GMSK調制解調原理和應用

2024年3月30日發(作者：減免申請)

GMSK調制與解調技術

（電子與通信工程 陳斌 2）

GMSK簡介

GMSK調制技術是在MSK基礎上經過改進得到的，MSK（Minimum

Frequency Shift Keying，最小頻移鍵控）是二進制連續相位FSK（Frequency Shift

Keying，頻移鍵控）的一種改進形式。在FSK方式中，每一碼元的頻率不變或

者跳變一個固定值，在兩個相鄰的頻率跳變碼元信號之間，其相位通常是不連續

的。MSK就是FSK信號的相位始終保持連續變化的調制方式。采用高斯濾波器

制作前基帶濾波器，將基帶信號成型為高斯脈沖，在進行MSK調制，稱為GMSK

調制。

GMSK特點：

功

率

譜

MSK

密

度

?

f?f

c

?

t

圖1

從圖中可看出，MSK調制方式具有恒定的振幅，信號功率頻譜在主瓣以外

衰減較快。MSK信號的功率更加緊湊，占用的帶寬窄，抗干擾性強，是適合在

窄帶信道傳輸的一種調制方式。在移動通信系統中，對信號帶外輻射功率的限制

十分嚴格，比如衰減要求在70~80dB以上。MSK信號不能滿足這樣的苛刻要求，

而高斯最小頻移鍵控（GMSK）往往可以滿足要求。

GMSK調制

GMSK調制的一般原理

MSK調制是調制指數為0.5的二進制調頻，其基帶信號為矩形波形。為了

壓縮MSK信號的功率，可在MSK調制前加入高斯低通濾波器，稱為預調制濾

波器。對矩形進行濾波后，得到一種新型的基帶波形，使其本身和盡可能高階的

導數連續，從而得到較好的頻譜特性。GMSK調制原理方框圖如下所示。

輸入

調

制

濾

MSK

調制器

預

輸出

波器

為了有效地抑制MSK的帶外輻射并保證進過預調制濾波后的已調信號能采

用簡單的MSK相干檢測電路，預調制濾波器必須具有以下特性：

1.帶寬窄并且具有陡峭的截止特性；

2.沖擊響應的過沖較??；

3.濾波器輸出脈沖面積為一常量，該常量對應的一個碼元內的載波相移為

?

2

。

其中，條件1是為了抑制高頻分量；條件2是為了防止過大的瞬時頻偏；條

件3是為了使調制指數為0.5.

高斯低通濾波器的傳輸函數為

2

H

?

f

?

?exp

?

?

?a

?

f

2

?

?

（1.1）

?

式中，a是與高斯濾波器的3dB帶快

B

b

有關的一個常數。有3dB帶寬定義有

H

2

?

B

b

?

?

即

exp?2

a

所以

aBb?

由此可見，改變a，

B

b

將隨之改變。

1

2

（1.2）

?

2

B

2

b

?

?

2

?1

（1.3）

1

ln2?0.5887

（1.4）

2