Модуляция с минимальным частотным сдвигом и гауссовой фильтрацией
Модуляция с минимальным частотным сдвигом и гауссовой фильтрацией (GMSK)
Для повышения спектральной эффективности метода модуляции (отношения битовой скорости к ширине спектра) желательно сузить главный лепесток спектральной функции и уменьшить уровень боковых лепестков. С этой целью в системе GMSK последовательность двоичных знаков в коде БВН подается на гауссовый фильтр (ГФНЧ), придающий прямоугольному импульсу форму гауссова импульса. Форма и спектр гауссова импульса описываются функциями нормального распределения.
Гауссовый фильтр сглаживает фронты сигнала. Степень сглаживания зависит от отношения полосы пропускания фильтра В к полосе входного сигнала. Ширина основного лепестка спектра сигнала равна 1/T , где T – длительность бита. Следовательно, сглаживание определяется значением ВT. Чем уже полоса, тем сильнее расплывается импульс, сужается его спектр, но увеличиваются межсимвольные искажения. Реакция фильтра на импульс показана на рисунке. Значение ВТ выбирают с учетом требований к ширине спектра и допустимому уровню ошибок.
Модулятор содержит два квадратурных канала с несущими частотами, сдвинутыми на π/2 относительно друг друга. Как и в системе MSK, сигналы несущих частот модулируются синусоидальной и косинусоидальной функциями. Аргумент этих функций, в отличие от системы MSK, изменяется не линейно, а является интегралом функции Ω(t) - частоты, пропорциональной напряжению на выходе гауссова фильтра. Коэффициент пропорциональности и характеристика фильтра определяют девиацию частоты, которая в системе с минимальным частотным сдвигом должна удовлетворять условию fd=1/(4Tb). Если сигналы синтезируются цифровыми методами, выполнение требований к временным соотношениям не представляет принципиальных трудностей.
Демодуляция может выполняться когерентным способом с восстановлением несущей, автокорреляционным способом или с использованием частотных дискриминаторов. В последнем случае требование к ортогональности сигналов, представляющих 1 и 0, а следовательно и к точности установки индекса модуляции, отпадает. Индекс модуляции может выбираться в широком диапазоне (0,1…1), а формирование огибающих выполняться генератором сигналов переменной частоты, управляемым напряжением с гауссова фильтра.
Модуляция GMSK применяется в сотовой системе связи типа GSM.
