?GSM系統(tǒng)接收機(jī)電路設(shè)計(jì) - 基于SystemView的GSM系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)

　　GMSK信號(hào)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(cè)器。GSM規(guī)范也沒有規(guī)定必須采用哪一種算法，但對(duì)信道譯碼糾錯(cuò)以后所測(cè)的總性能是有要求的。當(dāng)采用同步解調(diào)和相干檢測(cè)時(shí)，接收端一需要提供一個(gè)與發(fā)射端調(diào)制載波同頻同相的相干載波，這個(gè)過程叫做載波提取或載波同步。可采用直接法和插入導(dǎo)頻法實(shí)現(xiàn)。直接法一般通過LC振蕩電路實(shí)現(xiàn)，如圖3所示。

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　　GMSK的非相干解調(diào)主要有一比特延遲差分檢測(cè)器和二比特延遲差分檢測(cè)器，其原理分別如圖4和圖5所示。兩者數(shù)據(jù)處理過程相似，以一比特延遲差分檢測(cè)器為例說明其工作過程如下：GMSK信號(hào)首先經(jīng)中頻濾波，其輸出信號(hào)與延遲和移相后的中頻信號(hào)相乘，然后采用低通濾波器濾除和頻信號(hào)，對(duì)差頻信號(hào)進(jìn)行判決即可得到原始數(shù)據(jù)。

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　　利用SystemView軟件設(shè)計(jì)的GMSK解調(diào)電路如圖6所示。其中采用的解調(diào)方法是相干解調(diào)法。

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　　(1)射頻接收部分由圖符13圖符15組成，首先由增益圖符13完成接收信號(hào)的射頻放大，然后由固定增益衰減器(圖符14)引入插入損耗后經(jīng)圖符15進(jìn)行射頻濾波，完成整個(gè)射頻接收部分。

　　圖符17和圖符21之間的圖符為混頻部分，用于完成信號(hào)頻譜的向下搬移。然后送入解調(diào)器進(jìn)行解調(diào)。其中圖符23為L(zhǎng)C諧振電路，用于載波的提取，其對(duì)應(yīng)的電路如圖3所示。

　　1.3 GSM系統(tǒng)性能分析

　　完成了GSM通信系統(tǒng)的發(fā)射和接收電路設(shè)計(jì)之后，要想實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能的分析，還要對(duì)信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ佬诺肋M(jìn)行建模和設(shè)計(jì)。根據(jù)移動(dòng)通信信道帶寬有限、干擾較大以及存在衰落的基本特征，本文采用130 dB的信道衰減因子，然后加入熱噪聲模擬高斯信道的特性，并加入頻帶濾波器模擬帶限特性。利用SystemView軟件設(shè)計(jì)的信道如圖7所示。

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　　按照?qǐng)D2，圖6和圖7的電路設(shè)計(jì)，仿真的結(jié)果如圖8所示。其中圖8(a)為GSM系統(tǒng)輸入(脈沖整形后的數(shù)字信號(hào)源)信號(hào)波形;圖8(b)為GSM接收器解調(diào)輸出的信號(hào)波形。

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　　從仿真結(jié)果上看，輸出信號(hào)和輸入信號(hào)的波形基本上是一致的，可見信號(hào)源經(jīng)過發(fā)送端的調(diào)制;然后經(jīng)過有擾衰落信道的傳輸;最后在接收端進(jìn)行混頻和解調(diào)后正確恢復(fù)了原來信號(hào)源的信息，該GSM系統(tǒng)能夠正常地工作。仿真結(jié)果證明了整個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的正確性。

　　2 結(jié)論

　　首先從理論上分析了GSM系統(tǒng)的工作原理，在此基礎(chǔ)上，利用SystemView動(dòng)態(tài)分析工具設(shè)計(jì)了GSM系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路，通過波形分析驗(yàn)證所設(shè)計(jì)電路的合理性及功能。本文的虛擬無線電設(shè)計(jì)方法避開了復(fù)雜的硬件搭建，實(shí)現(xiàn)功能的軟件化，把現(xiàn)代通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)途徑從基于硬件的、面向用途的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法中解放出來，不需編程，只需模塊的連接，設(shè)計(jì)方便、快捷，極大地減輕了工作量。在設(shè)計(jì)過程中可以方便地更改參數(shù)，以達(dá)到通信系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)的最優(yōu)化。