浙江海洋学院本科生毕业论文
图5.2 输入信号波形图
图5.3 初始相位等于零的余弦波形图
图5.4 初始相位等于零的正弦波形图
22
浙江海洋学院本科生毕业论文
图5.5 GMSK的功率谱密度
图5.5所示GMSK的功率在0-0.5Hz前随频率增加而变化快，大于1.5Hz时GMSK功率较于稳定。表明了GMSK信号能量集中，外带功率衰减快，这样对相邻的码间干扰小，正是信号发送和接收所必须的。
5.2 GMSK调制信号误码率分析
误码率是调制信号的一个重要性能指标。在Simulink模块库中找出相应的模块，即基带信号源、GMSK调制／解调模块、加性高斯白噪声AWGN(Additive White Gaussian Noise)模块以及误码率统计(ErrorRate Calculation)模块。
在MATLAB环境下建立仿真模型：
图5.6 GMSK调制信号误码率曲线的仿真模型
23
浙江海洋学院本科生毕业论文
图5.7 MSK调制信号误码率曲线的仿真模型
根据GMSK调制解调模型，GMSK基带调制信号先通过一个AWGN Channel(加性高斯白噪声模块)，然后由GMSK Demodulator Baseband(GMSK基带解调器模块)对其进行解调，最后由ErrorRate Calculation(误码率统计模块)统计GMSK调制信号的误码率。建好模侯，首先对GMSK，MSK，调制方式进行比较，在MATLAB命令窗口输入调用程序，编制程序文件见附录。
在程序中设置信源产生信息的比特率R=10kb/s，设置GMSK基带调制解调器模块的输出信号采样数参数xSamplesPerSymbol为2，设置GMSK调制与解调器的BT乘积为0.3。运行程序文件，结果如图5.8所示
图5.8 MSK与GMSK误码率比较
从图5.8看出GMSK数字调制随着信噪比的增加，信号误码率降低比MSK慢。但是GMSK相位路径的尖角比MSK平滑，其频谱特性优于MSK；
2和BT?0．4，在不同信噪比下绘制出MSK改变GMSK调制与解调器的乘积，取BT?0．和GMSK的图形：
24
浙江海洋学院本科生毕业论文
图5.9 不同BT值下GMSK与MSK的衰减图形
BT?0.4的曲线比较接近MSK曲线； 从图5.9中看出BT?0.2的性能比BT?0.4的差；
MSK曲线的性能较优。从原理上讲，GMSK是MSK的改进，GMSK频谱在主瓣以外比MSK衰减得更快，且邻路干扰小。但是，GMSK信号的频谱特性的改善是通过降低误码率性能换来的。前置滤波器的带宽越窄，即B值越小，输出功率谱越紧凑，误码率性能就变得越差。当BT趋于无穷时，GMSK就蜕变为MSK。虽然，图8只比较了BT?0.2和BT?0.4的曲线，但从趋势上来看，BT的值越大，其曲线将越接近MSK曲线。但是当GMSK调制信号的频谱随着BT值的减小而变得紧凑的时候，GMSK调制信号的误码性能却变得越来越差。所以在使用GMSK调制方式的时候，需要选择一个折中的BT值，使GMSK信号既有紧凑的频谱，又有良好的误码性能。在MATLAB中可以通过错误率统计模块绘制GMSK信号的误码率与信噪比的关系曲线。绘制GMSK调制信号误码率曲线的仿真模型。
5.3 实验结论
通过实验仿真和分析得知，在一个突发脉冲串时间内，GMSK不仅具有恒定包络调制的特性，适合在非线性信道中传输而且其带宽也比普通MSK的窄。在参数选择时，当BT?0.3时侯，GMSK调制信号具有较理想的性能。由于GMSK不仅保留了MSK的优点，而且频谱在主瓣以外衰减得更快，且邻路干扰小，因此在AIS中信号的发送和接受信息得到广泛的应用。
25
浙江海洋学院本科生毕业论文
总 结
在刘玉良教授的细心指导下，顺利的完成了对船舶自动识别系统（AIS）中GMSK调制与解调的探索与研究。通过MATLAB对MSK和GMSK调制解调的仿真，让我对AIS系统中数据交换和工作原理有了全新的认识。更重要的是让我知道仿真在处理实际问题的重要性。
通过查阅一些资料，使我对船舶自动识别系统的基本知识有了一个比较详细的了解，让我对AIS系统产生了浓厚的兴趣，为我的大学所学知识做了一个很好的概括。
在做这次设计时遇到了很多难题，但在老师的细心指导下克服了，并从中学到了让人新奇的东西。另外也清楚的认识到自己对信号调制知识的匮乏，以后要弥补自己在这方面的不足。在这次设计涉及的MATLAB软件，在以前课上没有接触到Simulink模块，所以用这模块做功率频谱和信噪比的仿真中遇到了很多难题，但在老师的指导下进步了很多。
在未来的船舶通信系统中一个重要标志是能提供极大的系统容量，而无线资源是非常有限的，这就需要研究带宽效率和功率效率都很高的新的调制技术，实现自适应调制的编码调制方式就是为了达到这个目的，而GMSK是一种基于MSK的二进制调制方法，具有包络恒定、功率谱收敛、抗干扰性强等优点，所以能在船舶通信系统信号的调制解调中广泛应用。此外，发射分集技术的兴起，采用时空编码提高通信能力，为自适应调制技术的研究提供了新的发展空间，把时空编码与多进制调制结合起来，加上自适应处理，将会有令人关注的新结果，它将是移动通信调制技术研究的新课题
26