制濾波器的輸出為： （2-29）式中，g(t)為高斯預調(diào)制濾波器的脈沖響應： （2-30）GMSK信號的表達式為 （2-31）式中，為輸入數(shù)據(jù)。高斯濾波器的輸出脈沖經(jīng)MSK調(diào)制得到GMSK信號，其相位路徑由脈沖的形狀決定，或者說在一個碼元內(nèi)已調(diào)波相位的變化取決于其間脈沖的面積。由于高斯濾波后的脈沖無陡峭沿，也無拐點，因此，其相位路徑得到進一步平滑.如圖2-9所示：圖2-9GMSK與MSK相位路徑比較2.2.3GMSK調(diào)制解調(diào)的原理1．GMSK調(diào)制原理產(chǎn)生GMSK信號最簡單的方法是數(shù)據(jù)流經(jīng)高斯濾波后直接對VCO調(diào)頻，如圖2-10所示。但該方法要保持VCO中心頻率穩(wěn)定存在一定困難。克服此方法缺點的辦法是采用鎖相環(huán)路(PLL)調(diào)制器，如圖2-11所示。圖中，輸入數(shù)據(jù)序列先進行π/2相移BPSK調(diào)制，然后將該信號通過鎖相環(huán)對BPSK信號的相位突跳進行平滑，使得信號在碼元轉(zhuǎn)換時刻相位連續(xù)，而且沒有尖角。該方法實現(xiàn)GMSK信號的關鍵是鎖相環(huán)傳輸函數(shù)的設計，以滿足輸出信號功率譜特性要求。圖2-10GMSK信號產(chǎn)生器圖2-11GMSK信號產(chǎn)生器由式（2-31）GMSK信號可以表示為正交形式，即（2-32）式中（2-33）根據(jù)式（2-32）和（2-33），畫出GMSK調(diào)制的原理框圖，如圖2-12所示圖2-12GMSK調(diào)制的原理框圖GMSK調(diào)制過程：1.輸入信號經(jīng)過高斯低通濾波器，得到高斯預調(diào)制濾波器的脈沖響應g(t)；2.對g(t)進行積分，獲得相位信號；3.計算出GMSK信號的同相分量和正交分量；4.同相分量和正交分量分別于載波和相乘，得到和兩路信號；5.和兩路信號相加的GMSK信號。2．GMSK解調(diào)原理GMSK信號的基本特性與MSK信號完全相同，其主要差別就是GMSK信號的相位軌跡比MSK信號的相位軌跡平滑。因此，MSK信號的相干解調(diào)器原理完全適用GMSK信號的相干解調(diào)。所以這里不再做說明。主要研究非相干解調(diào)。非相干差分解調(diào)，利用接收信號以及延時信號進行解調(diào)。下面首先介紹一比特差分解調(diào)，原理圖2-12所示：圖2-13一比特差分解調(diào)原理框圖圖2-12中為接收到的GMSK信號，若忽略噪聲的影響，則： （2-34）信號經(jīng)過一個碼元周期T的延時，和九十度移相，得到， （2-35）與相乘得到：（2-36）經(jīng)過低通濾波同時考慮到，得到： （2-37）式中是一個碼元的相位增量，在t=(k+1)T時刻對y(t)抽樣得到,它的符號取決于的符號,判決準則為：

，即判決解調(diào)的數(shù)據(jù)為；

，即判決解調(diào)的數(shù)據(jù)為；2.3小結本章節(jié)主要講了MSK調(diào)制解調(diào)的基本原理，為GMSK調(diào)制解調(diào)技術做了理論闡述，然后，具體講解GMSK調(diào)制解調(diào)技術的基本原理。在GMSK調(diào)制解調(diào)過程中的難點是高斯濾波器的設計仿真，本文通過BT值的改變對比了高斯濾波器的性能，以及對調(diào)制效果的影響；調(diào)制前通過加入高斯低通濾波器使得GMSK信號的相位軌跡較MSK信號的相位軌跡更加平滑，從而提高了調(diào)制性能。本章節(jié)最后講解了一比特差分解調(diào)的原理，這也是本文在后面Simulink對GMSK信號進行解調(diào)的方法。

第三章GMSK調(diào)制與解調(diào)的數(shù)字化實現(xiàn) 數(shù)字信號的傳輸方式分為基帶傳送輸（basebandtransmission）和帶通傳輸（bandpasstransmission）。數(shù)字通信系統(tǒng)的任務是傳輸數(shù)字信息。數(shù)字信息可能來自數(shù)據(jù)終端設備(例如計算機、電傳打字機等)的原始數(shù)據(jù)信號，也可能來自數(shù)字電話終端(例如PCM，ADPCM，的脈沖編碼信號。數(shù)字信息在一股情況下可以表示為一個數(shù)字序列：…，QUOTEα-2，α-1，α0簡記，是一個數(shù)字QUOTEαn是一個數(shù)字QUOTEαn是一個數(shù)字序列的基本單元，稱為碼元。