GSM系统接收机电路设计 - 基于SystemView的GSM系统电路设计

　　GMSK信号的解调可采用正交相干解调，也可采用鉴相器或差分检测器。GSM规范也没有规定必须采用哪一种算法，但对信道译码纠错以后所测的总性能是有要求的。当采用同步解调和相干检测时，接收端一需要提供一个与发射端调制载波同频同相的相干载波，这个过程叫做载波提取或载波同步。可采用直接法和插入导频法实现。直接法一般通过LC振荡电路实现，如图3所示。

　　GMSK的非相干解调主要有一比特延迟差分检测器和二比特延迟差分检测器，其原理分别如图4和图5所示。两者数据处理过程相似，以一比特延迟差分检测器为例说明其工作过程如下：GMSK信号首先经中频滤波，其输出信号与延迟和移相后的中频信号相乘，然后采用低通滤波器滤除和频信号，对差频信号进行判决即可得到原始数据。

　　利用SystemView软件设计的GMSK解调电路如图6所示。其中采用的解调方法是相干解调法。

　　(1)射频接收部分由图符13图符15组成，首先由增益图符13完成接收信号的射频放大，然后由固定增益衰减器(图符14)引入插入损耗后经图符15进行射频滤波，完成整个射频接收部分。

　　图符17和图符21之间的图符为混频部分，用于完成信号频谱的向下搬移。然后送入解调器进行解调。其中图符23为LC谐振电路，用于载波的提取，其对应的电路如图3所示。

　　1.3 GSM系统性能分析

　　完成了GSM通信系统的发射和接收电路设计之后，要想实现系统性能的分析，还要对信号传输的通道信道进行建模和设计。根据移动通信信道带宽有限、干扰较大以及存在衰落的基本特征，本文采用130 dB的信道衰减因子，然后加入热噪声模拟高斯信道的特性，并加入频带滤波器模拟带限特性。利用SystemView软件设计的信道如图7所示。

　　按照图2，图6和图7的电路设计，仿真的结果如图8所示。其中图8(a)为GSM系统输入(脉冲整形后的数字信号源)信号波形;图8(b)为GSM接收器解调输出的信号波形。

　　从仿真结果上看，输出信号和输入信号的波形基本上是一致的，可见信号源经过发送端的调制;然后经过有扰衰落信道的传输;最后在接收端进行混频和解调后正确恢复了原来信号源的信息，该GSM系统能够正常地工作。仿真结果证明了整个设计系统的正确性。

　　2 结论

　　首先从理论上分析了GSM系统的工作原理，在此基础上，利用SystemView动态分析工具设计了GSM系统的发射机和接收机电路，通过波形分析验证所设计电路的合理性及功能。本文的虚拟无线电设计方法避开了复杂的硬件搭建，实现功能的软件化，把现代通信系统的设计与实现途径从基于硬件的、面向用途的系统设计方法中解放出来，不需编程，只需模块的连接，设计方便、快捷，极大地减轻了工作量。在设计过程中可以方便地更改参数，以达到通信系统仿真设计的最优化。