基于SystemView的GSM系統電路設計

摘要：SystemView是一個(gè)用于電路與通信系統設計、仿真的動(dòng)態(tài)分析工具，它實(shí)現了功能的軟件化，避開(kāi)了復雜的硬件搭建，在不具備先進(jìn)儀器的條件下同樣也能完成復雜的通信系統設計與仿真。利用SystemView軟件設計GSM系統電路，通過(guò)分析其輸入、輸出波形驗證設計電路的正確性。
關(guān)鍵詞：GSM；SystemView；電路設計；動(dòng)態(tài)分析

0 引言
第二代數字移動(dòng)通信系統即GSM通信系統是世界上用戶(hù)數量最大的移動(dòng)通信系統，它擁有較強大的升級功能和完善的基礎設施。GSM系統一開(kāi)始就是從數字化的角度進(jìn)行設計的，系統采用了模塊化結構，若需要提供新業(yè)務(wù)，只要進(jìn)行版本升級，增加部分必要的模塊，不需要對系統進(jìn)行大的更換，也不用進(jìn)行大規模的網(wǎng)絡(luò )重新規劃，具有很大的便利性。但是隨著(zhù)通信技術(shù)的發(fā)展，通信和信號處理系統越來(lái)越復雜，各種新技術(shù)的發(fā)展對通信系統的實(shí)現產(chǎn)生了重大的影響。通信系統復雜性的增加使得分析與設計所需的時(shí)間和費用也迅速上升，為了節約人力、物力、財力和時(shí)間，就需要前期進(jìn)行系統仿真和調試。近年來(lái)對GSM通信系統的研究主要集中在GSM無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )構建與優(yōu)化、鏈路干擾分析以及其硬件實(shí)現的研究上，這些因素對GSM通信系統的性能影響分析非常重要。本課題重點(diǎn)研究了GSM通信系統的電路實(shí)現問(wèn)題，目的有兩個(gè)：其一是為了表明EDA軟件電路仿真能夠快速實(shí)現復雜電路的設計；其二是可以基于所建立的系統平臺，分析系統的性能，并進(jìn)一步研究系統升級時(shí)的電路規劃問(wèn)題。

1 基于SystemView的GSM系統電路設計
SystemView是美國Elanix公司推出的，基于Windows環(huán)境的用于系統仿真分析的可視化軟件工具。它界面友好，使用方便。使用它，用戶(hù)可以用圖符(Token)去描述自己的系統，無(wú)需與復雜的程序語(yǔ)言打交道，不用寫(xiě)代碼即可完成各種系統的設計與仿真。
使用SystemView進(jìn)行系統仿真，一般要經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)步驟：
(1)建立系統的數學(xué)模型；
(2)從各種功能庫中選取、拖動(dòng)可視化圖符，按設計的系統框圖組建系統；
(3)設置、調整參數，實(shí)現系統模擬參數設置；
(4)設置觀(guān)察窗口，分析模擬數據和波形。
1．1 GSM系統發(fā)射機電路設計
GSM系統采用的調制方式為GMSK(高斯濾波最小頻移鍵控)，其歸一化帶寬BbTb=0．3。調制速率為1／T=(1625／6)Kb／s，即近似為270.8 33 Kb／s。GMSK調制是下述兩者之間的折中選擇：相當高的無(wú)線(xiàn)頻譜效率(1 b／Hz數量級)和合理的解調復雜性。
GMSK信號就是通過(guò)在FM調制器前加入高斯低通濾波器(稱(chēng)為預調制濾波器)而產(chǎn)生的，如圖1所示。

利用SystemView軟件設計的GMSK調制電路如圖2所示。

(1)信號源為270．833 kHz的PN碼發(fā)生器(圖符0)，該頻率為GSM系統信道數據的標準傳輸速率，該信號經(jīng)過(guò)采樣(圖符30)以后用來(lái)模擬一路GSM基帶信號。
(2)圖符1為高斯低通濾波器。
(3)調制部分由增益圖符2首先對基帶信號進(jìn)行放大，然后送入調制器圖符3進(jìn)行調制，圖符4用于模擬插入損耗。然后經(jīng)過(guò)兩次放大(圖符42和圖符5)和射頻濾波(圖符6)之后完成整個(gè)調制過(guò)程。