每個碼元只能取離散的有限個值，例如在二進制中，取0或1兩個值；在M進制中，取0，1，2，…，M-1等M個值，或者取二進制碼的M種排列。由于碼元只有有限個可能取值，所以通常用不同幅度的脈沖表示碼元的不同取值，例如用幅度為A的矩形脈沖表示l，用幅度為-A的矩形脈沖表示0。這種脈沖信號所占據(jù)的頻帶通常是從直流和低頻開始的較寬的頻帶，所以被稱為數(shù)字基帶信號。在某些有線信道中，特別在信號傳輸距離相對較近的情況下，那么這些基帶信號就可以直接通過信道傳輸，這種傳輸方式被稱為數(shù)字信號的基帶傳輸。但大多數(shù)實際的信道都是帶通型的，這時就必須先用數(shù)字基帶信號對載波進行調(diào)制，形成數(shù)字調(diào)制信號，然后再進行傳輸，這種傳輸方式被稱為數(shù)字信號的頻帶傳輸。雖然在多數(shù)情況下必須使用數(shù)字調(diào)制傳輸系統(tǒng)，但是對數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的研究仍是十分必要的。這不僅是因為基帶傳輸本身是一種重要的傳輸方式，還因為任何一種頻帶傳輸系統(tǒng)都存在對基帶信號的處理問題，都要用到基帶傳輸?shù)睦碚摵头椒?。因此了解?shù)字信號的基帶傳輸原理是十分重要的。本章將先簡要介紹一下Matlab、Modelsim兩個軟件的發(fā)展歷史和基本功能。然后在對全數(shù)字GMSK調(diào)制與解調(diào)做詳盡的分析。

3.1軟件簡介3.1.1Matlab的發(fā)展歷史及功能簡介MATLAB語言是由美國的CleverMoler博土于1980年開發(fā)，以后又經(jīng)多位專家加以補充、添加，成為功能強大、內(nèi)容廣泛的計算機輔助設計的軟件工具。主要包括MATLAB和Simulink兩大部分[10]。1.基本功能MATLAB是由美國MathWorks公司發(fā)布的主要面向科學計算、數(shù)值分析和科學數(shù)據(jù)可視化，它將數(shù)值分析、科學計算、科學數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強大功能集成在一個易于使用的視窗環(huán)境中，為科學研究、工程設計以及必須進行有效數(shù)值計算的眾多科學領域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設計語言（如C、Fortran）的編輯模式，代表了當今國際科學計算軟件的先進水平。MATLAB和Mathematica、Maple并稱為三大數(shù)學軟件。它在數(shù)學類科技應用軟件中在數(shù)值計算方面首屈一指。MATLAB可以進行矩陣運算、繪制函數(shù)數(shù)據(jù)、實現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語言的程序等，主要應用于工程計算、控制設計、信號處理與通訊、圖像處理、信號檢測、金融建模設計與分析等領域。MATLAB的數(shù)據(jù)運用的基本單位是矩陣，MATLAB的指令表達方式與數(shù)學、工程中常用的形式比較相像，因此運用MATLAB來解算實際問題要比用C語言等其他語言完成相同的事情要簡便，并且MATLAB也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點。2．基本特點1.運算符和庫函數(shù)極其豐富，MATLAB提供了眾多的運算符號、矩陣和向量運算符號。利用其運算符號和庫函數(shù)可使其程序相當簡短，編程效率提高。2.同時具有結構化的控制語句（如for循環(huán)、while循環(huán)、break語句、if語句和switch語句）和面向?qū)ο蟮木幊烫匦浴?.圖形功能強大，可以對二維以及三維數(shù)據(jù)做可視化處理，能夠提供圖像處理的指令、動畫制作高層次的制圖命令。4.工具箱內(nèi)容豐富。5.易于擴充。3．基本應用MATLAB產(chǎn)品族可以用來進行以下各種工作：1．對數(shù)據(jù)可以做分析；2．科學數(shù)值與數(shù)學符號之間的運算；3．項目制圖以及科學繪圖；4．能夠進行傳輸管理、控制系統(tǒng)的設計和仿真；5．能夠?qū)Ω鞣N圖像做處理技術；6．能夠?qū)?shù)字信號分析；7．通信系統(tǒng)的設計和仿真；8．