GMSK

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GMSK(Gaussian Filtered Minimum Shift Keying,最小高斯頻移鍵控)

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什麼是GMSK

  GMSK是一種典型的連續相位調製方式。在GMSK中,將調製的不歸零(NRZ)數據通過預調製高斯脈衝成形濾波器,使其頻譜上的旁瓣水平進一步降低。調製信號在交越零點不但相位連續,而且平滑過濾,因此,GMSK調製的信號頻譜緊湊,誤碼特性好,帶外輻射低因而具有很好的頻譜利用率。因而在無線通信領域得到了廣泛應用。

GMSK的提出

  GMSK調製技術是從MSK(Minimum Shift Keying)調製的基礎上發展起來的一種數字調製方式,其特點是在數據流送交頻率調製器前先通過一個Gauss濾波器(預調製濾波器)進行預調製濾波,以減小兩個不同頻率的載波切換時的跳變能量,使得在相同的數據傳輸速率時頻道間距可以變得更緊密。由於數字信號在調製前進行了Gauss預調製濾波,調製信號在交越零點不但相位連續,而且平滑過濾,因此GSMK調製的信號頻譜緊湊、誤碼特性好,在數字移動通信中得到了廣泛使用,如廣泛使用的GSM(Global Systemf or Mobile communication)移動通信體制就是使用GMSK調製方式。

  l979年由日本國際電報電話公司提出的GMSK調製方式。有好的功率頻譜特性,較優的誤碼性能,特別是帶外輻射小,很適用於工作在VHF和UHF頻段的移動通信系統,越來越引起人們的關註。GMSK調製方式的理論研究已較成熟,實際應用卻還不多,主要是由於高斯濾波器的設計和製作在工程上還有一定的困難。調製前高斯濾波的最小頻移鍵控簡稱GMSK,基本的工作原理是將基帶信號先經過高斯濾波器成形,再進行最小頻移鍵控(MSK)調製。由於成形後的高斯脈衝包絡無陡峭邊沿,亦無拐點,因此頻譜特性優於MSK信號的頻譜特性。

  通常將高斯濾波器的3dB帶寬B和輸入碼元寬度T的乘積BT值作為設計高斯濾波器的一個主要參數。BT值越小,GMSK信號功率頻譜密度的高頻分量衰減越快。

GMSK的應用

  GMSK信號具有很好的頻譜和功率特性,特別適用於功率受限和通道存在非線性、衰落以及多普勒頻移的移動突發通信系統。為了適應無線通道的特性,由該調製方式所產生的已調波應具有以下兩個特點:第一,包絡恆定或包絡起伏很小。第二,具有最小功率譜占用率。高斯最小頻移鍵控(GMSK)調製方式正好具有上述特性。GMSK調製使在給定的帶寬和射頻通道條件下數據吞吐量最大。GMSK是當前現代數字調製技術領域研究的一個熱點。採用高斯濾波器作調製前基帶濾波器,將基帶信號成型為高斯脈衝,再進行MSK調製,這種調製方式稱為GMSK。由於成形後的高斯脈衝包絡無陡峭邊沿,亦無拐點,經調製後的已調波在MSK的基礎上進一步得到平滑其相位路徑。因此它的頻譜特性優於MSK,但誤比特率性能不如MSK。

  Mobitex網路的數據機:CMX909B晶元的典型應用是Mobitex網路的數據機(MODEM)。它是半雙工的BT=0.3的GMSK數據機的數據泵,晶元集成了分組數據處理的功能。GMSK調製在給定的帶寬和射頻通道條件下數據吞吐量最大。集成的分組數據處理能力接收主控制器的一些有規律的處理任務,包括保持比特同步、幀同步、塊的編排、迴圈冗餘檢驗(CRC)和前向糾錯編碼(FEC)錯誤處理、數據交織、擾頻輸出等。解調器採用反饋平衡技術減小通道失真(畸變),同時增強接收機在沒有最大似然估計方法的計算前提下的接收性能。

  GMSK調製/解調;晶元內集成分組檢測功能;接收/發送速率可達38.4kbps;並行uc(主處理器)介面;數據包幀結構短、無填充;低的驅動電壓(3/5伏)操作;與Mobitex兼容(包括R14N短幀);操作靈活和節能模式。

  BT值越小,相鄰碼元之間的相互影響越大。理論分析和電腦模擬結果表明。

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