Модем (модулятор/демодулятор) GMSK

Модулятор GMSK отличается от модулятора MSK только тем, что перед схемой ППП включен предмодуляционный гауссовский фильтр нижних частот (ГФНЧ) с амплитудно-частотной характеристикой в форме гауссовской кривой (см. рис. 2), который приводит к следующим изменением в MSK:

· уменьшается ширина главного лепестка и уровни боковых лепестков спектральной плотности (формула (10)), что приводит к увеличению спектральной эффективности модулятора;

· использование ГФНЧ сглаживает зависимость фазы от величины (пТв) при фазочастотной манипуляции в MSK;

· выбор полосы ГФНЧ, равной В≈0,3/Тв, для GMSK позволяет, с одной стороны, сузить спектр цифрового сигнала, а с другой, увеличивает уровень межсимвольных искажений (то есть взаимное наложение символов друг на друга).

Рассмотрим частотную и импульсную характеристики ГФНЧ. На вход ГФНЧ подается цифровой поток сигналов БВН (NRZ):

[11]

где Un = ±1, Тв - длительность бита, П(t/Tв) - прямоугольная функция:

[12]

Частотная и импульсная характеристики ГФНЧ определяются следующими выражениями [1]:

[13], [14]

где В - ширина частотной полосы ГФНЧ по уровню ЗдБ. Сигнал на выходе ГФНЧ:

[15], [16], [17]

На рисунке 2 показана импульсная характеристика ГФНЧ для значений ВТВ: при ВТВ =0,3 и ВТВ →∞.

Таким образом, модулятор GMSK представляет собой соединение ГФНЧ и модулятора MSK.

При когерентной демодуляции сигналов с GMSK,

как и в MSK, используется квадратурная структура, аналогичная сигналам с OQPSK, при этом демодулированные квадратурные низкочастотные сигналы I’(t) и Q'(t) описываются функциями cosφ(f) и sinφ(f), соответственно.

Квадратурное представление модулированного сигнала с GMSK имеет следующий вид [1]:

[18]

Демодулированные сигналы I'(t) и Q'(t) получаются перемножением принятого модулированного сигнала S'(t) на составляющие восстановленной несущей (в СВН) cosω0t и sinuω0t, соответственно, и подавлением высокочастотных спектральных составляющих с помощью ФНЧ.

В моменты дискретизации получаем:

[19], [20]

где Д - представляет собой составляющую межсимвольных искажений. Решающее правило определяется следующим образом:

, [21], [22]

С применением детекторного полосового фильтра (ДЦПФ) (особенно гауссовского ДДПФ) при ВiTB= 0,63, когерентно демодулированные низкочастотные составляющие cos[φ(t)] и sin[φ(t)] содержат в себе значительно меньше составляющих межсимвольных искажений.

Окончательно цифровой демодулированный поток, пройдя ФНЧ, на вход эквалайзера канала.

Завершая рассмотрение модуляции GMSK, следует отметить ряд важных ее преимуществ:

1)достаточно высокая спектральная эффективность (эффективность использования полосы частот), равная: 270,883/200 = 1,354 (бит/с)/Гц, обусловленная использованием ГФНЧ с ВТв = 0,3;

2)низкий уровень помех по соседним частотным каналам;

3)приемлемая для практики помехоустойчивость: вероятность ошибки на бит Рс≈10-3 при отношении несущая/шум С/N = 30 дБ;

4)возможность использования когерентной и некогерентной демодуляции;

5)высокий коэффициент полезного действия усилителя мощности передатчика (благодаря использованию нелинейного усилителя НЛУ).

Модемы GMSK используются как в стандарте GSM, так и в других европейских стандартах.

В настоящее время имеется техническая реализация модема GMSK в виде однокристальной СБИС [1].

Советуем почитать:

Измерительная техника и радиотехнические комплексы
Производственная практика является важным этапом подготовки квалифицированных специалистов. Она является видом учебно-вспомогательного процесса, в ходе которого закрепляется теоретически ...

Изучение характеристик ключевых схем на дополняющих МОП-транзисторах (КМОП)
Изучить характеристики ключевых схем на дополняющих МОП-транзисторах (КМОП) и базовых схем логических элементов КМОП, используя возможности программы MC8DEMO. Изучить содержание процессо ...

Программная и аппаратная часть автоматизированной сигнализации по GSM каналу
Современные технологии позволяю создавать системы, заблаговременно предупреждающие о наступлении или приближении некоторого события. Широкое разнообразие жизненных ситуаций поднимает пр ...

Меню



© 2015 TechExternal