管理與調(diào)度優(yōu)化計算（運籌學）；3.1.2Modelsim的發(fā)展現(xiàn)狀及功能簡介MentorGraphics公司的ModelSim是數(shù)字系統(tǒng)設計領域中優(yōu)秀的仿真器，支持VHDL、VerilogHDL、SystemVerilog和SystemC語言，它提供友好、易用的圖形用戶界面調(diào)試環(huán)境和代碼覆蓋分析，支持32位或64位UNIX、Linux和32位Windows操作系統(tǒng)平臺，是唯一的單一內(nèi)核混合仿真器，是FPGA、ASIC設計的RTL級和門級電路仿真的EDA設計工具。Modelsim基本功能：支持Verilog和VHDL仿真；源代碼模塊和助手，項目管理；支持SystemVerilog的設計功能；RTL和門級優(yōu)化，本地編譯結構，編譯仿真速度快，跨平臺跨版本仿真；對SystemC的直接支持，能夠與HDL任意搭配；能夠全面支持系統(tǒng)語言，SystemVerilog，SystemC，PSL。3.2GMSK調(diào)制與解調(diào)的數(shù)字化實現(xiàn)下面我們先介紹一下GMSK調(diào)制與解調(diào)數(shù)字化實現(xiàn)的全過程，以及數(shù)字化實現(xiàn)與傳統(tǒng)模擬方法實現(xiàn)過程中的不同點。然后在分別介紹各個模塊是如何數(shù)字化實現(xiàn)的。圖3-1是GMSK調(diào)制與解調(diào)數(shù)字化實現(xiàn)原理框圖。圖3-1GMSK調(diào)制與解調(diào)數(shù)字化實現(xiàn)原理框圖GMSK調(diào)制與解調(diào)數(shù)字化實現(xiàn)過程：a(k)是二進制碼元輸入序列，通過差分編碼得到序列b(k)；b(k)經(jīng)過數(shù)字高斯低通濾波器獲得脈沖響應序列g(n)；g(n)通過累加器（模擬方法中的積分器）獲得相位序列；利用cordic算法計算出和的值；將同相分量和正交分量分別于載波序列和相乘；將兩路正交信號序列相加的到GMSK調(diào)制信號序列；通過D/A轉(zhuǎn)換為模擬信號，通過信道傳到接收端；接收端通過A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，得到序列s(n)；s(n)進過時間T的延時和90度相移，得到序列W(n)；s(n)和W(n)相乘得到序列X(n)；X(n)經(jīng)過數(shù)字低通濾波器得到序列y(n)；對y(n)進行抽樣判決，得到b’(k)；對b’(k)進行差分解碼得到a’(k)；以上就是GMSK技術數(shù)字化的全過程，其中（1）~（6）是數(shù)字化GMSK調(diào)制過程，9~10是數(shù)字化GMSK一比特差分解調(diào)過程。3.2.1差分編碼與解碼如果輸入信號是一個二進制單極性序列，則編碼序列定義為： （3-1）解碼序列定義為： （3-2）如果輸入的數(shù)據(jù)是雙極性或非歸零(NRZ)二進制序列，則編碼序列定義為： （3-3）解碼序列定義為： （3-4）根據(jù)式（3-1）~（3-2），利用VerilogHD語言對輸入數(shù)據(jù)進行差分編碼：輸出數(shù)據(jù)是：。3.2.2高斯低通濾波器的設計與實現(xiàn)由于脈沖信號通過高斯低通濾波器后的脈沖響應是符合疊加定理，所以可以先求出單個脈沖的脈沖響應，然后再將各個單個脈沖響應相加來得到整個脈沖信號序列的脈沖響應。式（2-26）就是單個脈沖通過高斯低通濾波器后的響應函數(shù)。下面將詳細討論如何實現(xiàn)高斯低通濾波器。由式（2-26），（2-27）可知，理想的高斯濾波器取值范圍是，它是物理不可實現(xiàn)的，因此實際系統(tǒng)中需要對g(t)進行截短或近似。截短后的高斯濾波函數(shù)為： （3-5）式中，N為截短長度。為了獲得高斯濾波器的系數(shù)，首先是確定調(diào)制參數(shù)。具體調(diào)制參數(shù)包括帶寬B、碼元傳輸速率R(與碼元寬度T相關)、采樣速率fs(決定了每個碼元的采樣點數(shù))、高斯濾波器的截短長度N等。設碼元傳輸速率R=16kbit/s，采樣率fs=32R(即每個碼元采樣32個點)，BT=0.3。