基于Viterbi算法的GMSK信号解调性能分析与仿真

高斯最小频移键控(GMSK)调制是一种相位连续的恒包络调制方式,具有带外辐射小、频谱利用率高的特点、在介绍GMSK信号的基本原理的基础上,通过信号状态的具体表示及Viterbi算法分支度量的计算,给出了基于Viterbi算法的GMSK信号解调方法和系统性能分析。仿真结果表明,在误码率同为10^(-3)的条件下,该方法较二比特差分解调可获得7dB的增益,并具有较好的抗噪声和抗多径性能。

编码GMSK的一种新的迭代检测方法

本文给出了BT为0.3的高斯最小移频键控信号(GMSK)的一种新的简化等效模型,即在抽样点上信号可以近似等效成一个四状态的递归型卷积码和四相键控(QPSK)调制信号.结合此简化模型给出了编码GMSK系统的一种联合解调迭代检测方法,将译码后的软信息反馈给解调端形成迭代.在加性高斯白噪声(AWGN)信道下,通过计算机仿真比较了联合迭代解调和非联合解调迭代的性能,仿真表明联合解调迭代具有明显的增益.

GMSK+PN信号信噪比估计

针对数传、测距一体化的调制方式高斯最小频移键控复合伪码测距（Gaussian minimum shift keying＋pseudo-noise,GMSK＋PN）信号的信噪比估计,提出了一种精度较高、复杂度较低的快速算法。该算法采用层状结构分解的方式,将信号分解为若干信号单元,对每一个分解的信号单元进行功率分配计算或信噪比估计,最后快速准确地计算出整个信号的信噪比。信噪比在1-13dB之间时,估计误差小于0.5dB。利用Simulink仿真工具,验证了该算法的有效性。

GMSK+PN遥外测体制的性能分析

考虑到现有测控体制的带宽效率较低,研究基于高斯最小频移键控(Gaussian Minimum-Shift Keying,GMSK)+伪码(Pseudo-noise Code,PN)的新一代遥外测体制,以提高测控系统的带宽效率.首先描述了GMSK+PN信号的调制原理,将遥测数据的GMSK相位和伪码测距信号叠加后调制在同一载波上,实现了二者的同流传输.接着简述了GMSK+PN信号的解调原理,接收机经GMSK解调、测距信号重建和测距信号解调,得到遥测数据和伪距.然后对GMSK+PN的调制、解调进行仿真,得到了不同参数下的频谱特性、遥测误码率和测距精度等性能,并分析了性能与滤波器参数值、测距信号加权因子、测距成形脉冲、伪码码率与遥测码率的比值等参数取值之间的约束关系.最后给出调制参数的取值建议.结果表明,GMSK+PN体制具有很高的带宽效率,与现有航天测控体制相比,带宽降低22%以上,特别是在非线性信道下的优势更为明显.

应用于2 Mb/s GMSK调制的CMOS低功耗全差分Sigma-Delta频率综合器(英文)

设计了应用于GMSK调制,工作在2·4GHz ,CMOS全差分的∑-△频率综合器.调制器中采用预补偿的分数N锁相环.推导了Ⅱ型三阶锁相环的传输函数,并指出影响环路传输函数的重要参数.介绍了校准重要的环路参数的方法.锁相环设计中采用差分调节的LC压控振荡器和全差分的电荷泵.设计的电路利用0·18μm1P6MCMOS工艺进行仿真.由于锁相环的组成模块中采用了低功耗设计,锁相环的功耗仅为11mW左右,调制器的数据率达到2Mb/s .

GMSK+PN的遥测与测距互干扰抑制方法

针对基于最小高斯频移键控+伪码(pseudo-noise code,PN)测距的遥外测体制存在遥测数据和测距信号相互干扰问题,提出一种干扰抑制方法。接收机在遥测解调前,通过负反馈环路将本地重新生成的测距信号与接收信号进行相关处理,去除接收信号中的测距信号,以提高遥测信号信噪比;遥测数据解调后进行信道译码,降低误码率,提高重建的测距信号质量。经仿真得到了遥测误码率、PN捕获时间和测距精度。结果表明,采用干扰抑制方法后,有效抑制了测距信号对遥测的干扰,减小了遥测误码对测距性能的影响,提高了遥测误码率性能、PN捕获性能和测距精度。

