Модуляция GMSK – основа стандарта GSM

В этой статье немного подробнее расскажу про стандарт DECT,  а также про модуляция GMSK. Частотная и фазовая модуляции тесно связаны между собой. Статичный частотный сдвиг на + 1 Гц означает, что фаза постоянно опережает по скорости на 360 градусов в секунду (2пи рад/ сек) фазу несдвинутого сигнала.

gmsk

FSK (частотная манипуляция) используется во многих системах, включая беспроводные системы (DECT – расширенный стандарт беспроводной радиотелефонии, СT2 – стандарт беспроводной телефонии) и пейджинг.

В FSK частота несущей является функцией модулирующего сигнала (данных), подлежащего передаче. Амплитуда при этом остается постоянной. В двоичной FSK (BFSK или 2FSK) двоичная единица представлена одной частотой, а двоичный нуль – другой.

Поскольку сдвиг частоты дает опережение или отставание по фазе, он может быть детектирован при помощи дискретизации фазы каждого символьного периода. Фазовый сдвиг (2N+1)*пи/2 радиан относительно легко детектируется при помощи IQ демодулятора. Для четных символов данные передаются при помощи полярности I – канала, а для нечетных – с помощью канала Q. Такая ортогональность между компонентами I и Q упрощает алгоритмы детектирования, и, как следствие, уменьшает мощность, потребляемую мобильной станцией. Минимальный частотный сдвиг ввиду ортогональности компонент I и Q в результате дает фазовый сдвиг ± 90 градусов на символ. FSK с такой девиацией называется MSK (minimum shift keying). Девиация должна быть очень точной, чтобы генерировать повторяемый фазовый сдвиг 90 градусов. MSK используется в стандарте сотовой GSM (глобальная система мобильной связи).

Фазовый сдвиг + 90 градусов является битом данных, равным «1», а фазовый сдвиг -90 градусов – представляет «0». Максимальный частотный сдвиг сигнала MSK равен половине битовой скорости.

FSK и MSK представляют собой постоянный набор частот без изменения амплитуды. Постоянный набор частот желательно иметь для улучшения энергетической эффективности передатчиков. Амплитудные изменения могут появляться в результате нелинейности в амплитудной характеристике усилителей, вызывающей появление побочных вторичных компонент спектра, а также в результате недопустимо большой мощности компонент смежного канала. Следовательно,  поскольку мы используем постоянный набор частот, в данном случае могут быть использованы более эффективные усилители (имеющие меньшую линейность), тем самым уменьшая потребление мощности.

MSK имеет более узкий спектр, чем девиация FSK. Ширина спектра также зависит от формы сигнала, вызывающего сдвиг фазы. Если эти формы имеют высокую скорость передачи или крутые фронты, то спектр передатчика будет расширен. На практике форма волны фильтруется гауссовским фильтром, обужающим спектр. К тому же, гауссовский фильтр не имеет временно-пространственных отклонений, которые могли бы расширить спектр, увеличив максимальную девиацию. MSK с гауссовским фильтром называется GMSK.

Об авторе admin

Инженер. Окончил НГТУ по специальности "Радиосвязь, телевидение и радиовещание". С 2003 г. занимаюсь разработкой электронной начинки различных радиотехнических устройств и приборов.
Запись опубликована в рубрике Все статьи, Цифровая модуляция - это просто! с метками , . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Оставить комментарий