選取5T的高斯截短波形，每個碼元寬度T采樣32點(每個樣點用14位的二進制數(shù)表示)，則產(chǎn)生160點高斯濾波器系數(shù)的Matlab代碼如下：R=16000；T=1/R；sample_number=32；fs=sample_number*R；B=0.3/T；t=-2.5*T+T/sample_number/2：T/sample_number；2.5*T-T/sample_number/2；cof=1/2*erfc(2*pi*Bb/(sqrt(2.0*0.69315))*(t-T/2))-1/2*erfc(2*pi*Bb/(sqrt(2.0*0.69315))*(t+T/2))；coef=(round((2^14-1)*cof/sample_number))；stem(t,coef)；圖3-2高斯濾波器系數(shù)設、、、、為串行存儲的連續(xù)5個碼元，coef0、coef1、coef2、coef3、coef4對應按區(qū)間分為五段的高斯濾波器系數(shù)，先對輸入碼元數(shù)據(jù)進行串行存儲,然后根據(jù)連續(xù)的5個碼元取值進行相應濾波器系數(shù)的疊加運算,即完成高斯濾波功能。實現(xiàn)高斯濾波器電路的Verilog代碼如下：case({，，，，})5’b00000：；5’b00001：；5’b11111：；Default：；endcase用Matlab仿真，輸入數(shù)據(jù)是：101110100101011，如圖3-3所示圖3-3輸入信號的高斯脈沖響應3.2.3GMSK解調(diào)圖3-12是GMSK解調(diào)框圖，解調(diào)過程為：1．s(n)進過時間T的延時和90度相移，得到序列W(n)；2．s(n)和W(n)相乘得到序列X(n)；3．X(n)經(jīng)過數(shù)字低通濾波器得到序列y(n)；4．對y(n)進行抽樣判決，得到b’(k)。圖3-12GMSK解調(diào)框圖3.3小結在這一章主要闡述GMSK調(diào)制/解調(diào)的數(shù)字化實現(xiàn)的過程，涉及到了很多關鍵的算法，分別是差分編碼與解碼，高斯低通濾波器的設計。這一章里還講述了一些算法Matlab和Modelsim的仿真波形，通過這些仿真波形很容易驗證算法的正確性。但是這一章里的Modelsim的仿真都是功能性仿真，并不能完全體現(xiàn)實際在Simulink中實現(xiàn)的情況，所以在下一章里做進一步的時序仿真和驗證工作。

第四章Simulink的GMSK調(diào)制解調(diào)器的仿真設計利用Matlab中的Simulink工具對GMSK調(diào)制/解調(diào)過程做整體的仿真，驗證整體思路的正確性。然后利用Modelsim軟件將編寫的程序做時序仿真，通過計算機讀取Simulink中寄存器中實際的值，并將其顯示在計算級窗口中，從而反映出真實的工作過程。4.1基于Simulink的GMSK的仿真Simulink是基于MATLAB的圖形化仿真設計環(huán)境，是MATLAB提供的進行動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成軟件包。它使用圖形化的系統(tǒng)模塊對動態(tài)系統(tǒng)進行描述，并在此基礎上采用MATLAB的計算引擎對動態(tài)系統(tǒng)在時域內(nèi)進行求解。MATLAB計算引擎主要對系統(tǒng)微分方程和差分方程求解[14]。Simulink和MATLAB是高度集成在一起的，因此，它們之間可以進行靈活的交互操作。Simulink可以處理的系統(tǒng)包括：線性、非線性系統(tǒng)；離散、連續(xù)及混合系統(tǒng)；單任務、多任務離散事件系統(tǒng)等。在MATLAB7．x版本中，可直接在Simulink環(huán)境中運作的工具箱和模塊包很多，已覆蓋航空、航天、通信、控制、信號處理、電力系統(tǒng)、機電系統(tǒng)等諸多領域，涉及的內(nèi)容專業(yè)性極強。Simulink可以用連續(xù)采樣時間、離散采樣時間或兩種混合的采樣時間進行建模，它也支持多速率系統(tǒng)，也就是系統(tǒng)中的不同部分具有不同的采樣速率。為了創(chuàng)建動態(tài)系統(tǒng)模型，Simulink提供了一個建立模型方塊圖的圖形用戶接口(GUI)，這個創(chuàng)建過程只需單擊和拖動鼠標操作就能完成，它提供了一種更快捷、更直接明了的方式，而且用戶可以立即看到系統(tǒng)的仿真結果。Simulink的GMSK調(diào)制/解調(diào)的仿真做詳細的分析，圖4-1是GMSK調(diào)制/解調(diào)過程仿真圖。其中用到Simulink中的一些模塊。