Frecvență de modulare cu separare de frecvență minimă MSK vă permite să reduceți lățimea de bandă ocupată de semnalul radio digital în aer. Cu toate acestea, chiar și acest tip de modulare nu îndeplinește toate cerințele pentru sistemele radio mobile moderne. De obicei, semnalul MSK din emițătorul radio este filtrat printr-un filtru convențional. Acesta este motivul pentru care a apărut un alt mod de modulare cu un spectru de frecvențe radio mai restrâns în aer.
Reducerea benzii de frecvențe ocupate a fost obținută prin prefiltrarea semnalului de modulare cu un filtru trece-jos cu un răspuns de impulsuri Gaussian. Lărgimea spectrului semnalului GMSK este determinată de produsul duratei simbolului transmis prin lărgimea de bandă a filtrului Gaussian BT. Este lățimea de bandă B și diferite tipuri de GMSK una de cealaltă.
Răspunsul impuls al unui filtru Gaussian este descris de următoarea formulă:
unde B este lățimea de bandă a filtrului la un nivel de 3 dB.
Un grafic al răspunsului impuls al unui filtru Gaussian cu BT = 0,7 calculat pentru o rată de modulare de 19,2 kBd este prezentat în Fig.
Figura 1. Graficul grafic al răspunsului impuls al unui filtru Gaussian
Timpul în axa t este întârziat în câteva secunde. Graficul grafic al caracteristicilor de amplitudine-frecvență ale acestui filtru gaussian este prezentat în figura 2.
Figura 2. Graficul caracteristicii amplitudinii-frecvență a unui filtru Gaussian
După efectuarea unei linii de 3 dB pe acest grafic, vom obține o lățime de bandă egală cu 13,5 kHz. Această bandă este de 0,7 mai mică decât valoarea de 19,2 kB. Tabelul de abatere a semnalului modulat în frecvență este prezentat în figura 3.
Figura 3. Abaterea frecvenței de semnal a modulației Gaussian GMSK c BT = 0,7
Forma acestui semnal este determinată de tensiunea la ieșirea filtrului Gaussian și de valoarea deviației prin indicele de modulare m. Pentru GMSK, indicele de modulație este m = 0,5. În consecință, pentru o rată de transmisie de exemplu de 19,2 kBaud, abaterea de frecvență va fi egală cu ± 4,8 kHz. Frecvența de transmisie a semnalului zero în acest semnal va fi diferită de frecvența de transmisie a unității cu 9,6 kHz - jumătate din rata de transfer a simbolurilor
Cu cât banda de trecere a unui filtru Gaussian este mai mică, cu atât este mai mică banda semnalului radio, dar distorsiunea intersignală în semnalul radio GMSK este mărită. Un exemplu de astfel de semnal GMSK cu o lățime de bandă BT de 0,3 este prezentat în Figura 4.
Figura 4. Abaterea frecvenței de modulație Gaussian a semnalului GMSK cu BT = 0,3
Figura arată clar că abaterea semnalului de 4,8 kHz GMSK ajunge numai atunci când transmite cel puțin trei simboluri identice. Când transmiteți o succesiune de zerouri și una, deviația semnalului nu are timp să atingă valoarea nominală. Graficul de mai sus arată că abaterea în acest caz este puțin mai mare de două kilohertzi. Când sunt transmise două zerouri sau două unități, abaterea nu atinge doar ușor 4,8 kHz.
Distorsiunea inter-simbol este de obicei eliminată de un egalizator sau de un decodor convoluțional la capătul de recepție al căii radio. Avantajul utilizării modulației GMSK este nivelul constant al semnalului radio, ceea ce face posibilă utilizarea unui amplificator de putere neliniar în emițătorul radio.
Spectrum GMSK semnal BT pentru două valori ale coeficienților este prezentat în figura 7. Pentru comparație, Figura prezintă, de asemenea, spectrele modulație în frecvență a semnalelor cu spațiere frecvență minimă MSK și modulație de fază în cuadratură. Spectrul arată modularea fazei cvadratură pentru cazul când semnalul baseband original este supus preprocesare filtrului Nyquist.
Figura 7. Spectrul de modulare GMSK în comparație cu frecvența modulate spectrul de frecvență MSK
Din păcate, la punctele de prelevare, semnalul GMSK depinde de valorile anterioare ale semnalului transmis. Acest lucru este cauzat de acțiunea unui filtru Gaussian care formează spectrul semnalului GMSK. Ca rezultat, imunitatea la zgomot a semnalului GMSK este mai mică comparativ cu chiar imunitatea la zgomot a semnalului MSK. Valoarea specifică a imunității la zgomot a semnalelor GMSK depinde foarte mult de produsul BT. Un exemplu de dependență a probabilității de eroare a recepției semnalului GMSK ca funcție de raportul semnal-zgomot la intrarea dispozitivului decizional este prezentat în figura 8.
Figura 8. Graficul dependenței de probabilitatea erorii GMSK în funcție de raportul semnal-zgomot la intrarea dispozitivului de decizie
Pentru GMSK, una dintre cele două scheme de modulație este utilizată în mod obișnuit - un oscilator cu comandă de frecvență (VCO) și un modulator de cvadratură.
Împreună cu articolul "Modularea Gaussiană (GMSK)" citiți:
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: