论文总字数：18279字

摘 要

数字通信系统的关键技术之一是数字调制解调技术，同时，数字调制解调技术也是制约数字通信系统研究的瓶颈。我们对于数字调制解调技术的研究，不仅仅对于进—步提高数字通信系统的能力有着十分重大的意义，并且它在未来的通信系统中将有非常广阔的前景。因此，我们对于数字GFSK调制解调技术进行研究是很有意义的。

本文介绍了调制解调系统所用到的基本理论知识，对GFSK数字调制解调技术的原理进行了深入的研究，并给出系统的设计框图，GFSK解调的核心模块主要有六部分：低通滤波器模块、能量估计模块、移频鉴相模块、频偏估计模块、帧同步和字同步模块和判决反馈均衡器模块。论文在分析各个模块原理的基础上进行了Matlab仿真，首先要对整个GFSK接收过程进行研究。然后对GFSK信号接收的主要模块进行研究，包括实现GFSK的浮点和定点算法的性能，对蓝牙4.0的GFSK接收过程进行模拟，通过Matlab编程实现蓝牙4.0的GFSK接收过程的仿真，并以表格和曲线等手段说明浮点和定点算法对GFSK接收性能的影响。给出仿真结果并对其进行分析，并对算法进行了理论分析和基于Matlab的仿真，最后还对整个系统进行了性能仿真，给出了系统的误码率、误包率和丢包率特性。

关键词：蓝牙 Matlab GFSK调制

Matlab simulation of GFSK receiver

Abstract

Digital modem technology is one of the key technologies of digital communication systems, And it is also the bottleneck of digital communication systems research. Research on digital modem technology, is not only important to enhance the ability of digital communication system, but also has a very broad application prospects in future communications systems. Therefore, the study carried out GFSK digital modem technology has important significance.

This article puts together all the basic theoretical knowledge of modem. It is in-depth research of GFSK digital modulation and demodulation techniques and presents the system design diagram. GFSK demodulator core module has six main components as follow:1. A low pass filter

2. A power estimator for packet detection, RSSI and digital gain computation for DPSK path

3. A demodulator implemented as a Phase Shift Discriminator

4. A frequency offset estimator

5. A synchronizer doing jointly frame and symbol synchronization

6. A detector implemented as a decision feedback equalizer

On the basis of analyzing the principle of each module, the article has carried on the Matlabsimulation, First of all, we should study the whole process of GFSK reception. Then research the main modules of the GFSK signal reception, Including implement GFSK floating-point and fixed-point algorithm performance, and GFSK receiving process simulation of Bluetooth 4.0. Programming through the Matlab to achieve the GFSK receiver process simulation. For each function, the floating and fixed point algorithms are described in detail with block diagram. Then analyzing simulation results and carried the theory analysis and simulation based on MATLAB. Finally, the whole system were performance simulation of the algorithm, the bit error rate of the system is given in this paper, packet error rate and packet loss rate characteristics.

Keywords:Bluetooth；Matlab；GFSK modulation

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章绪论 1

1.1 引言 1

1.2 国内外的研究现状 1

1.2.1 国内研究现状 1

1.2.2 国外研究现状 2

1.3本文所做的工作 2

1.4本文的结构 2

第二章GFSK接收机的解调原理 4

2.1GFSK调制方法 4

2.1.1 直接调制 4

2.1.2 正交调制 4

2.2 GFSK解调技术 4

2.2.1 解调原理 4

2.2.2 解调方式 4

2.3 GFSK基带系统帧格式 6

2.3.1 接收机的帧格式 6

2.3.2 GFSK信号的传输特性 6

2.4 本章小结 7

第三章GFSK解调核心模块 8

3.1 低通滤波器模块 8

3.2能量估计模块 9

3.3 移频鉴相模块 10

3.4 频偏估计模块 11

3.5 帧同步和字同步模块 14

3.6 判决反馈均衡器模块 16

3.7 本章小结 17

第四章GFSK的前段方案确定 18

4.1 带通复杂滤波器 18

4.2 级联4抽头滤波器 18

4.3 直流检测与补偿 19

4.4 频偏补偿 20

4.5 本章小结 22

第五章GFSK的MATLAB仿真结果 23

5.1 仿真结果图 23

5.1.1 直流数据图 23

5.1.2 移频鉴相图 24

5.1.3 卡尔曼滤波图 25

5.1.4 低通滤波器时间图 26

5.1.5 低通滤波器频谱图 26

5.1.6 定点的判据反馈图 27

5.1.7 浮点的判决反馈图 27

5.1.8 定点的误比最大特率、误包率和丢包率 28

5.1.9浮点的误比特率、误包率和丢包率 28

5.2定点与浮点的比较 29

5.3 本章小结 34

第六章总结与展望 35

6.1总结 35

6.2展望 35

参考文献 36

致谢 38

第一章绪论

1.1 引言

随着无线电技术和通信技术的不断发展，有线传输在电子信息传递方面已逐渐取代无线传输。无线连线和无线个人接入的蓝牙技术的基本思想在上世纪80年代中期已经产生，但由于当时标准、技术及市场前景等诸多问题不明朗，未能形成气候。

随着移动通信及Internet的飞速发展，蓝牙技术有了新的商机与市场前景，从而激活了蓝牙技术的真正诞生，现在它的发展势头令人触目。

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