首先是利用貝努利二進制產(chǎn)生器（BernoulliBinaryGenerator）產(chǎn)生隨機二進制數(shù)來模擬產(chǎn)生碼元信息，然后通過差分編碼器（DifferentialEncoder）對輸入信息進行差分編碼，然后通過單極性和雙極性轉(zhuǎn)換器（UnipolartoBipolarConverter）將單極性信號轉(zhuǎn)換為雙極型，然后通過GMSK調(diào)制模塊（GMSKModulatorBaseband）對信號進行調(diào)制，然后通過高斯白噪聲信道（AWGNChannel）進入GMSK解調(diào)模塊（GMSKDemodulatorBaseband）對其進行解調(diào)，然后在分別通過雙極性和單極性轉(zhuǎn)換器（BipolartoUnipolarConverter）和差分碼器（DifferentialDecoder）[9]獲得解碼信息。為了觀測調(diào)制/解調(diào)前后的信息，在相應節(jié)點插入示波器（Scope），如圖4-1所示，為了計算誤碼率，插入了誤碼率計算模塊（ErrorRateCalculation）。圖4-1GMSK調(diào)制/解調(diào)過程仿真圖通過Scope3我們可以觀察GMSK調(diào)制后的I路和Q路信號波形如圖4-1所示。圖4-2I路和Q路信號通過Scope5我們可以觀測輸入碼元與解碼后碼元信號，從圖4-3中我們可以看出輸出碼元相對于輸入碼元僅有一段延時。圖4-3輸入碼元與解調(diào)后獲得的碼元通過誤碼率計算模塊（ErrorRateCalculation），我們可以得到不同信噪比，不同BT值時的誤碼率。圖4-4為在信噪比從0dB變化到10dB，BT值為0.3和0.5時的特性曲線。從兩條誤碼率曲線對比來看，BT值越大誤碼率性能越好。因此，GMSK調(diào)制方式是通過降低了誤碼率的性能來換取了好的傳輸特性。圖4-4不同信噪比下誤碼率特性通過仿真，明確GMSK調(diào)制與解調(diào)的基本流程，明白GMSK調(diào)制的性能以及每個關鍵參數(shù)對GMSK調(diào)制的影響。4.2Modelsim的時序仿真在第三章已經(jīng)做了一些Modelsim的功能仿真，但是功能仿真只能過驗證設計思想，驗證在理想狀態(tài)下的情況，并不能完全反應出程序在實際硬件平臺上的工作情況。緊接著將做時序仿真，時序仿真中加入了實際芯片的延時和特性等信息，能夠更加真實的模擬實際的工作情況。驗證思路，將模仿4.1節(jié)中基于Simulink的仿真過程，加入二進制偽隨機序列和模擬加性高斯白噪聲信道的實現(xiàn)。4.2.1偽隨即序列產(chǎn)生用M序列發(fā)生器，來產(chǎn)生隨機的測試信號。M序列又叫做偽隨機序列、偽噪聲(PN)碼或偽隨機碼?？梢灶A先確定并且可以重復實現(xiàn)的序列稱為確定序列；既不能預先確定又不能重復實現(xiàn)的序列稱隨機序列；不能預先確定但可以重復產(chǎn)生的序列稱偽隨機序列。M序列是目前廣泛應用的一種偽隨機序列，其在通信領域有著廣泛的應用，如3G擴頻通信技術，WCDMA的碼分多址，軍事數(shù)字信號中的加密、加擾、同步、誤碼率測量等領域。1．M序列設計原理M序列是最長線性移位寄存器序列，是有移位寄存器加反饋后形成的。其結構如圖4-5所示。反饋移位寄存器是屬于只有一個模2加法器，所有反饋信號返回到單一輸入端的簡單反饋移位寄存器，如圖4-5所示。其反饋邏輯為：（4-1）式中。若表示該機無反饋，不參加模2運算；若表示該級有反饋，參加模2運算。

圖4-5反饋移位寄存器結構運用通信中常用的，周期為的偽隨機產(chǎn)生器的設計。產(chǎn)生M序列主要步驟如下：1．根據(jù)M偽隨機序列產(chǎn)生原理得到M偽隨機序列的生成多項式；2．根據(jù)生成的M序列多項式的級數(shù)確定要實現(xiàn)M序列產(chǎn)生器的移位寄存器的長度；3．按照生成多項式系數(shù)確定抽頭位置。2．M序列VerilogHDL語言實現(xiàn)將M序列生成器生成多項式為：，由這個生成多項式得到的M序列產(chǎn)生的原理框圖如圖4-6所示：圖4-6M序列產(chǎn)生的原理框圖圖4-8是M序列的modelsim仿真圖，圖中第一個參數(shù)是時鐘信號，第二個是復位信號，第三個是產(chǎn)生的的M序列。圖4-8M序列的modelsim仿真圖

