Elektrod-serv.ru

Передача данных по радиоканалу

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):

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

Частотная и импульсная характеристики ГФНЧ определяются следующими выражениями :

,

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

, ,

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 :

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:

,

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

, ,

С применением детекторного полосового фильтра (ДЦПФ) (особенно гауссовского ДДПФ) при ВiTB= 0,63, когерентно демодулированные низкочастотные составляющие cos и sin 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

Советуем почитать:

Разработка микропроцессорного устройства для проверки и диагностики двигателя внутреннего сгорания автомобиля Современную микроэлектронику трудно представить без такой важной составляющей, как микроконтроллеры. Микроконтроллеры незаметно завоевали весь мир. Микроконтроллерные технологии очень эф ...

Строительство телефонной канализации на ГТС малой емкости строительство В условиях современных благоустроенных городов развитие телефонных сетей производится главным образом путем внедрения подземных линейных сооружений и новых ...

Разработка микропроцессорной системы Автомобильные часы-термометр-вольтметр на базе микроконтроллера Современную микроэлектронику трудно представить без такой важной составляющей, как микроконтроллеры. Микроконтроллеры незаметно завоевали весь мир. Микроконтроллерные технологии очень эф ...