基于SystemView的GSM系統電路設計

摘要：SystemView是一個用于電路與通信系統設計、仿真的動態分析工具，它實現了功能的軟件化，避開了復雜的硬件搭建，在不具備先進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，通過分析其輸入、輸出波形驗證設計電路的正確性。
關鍵詞：GSM；SystemView；電路設計；動態分析

0 引言
第二代數字移動通信系統即GSM通信系統是世界上用戶數量最大的移動通信系統，它擁有較強大的升級功能和完善的基礎設施。GSM系統一開始就是從數字化的角度進行設計的，系統采用了模塊化結構，若需要提供新業務，只要進行版本升級，增加部分必要的模塊，不需要對系統進行大的更換，也不用進行大規模的網絡重新規劃，具有很大的便利性。但是隨著通信技術的發展，通信和信號處理系統越來越復雜，各種新技術的發展對通信系統的實現產生了重大的影響。通信系統復雜性的增加使得分析與設計所需的時間和費用也迅速上升，為了節約人力、物力、財力和時間，就需要前期進行系統仿真和調試。近年來對GSM通信系統的研究主要集中在GSM無線網絡構建與優化、鏈路干擾分析以及其硬件實現的研究上，這些因素對GSM通信系統的性能影響分析非常重要。本課題重點研究了GSM通信系統的電路實現問題，目的有兩個：其一是為了表明EDA軟件電路仿真能夠快速實現復雜電路的設計；其二是可以基于所建立的系統平臺，分析系統的性能，并進一步研究系統升級時的電路規劃問題。

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，用戶可以用圖符(Token)去描述自己的系統，無需與復雜的程序語言打交道，不用寫代碼即可完成各種系統的設計與仿真。
使用SystemView進行系統仿真，一般要經過以下幾個步驟：
(1)建立系統的數學模型；
(2)從各種功能庫中選取、拖動可視化圖符，按設計的系統框圖組建系統；
(3)設置、調整參數，實現系統模擬參數設置；
(4)設置觀察窗口，分析模擬數據和波形。
1．1 GSM系統發射機電路設計
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：相當高的無線頻譜效率(1 b／Hz數量級)和合理的解調復雜性。
GMSK信號就是通過在FM調制器前加入高斯低通濾波器(稱為預調制濾波器)而產生的，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，該信號經過采樣(圖符30)以后用來模擬一路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首先對基帶信號進行放大，然后送入調制器圖符3進行調制，圖符4用于模擬插入損耗。然后經過兩次放大(圖符42和圖符5)和射頻濾波(圖符6)之后完成整個調制過程。