4.2.2加性高斯白噪聲信道的實現(xiàn)為了能夠更加真實模擬實際中GMSK調(diào)制解調(diào)過程，需要將GMSK調(diào)制信號通過信道后再進行GMSK的解調(diào)，因此需要建立一個模擬的高斯信道。加性高斯白噪聲信道適合作為GMSK信號傳輸?shù)男诺馈ＴO計思路是先利用Matlab中自帶的函數(shù)wgn（1，n）產(chǎn)生高斯白噪聲，經(jīng)過量化后將其保存在Rom中，然后通過M序列產(chǎn)生Rom的一個地址，來提取Rom中的高斯噪聲。由于M序列的互相關性很小，從而是減小了高斯噪聲的互相關性。能夠滿足實際中加性高斯白噪聲的信道的要求。圖4-9是高斯信道建?？驁D圖4-9高斯信道建模4.2.3時序仿真通過4.2.1節(jié)和4.2.2節(jié)，可以產(chǎn)生測試用的隨機信號和通信信道了。就可以完成整個GMSK調(diào)制與解調(diào)的全過程了。圖4-11GMSK調(diào)制/解調(diào)電路包含設計的全部模塊，其中包括：時鐘產(chǎn)生模塊，產(chǎn)生每個模塊所需要的時鐘；隨機數(shù)產(chǎn)生模塊，產(chǎn)生測試用的隨機信號；GMSK調(diào)制模塊，對輸入信號進行GMSK調(diào)制；加性高斯白噪聲信道，模擬真實信道，為測試信號加入高斯白噪聲；GMSK解調(diào)模塊，對已調(diào)信號進行解調(diào)。圖4-11GMSK調(diào)制/解調(diào)電路圖4-12是GMSK調(diào)制后仿真波形，從波形上可以看出時序仿真后波形加入了很多的毛刺。圖4-12GMSK調(diào)制后仿真波形圖4-13是GMSK調(diào)制/解調(diào)結果比較后仿真波形，圖中第一個參數(shù)是是時鐘信號，第二個是復位信號，第三個是GMSK調(diào)制信號，第四個是輸入的測試信號，第五個是解調(diào)以后得到的信號，從圖中看，解調(diào)的信號與輸入信號只有一段時間的延時，所以證明時序仿真也已經(jīng)通過。圖4-13GMSK調(diào)制/解調(diào)結果比較后仿真波形4.3小節(jié)第四章主要研究的是對GMSK調(diào)制仿真的驗證過程，首先通過Matlab中Simulink做了系統(tǒng)級的仿真，驗證方案的正確性。然后利用Modelsim做了時序仿真，使驗證結果更加接近實際運行情況。最后利用SignalTap通過JTAG口與硬件平臺進行了交互，得到了我們的GMSK調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)在實際硬件中的運行狀態(tài)。第五章結論5.1結論擴頻通信技術是當今信息社會最為先進的無線電通信技術之一，而且其技術在無線光通信領域有著非常廣泛的應用。由于擴頻技術具有抗干擾能力強，擾截獲，抗多徑、多址能力強，保密性好及測距精度高等一系列優(yōu)點，因而越來越受到人們的重視。隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術、微電子技術、數(shù)字信號處理技術的迅猛發(fā)展，以及一些新型器件的出現(xiàn)，使得擴頻技術在無線局域網(wǎng)、皮網(wǎng)、2G、3G、4G移動通信、衛(wèi)星全球定位，軍用通信，航天通信和深空探測等諸多領域都得到了較為廣泛的應用。GMSK調(diào)制與解調(diào)技術是擴頻通信中不可缺少的一項重要的技術之一。而且現(xiàn)在廣泛使用的GSM（GlobalSystemforMobilecommunication）移動通信體制就是使用GMSK調(diào)制方式。因此，研究GMSK技術是非常有現(xiàn)實意義的。傳統(tǒng)的GMSK技術是通過全模擬技術或模擬技術和數(shù)字技術混合完成的，全數(shù)字化接收機已成為未來通信的發(fā)展方向之一。全數(shù)字化的GMSK調(diào)制技術由傳統(tǒng)的模擬調(diào)制技術相比具有成本低，可維護性高，軟件升級方便，能夠適應多種通信速率等優(yōu)點。5.2方案提高本次論文的研究中還存在很多的不足，比如說在調(diào)制的輸出端沒有加D/A轉(zhuǎn)換器，因此還不能直接接入到信道中去；在解調(diào)的輸入端也沒有加入A/D轉(zhuǎn)換器，不能直接采集信道輸出的信號；還有在整個系統(tǒng)的驗證過程中用到的信道并不是真實的信道，所以還不能完全證明本設計在實際系統(tǒng)中運行的情況是否能夠達到要求。所以，以后的工作就是將上述的不足加以完善和改進。以適應實際的通信系統(tǒng)。