同时传输遥测和伪码测距信号的GMSK技术

介绍了一种同时传输遥测和伪码测距信号的GMSK(高斯最小偏移键控)技术,分析了其调制及解调原理,推导了相关调制、解调及频谱公式,并与UQPSK(非平衡四相相移键控)体制进行了比较。通过对其频谱及误码性能的仿真分析得出,在非线性信道和高码速率下,基于GMSK体制的遥测和伪码测距系统比基于UQPSK体制的系统在包络恒定和频谱利用率方面具有明显优势。

利用高斯最小频移键控(GMSK)调制的遥测和测距技术

分析和仿真了一种利用GMSK调制方式同时传输遥测信号和伪码测距信号的技术。利用GMSK调制方式同时传输遥测信号和伪码测距信号,可以有效地提高频谱利用率。分析了方案中遥测信号和测距信号的各种解调算法,并说明了各种算法的实现途径。通过分析和仿真,得到了各种算法的遥测和测距性能及相应的测距精度。仿真结果表明,在设置的仿真条件下,方案的性能和测距精度能够达到工程需求。

基于维特比算法解调GMSK信号分析

文中介绍了二进制GMSK信号带宽占用率、数据预编码方案和利用维特比算法相干解调二进制GMSK信号的调制解调方法，给出了不同BT乘积情况下解析功率谱密度和模拟误码率结果，定量分析了邻信道干扰结果。结果说明，利用维特比算法解调4GMSK信号可以在满足接收机性能的基础上简化设计。

非正交跳频层叠网中JTIDS波形性能仿真及改善

联合战术信息分发系统(Joint Tactical Information Distribution System,JTIDS)作为Link16的通信载体为多军种协同作战提供服务。当前,高精尖武器装备的数量激增,进而JTIDS终端增多,导致非正交跳频层叠网间的邻频干扰和同频干扰发生的概率很大。基于此,分析了改用高斯最小频移键控(Gaussian Minimum Shift Keying,GMSK)调制后,JTIDS的频谱特征。同时,仿真分析了改进系统对于互干扰和同频干扰的健壮程度。仿真结果表明,在邻频干扰和同频干扰下,JTIDS误码率显著提高,使用复杂度更高的GMSK解调的JTIDS性能比原系统更好。

GMSK正交调制的全数字化研究

为解决传统GMSK调制法产生的GMSK信号的相位不够准确,并且无法进行相干接收的问题,提出一种数字化实现GMSK波形存储正交调制的方法。首先通过Max+plusⅡ实现了地址逻辑的设计,得到10位地址输出的仿真波形。而后利用Matlab设计出正、余弦表,按可编程芯片的ROM位置生成3个8bit量化的.BIN文件并下载。最后利用Matlab软件进行相位路径及其仿真眼图的实现。通过眼图可以观察出系统的码间干扰和噪声的影响,从而估计系统的优劣程度。数字化实现不需要振荡器,避免了复杂的滤波器设计。提高了硬件可靠度,缩短开发周期。

基于Simulink的GMSK跳频通信系统设计

为了寻找最佳跳频调制方式,通过分析各种调制方式下不同信噪比对误码率的影响和不同BT值对GM-SK(Gauss filtered Minimum Shift frequency Keying)调制系统误码率的影响,说明GMSK调制方式的合理性和必要性。经仿真得出,在低信噪比-4 dB条件下,系统选用GMSK方式可获得0.03%的误码率,优于2FSK(2-ary Frequency Shift Keying)(3.33%),略差于BPSK(Binary Phase Shift Keying)(0.017%)和MSK(MinimumShift frequency Keying)(0.02%);同时频带利用方面GMSK为最优。利用Matlab中的Simulink通信工具箱模拟仿真GMSK跳频信号的调制与解调过程,设计出一种GMSK跳频通信系统。测试结果表明,该系统可在没有差错控制的条件下得到误码率为0.5%的通信效果。

基于维特比算法的GMSK信号非相干解调技术研究

GMSK体制是深空通信中的新型体制,它具有恒定的包络、优秀的频谱利用率和功率利用率。研究基于维特比算法的GMSK信号非相干解调技术,并在高斯白噪声信道下进行性能仿真。仿真结果表明,该解调算法性能优越,在信噪比Eb/N0=9dB时,GMSK(BT=0.5)信号的误码率性能可达10-4量级,优于传统调频方式约2.4dB。该解调算法已经在某深空测控演示系统中得到了试验验证,性能良好。

