高斯最小频移键控GMSK技术研究与实现+文献综述(2)
1 绪论
1.1 选题依据及意义
调制是为了使信号适合在信道中传输的一种过程，是移动通信系统中提高通信质量的一项关键技术。现代移动通信系统大部分采用的是数字带通传输系统，这主要是由于数字通信抗干扰能力强，传输差错可控，易于集成，易于加密处理。因此，通信系统都在由模拟方式向数字方式转换，这也是移动通信的必然发展趋势。但是，一般的数字调制技术，如振幅键控（ASK/OOK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）等都因为传输信息量小、频率利用率低下、误码率高等缺陷无法满足现代移动通信大需量的要求。因此，寻找性能优越的高效调制方式以适应现代移动通信的要求，一直是重要的研究课题。
MSK信号是一种相位连续、包络恒定且占用带宽最小的二进制正交2FSK信号。尽管MSK具有包络恒定、占用相对较窄的带宽和带外功率谱密度下降快的优点，但是，在移动通信中，对信号带外辐射功率的限制十分严格，一般要求必须衰减70dB以上，并且，为了进一步达到高效率利用功率谱和减小对邻道的干扰，人们在积极寻找一种能够替代MSK信号的调制方式，针对上述要求，人们提出了高斯最小频移键控（Gaussian Filtered Minimum Shift Keying，GMSK）。
GMSK调制方式能满足移动通信环境下对邻道干扰的严格要求，它以良好的性能被泛欧数字蜂窝移动通信系统（GSM）所采用。GMSK是从MSK发展起来的一种技术。MSK调制实际上是调制指数为0.5的二进制调频，具有包络恒定、占用相对较窄的带宽和能进行相干解调的优点。GMSK调制是在MSK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，因此GMSK信号的研究对于移动通信非常重要。
1.3 本文主要结构及研究内容
在本论文中，首先分析了MSK信号的基本原理及主要性质，接着对GMSK信号的性质进行了阐述，然后，给出了MSK信号和GMSK信号的理论模型，且在MATLAB软件中仿真出GMSK信号的基础上，对模型进行了验证分析，之后又用QUARTUS软件对模型中的部分模块进行了仿真，最后对本次毕业设计过程中遇到的问题及解决还有待改进之处做出了说明。
2 MSK信号的性质与调制原理
2.1 MSK信号的原理及性质
MSK信号是对2FSK信号进行的改进。2FSK信号虽然性能优良，易于实现，并且在当时也得到了非常广泛的应用，但是它也存在很多缺陷，比如频带利用率低，相位不连续等问题。以上这些缺陷使得信号波形的包络产生较大起伏，这是我们不希望看到的。此外，2FSK的两种码元波形不一定严格正交，造成其误码率性能的降低。为了改进上述缺陷，人们在2FSK信号的基础之上做出了改进，设法使得改进后的信号包络恒定、相位连续、占用带宽最小且带外功率谱密度下降快，这就是MSK信号。
MSK信号的第 个码元可以表示为
其中： (2.1)
由于MSK信号是一个正交的2FSK信号，它应满足正交条件，即：
(2.2)
经过化简可以得到：
(2.3)
即要求：
n=1，2，3…. (2.4)