致謝首先，衷心感謝我的導師老師。在一個學期的畢業(yè)設計制作期間里，針對論文的選題、程序編制和仿真調(diào)試、論文寫作，到最后的修改定稿，老師給了很建議，給了我很大的幫助，從而使我獲得許多關鍵性的指導和寶貴的建議。王鳳琴老師雖然與我不在相同的校區(qū)，但是只要自己遇到問題向老師請教，她總是第一時間給我解答難題。非常尊重我在課題方面的一些想法，鼓勵我大膽創(chuàng)新，在導師的悉心指導與幫助下，自己的科研能力和學術研究能力均有了顯著提高。在鄭州科技學院大學的學習期間，四年來我的科任老師（以其豐富的知識，扎實深厚的學術造詣，嚴謹求實的治學態(tài)度和勤奮忘我的工作精神，悉心指導我的學習，給我打下了結實的電子信息理論知識基礎，在此表示感謝。最后，我也要感謝自己宿舍關心幫助我的同學，在論文完成過程中，他們的理解與鼓勵無時無刻不在，激勵著我不斷前進。

參考文獻[1]樊昌信，曹麗娜編著.《通信原理》[M].北京：國防工業(yè)出版社，1998[2]王新梅.《糾錯碼與差錯控制》[M].北京：人民郵電出版社，1989[3]王新梅，肖國鎮(zhèn).《糾錯碼—原理與方法》(修訂版)[M].西安：西安電子科技大學出版社，1991[4]曹志剛，錢亞生.《現(xiàn)代通信原理》[M].北京：清華大學出版社，2002[5]周炯槃.《信息理論基礎》[M].北京：北京郵電大學出版社，1983[6]周炯槃，龐沁華.《通信原理》(第3版)[M].北京：北京郵電大學出版社，2008[7][美]JohnGProakis.《數(shù)字通信》(第四版)(張力軍、張宗橙、鄭寶玉等譯)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2003[8]西瑞克斯（北京）通信設備有限公司.《無線通信的MATLAB和FPGA實現(xiàn)》[J].北京：人民郵電出版社，2009[9]樊昌信，曹麗娜.《通信原理》第六版[D].北京：國防工業(yè)出版社，2007[10]林茂生.《基于Matlab的糾錯碼性能測試仿真》[M].北京：現(xiàn)代電子技術，2003[11]薛年喜.《MATLAB在數(shù)字信號處理中的應用》[J].北京：清華人學出版社，2003[12]吳偉陵，楊鴻文，續(xù)大我.《通信原理》第三版[M].北京郵電大學出版社，2005[13]仇佩亮，張朝陽，謝磊，余官定.《信息論與編碼(第二版)》.北京：高等教育出版 社，2011[14JiangZ，WillsonAN．DesignandimplementationofefficientpipelinedIIRdigitalfilters．IEEETransonSignalProcessing，1995[15]KurodaH，etal．DesignofllRdigitalfilterusingallpassnetworks．IEEETransonCircuitandsystemsII：AnalogandDistalSignalProcessing，1994

附錄MATLAB仿真源程序主程序：sr=256000.0；符號率ml=1；%解調(diào)電平數(shù)br=sr.*ml；%比特率nd=100；%每次循環(huán)中的符號個數(shù)ebn0=15；%信噪比IPOINT=8；%過采樣點數(shù)%*************************濾波器初始化***************************irfn=21；%階數(shù)B=0.25*sr；B2=0.6*sr；[xh]=gaussf(B,irfn,IPOINT,sr,1)；%發(fā)送器濾波器設計[xh2]=gaussf(B2，irfn，IPOINT，sr，0)；%接收器濾波器設計%*******************衰落初始化********************tstp=1/sr/IPOINT；%時間分辨率itau=[0]；%直達波形dlvl=[0]；n0=[6]；%瑞利衰落th1=[0.0]；itnd0=nd*IPOINT*100；itnd1=[1000]；now1=1；fd=320；flat=1；%********************開始計算*************************************nloop=1000；%循環(huán)數(shù)noe=0；%錯誤數(shù)nod=0；%傳送數(shù)據(jù)數(shù)目foriii=1：nloop%***************************產(chǎn)生數(shù)據(jù)********************************data1=rand(1，nd.