深空测控通信中GMSK体制非相干解调算法研究

针对深空测控通信中GMSK体制非相干解调损失较大的难点,提出了一种改进的GMSK信号非相干维特比解调算法。通过分析相位状态网格图中相位转移规律,建立理论仿真模型。通过原理样机的研制和测试,实测数据表明:该算法具有解调损失低、实现复杂度适中的优点;相比于理论的最佳相干解调算法,在误码率1×10-4量级下,实测仅损失0.6 d B。目前该算法已应用于国内某深空测控通信系统GMSK体制基带设备中,并成功解调出欧空局Herschel–Planck卫星数据。

带频偏校准的GMSK解调器设计与实现

提出了一种在零中频低功耗蓝牙接收机中使用的GMSK解调器。GMSK是一种恒包络调制方式,针对其解调最重要的判决依据是相位变化,而接收机的本振频率与发射机的载波频率误差会对相位产生干扰。因此提出了一种频偏校准算法来解决频偏对解调性能的影响。该算法由改进的一比特差分解调与CORDIC(COordinate Rotation Digital Computer)算法结合实现,与传统的频偏校准算法相比复杂度大大降低。在150kHz以内的频偏条件下,要达到10^(-3)误码率要求,需要的信噪比与无频偏时相比差距在1 dB以内。该解调器通过Verilog实现,并用FPGA进行验证。

小BT突发GMSK信号定时恢复算法及性能分析

针对小带宽周期积(BT)的突发高斯频移键控(GMSK)信号解调中的定时问题,分析研究了2种非数据辅助定时估计方法,通过Matlab仿真比较了它们的性能和影响因素。仿真结果表明,在BT值较小的情况下,联合相位定时恢复算法能达到较好的定时性能,在Eb N0≥12 dB的条件下,定时方差小于1×10-3;而联合频偏定时估计算法在频偏大于1%的情况下性能基本不受影响,在工程实现中可根据应用要求进行算法选择。

空间通信中GMSK信号的载波恢复与时钟同步

在空间通信中,过大的多普勒频移和多普勒变化率会造成相干解调接收机无法进行载波恢复与时钟同步。为此,针对高斯最小频移键控(GMSK)信号提出一种可靠且快速克服大多普勒频移的改进平方环方法。首先通过频率估计模块获取粗略载波频率,其次应用改进平方环结构实现GMSK信号的载波恢复和时钟同步。仿真结果显示,在输入信噪比Eb/N0=5 dB以及环路噪声带宽为50 kHz的条件下,载波恢复环路与时钟同步环路锁定时间约为3.6 ms。在低信噪比及大多普勒频移的条件下,该方法能够快速且稳定地实现GMSK信号在空间通信中的载波恢复与时钟同步。

瑞利平衰落信道中跳频GMSK信号的接收

本文提出一种瑞利平坦衰落信道中跳频方式下接收GMSK信号的方案,该方案不需要前导字之类的冗余数据来提取同步信息,具有前馈的结构,因此避免了假锁。仿真结果表明每跳要传输80比特以上,才能够完成位定时与载波同步并实时解调。本方案适合于用软件无线电实现。

一种使用基于∑Δ分频的频率合成器的GMSK调制器

从调制器的基本结构出发 ,讨论了采用间接调制方法来产生 GMSK信号的原理 ,分析了这种新型调制器的性能 ,给出相应的设计方法 ,并给出相应的仿真结果。

Gardner同步算法在高速GMSK信号传输中的应用

为了提高GMSK信号在高码速率传输下的同步性能,研究了Gardner算法在GMSK解调中的应用。在发射接收两端采样存在晶振漂移的情况下,Gardner算法很好地纠正了采样频偏,准确地找到最佳采样时刻的判决信息。得益于其简单的同步结构,Gardner算法使得GMSK信号可用更高的码速率传输,同时简化了硬件电路。实验结果表明,在20 Mbps码速率的GMSK信号传输中,Gardner算法很好地完成了位同步,联合维特比解调,在9.5 dB的信噪比下达到9×10^(-5)的误码率性能。