基于SystemView的GSM系统电路设计

摘要：SystemView是一个用于电路与通信系统设计、仿真的动态分析工具，它实现了功能的软件化，避开了复杂的硬件搭建，在不具备先进仪器的条件下同样也能完成复杂的通信系统设计与仿真。利用SystemView软件设计GSM系统电路，通过分析其输入、输出波形验证设计电路的正确性。
关键词：GSM；SystemView；电路设计；动态分析

0 引言
第二代数字移动通信系统即GSM通信系统是世界上用户数量最大的移动通信系统，它拥有较强大的升级功能和完善的基础设施。GSM系统一开始就是从数字化的角度进行设计的，系统采用了模块化结构，若需要提供新业务，只要进行版本升级，增加部分必要的模块，不需要对系统进行大的更换，也不用进行大规模的网络重新规划，具有很大的便利性。但是随着通信技术的发展，通信和信号处理系统越来越复杂，各种新技术的发展对通信系统的实现产生了重大的影响。通信系统复杂性的增加使得分析与设计所需的时间和费用也迅速上升，为了节约人力、物力、财力和时间，就需要前期进行系统仿真和调试。近年来对GSM通信系统的研究主要集中在GSM无线网络构建与优化、链路干扰分析以及其硬件实现的研究上，这些因素对GSM通信系统的性能影响分析非常重要。本课题重点研究了GSM通信系统的电路实现问题，目的有两个：其一是为了表明EDA软件电路仿真能够快速实现复杂电路的设计；其二是可以基于所建立的系统平台，分析系统的性能，并进一步研究系统升级时的电路规划问题。

1 基于SystemView的GSM系统电路设计
SystemView是美国Elanix公司推出的，基于Windows环境的用于系统仿真分析的可视化软件工具。它界面友好，使用方便。使用它，用户可以用图符(Token)去描述自己的系统，无需与复杂的程序语言打交道，不用写代码即可完成各种系统的设计与仿真。
使用SystemView进行系统仿真，一般要经过以下几个步骤：
(1)建立系统的数学模型；
(2)从各种功能库中选取、拖动可视化图符，按设计的系统框图组建系统；
(3)设置、调整参数，实现系统模拟参数设置；
(4)设置观察窗口，分析模拟数据和波形。
1．1 GSM系统发射机电路设计
GSM系统采用的调制方式为GMSK(高斯滤波最小频移键控)，其归一化带宽BbTb=0．3。调制速率为1／T=(1625／6)Kb／s，即近似为270.8 33 Kb／s。GMSK调制是下述两者之间的折中选择：相当高的无线频谱效率(1 b／Hz数量级)和合理的解调复杂性。
GMSK信号就是通过在FM调制器前加入高斯低通滤波器(称为预调制滤波器)而产生的，如图1所示。

利用SystemView软件设计的GMSK调制电路如图2所示。

(1)信号源为270．833 kHz的PN码发生器(图符0)，该频率为GSM系统信道数据的标准传输速率，该信号经过采样(图符30)以后用来模拟一路GSM基带信号。
(2)图符1为高斯低通滤波器。
(3)调制部分由增益图符2首先对基带信号进行放大，然后送入调制器图符3进行调制，图符4用于模拟插入损耗。然后经过两次放大(图符42和图符5)和射频滤波(图符6)之后完成整个调制过程。