*ml)>0.5；%rand:builtinfunctionsubplot(4,2,1),stairs(data1)；title('產(chǎn)生的原始信號')axis([0,50,-2,2])；%***************************GMSK調(diào)制********************************data11=2*data1-1；data2=oversamp(data11,length(data11),IPOINT)；data3=conv(data2,xh)；subplot(4,2,2),plot(data3)；title('基帶信號通過高斯白噪聲后')th=zeros(1,length(data3)+1)；ich2=zeros(1,length(data3)+1)；qch2=zeros(1,length(data3)+1)；forii=2：length(data3)+1th(1,ii)=th(1,ii-1)+pi/2*data3(1,ii-1)./IPOINT；endich2=cos(th)；qch2=sin(th)；fich2=fft(ich2,800)；fqch2=fft(qch2,800)；subplot(4,2,3)，plot(abs(fich2))；title('同相支路頻譜')；subplot(4,2,4),plot(abs(fqch2))；title('正交支路頻譜')；%**************************衰減計算***********************spow=sum(ich2.*ich2+qch2.*qch2)/nd；attn=0.5*spow*sr/br*10.^(-ebn0/10)；attn=sqrt(attn)；%**********************衰落信道**********************[ifade,qfade]=sefade(ich2,qch2,itau,dlvl,th1,n0,itnd1,now1,length(ich2),tstp,fd,flat)；%產(chǎn)生的數(shù)據(jù)送入衰落模擬器itnd1=itnd1+itnd0;%更新衰落計數(shù)器%*********************加性高斯白噪聲**********************[ich3,qch3]=comb(ifade,qfade,attn)；%加入高斯白噪聲[ich4,qch4]=compconv(ich3,qch3,xh2)；syncpoint=irfn*IPOINT-IPOINT/2+1；ich5=ich4(syncpoint:IPOINT:length(ich4))；qch5=qch4(syncpoint:IPOINT:length(qch4))；fich5=fft(ich5,100)；fqch5=fft(qch5,100)；subplot(4,2,5),plot(abs(fich5))；title('加入噪聲后的同相支路頻譜')；subplot(4,2,6),plot(abs(fqch5))；title('加入噪聲后的正交支路頻譜')；%****************************GMSK解調(diào)*****************************demoddata2(1,1)=-1；fork=3:2:nd*ml+1demoddata2(1,k)=ich5(1,k)*qch5(1,k-1)*cos(pi*(k))>0；endforn=2:2:nd*ml+1demoddata2(1,n)=ich5(1,n-1)*qch5(1,n)*cos(pi*(n))>0；end[demodata]=demoddata2(1,2:nd*ml+1)；subplot(4,2,7),stairs(demodata)；axis([0,50,-2,2])；title('恢復波形')；%**************************估計差錯概率****************************noe2=sum(abs(data1-demodata))；nod2=length(data1)；noe=noe+noe2；nod=nod+nod2；%**********************輸出結果***************************ber=noe/nod；fprintf('差錯概率估計值=%f\n',noe/nod)；子程序：function[iout,qout]=compconv(idata,qdata,filter)iout=conv(idata,filter)；qout=conv(qdata,filter)；function[iout,qout]=d