探討EDGE系統中GMSK和8psk調制的應用原理

2024年3月30日發(作者：反義詞大全)

探討EDGE系統中GMSK和8psk調制的應用原理

摘要：EDGE 是一種從高GSM 到3G 的過渡技術，它是在GSM 系統中采用新的調

制方法，即GMSK 調制和8psk 調制。本文從MSK、GMSK 和普通8psk、優化8psk 的

比較角度闡述了以上調制方法的原理、改進之處及方法的優劣，從而進一步達到通信系統

對調制技術的要求。隨后運用MATLAB，比較了MSK、GMSK 的性能，并將改善的8psk

調制技術仿真，從而證實了先前的原理，即GMSK 不存在相位躍變點，屬于恒包絡調制，

相比MSK 具有更緊湊的功率譜、更高的頻譜利用率;而改善后的8psk 避免了傳統8psk

調制在符號邊界處最大的相位跳變 ,減小了信號包絡起伏，減小了功放非線性而導致的信

號畸變。

關鍵詞： GPRS 移動通信系統;EDGE;GMSK;8psk

0 引言

EDGE(是英文Enhanced Data Rate for GSM Evolution 的縮寫)，即增強型數據速

率GSM演進技術。EDGE 是一種從GSM 到3G 的過渡技術，它主要是在GSM 系統中

采用了一種新的調制方法，即最先進的多時隙操作和8PSK 調制技術。由于8PSK 可將現

有GSM 網絡采用的GMSK 調制技術的信號空間從2 擴展到8，從而使每個符號所包含

的信息是原來的4倍。之所以稱EDGE 是因為它是GPRS 到第三代移動通信的過渡性技

術方案，這種技術能夠充分利用現有的GSM 資源，因為它除了采用現有的GSM 頻率外，

還利用了大部分現有的GSM 設備。EDGE 技術有效地提高了GPRS 信道編碼效率及其高

速移動數據標準，它的最高速率可達384kbit/s，在一定程度上節約了網絡投資，可以充

分滿足未來無線多媒體應用的帶寬需求。

GMSK 調制來源于恒包絡連續相位調制方式(MSK),此方式能在非線性限帶信道中使

用，不存在相位躍變點，因為連續相位調制信號的功率譜旁瓣衰減得快，而恒包絡調制信

號可用于丙類功率放大，功放效率高。GMSK 調制是高斯濾波最小移頻鍵控，在MSK 調

制前加一高斯濾波器，信號得到平滑，其功率譜旁瓣衰減得更快，所以GMSK 調制是一

類性能最優秀的二進制調制。

在實際頻帶傳輸系統中，由于信道的頻率資源有限，因而要求有效地利用信道頻帶，

盡量提高信帶的頻帶利用率，傳輸高速數據。為此必須采取高進制調制方式，對于在信道

頻帶為給定的條件下，不論是MASK、MPSK、MQAM 數字調制方式，當M 增加時，頻

帶利用率都有增加，但為了達到一定的誤碼性能，最終選擇了8PSK 調制。但傳統的8PSK

調制在符號邊界處的相位跳變是 ，這樣造成信號包絡起伏非常大，由于8PSK 信號屬于線

性調制，為了盡可能減小信號畸變，對于射頻功放的要求非常苛刻。所以在EDGE 中采用

了修正的8PSK 調制，通過相位旋轉修正，矢量圖不經過原點，減少了信號包絡的起伏變

化，從而減少了功放非線性導致的信號畸變。因此將每個符號周期將星座旋轉3 /8(也相當

于每一點旋轉 /8)。這樣星座圖上增加了8 個點，符號之間的最大跳變為7 /8，再經過高

斯濾波后，降低旁瓣功率，減少帶外干擾，使信號頻譜更集中。

1、調制原理

1.1 MSK 和GMSK 調制原理及比較

1.1.1 MSK 調制

MSK 調制是一種特殊的連續相位2FSK 調制，其兩個載頻之間的頻率間隔是1/(2Tb)，

則此2FSK 信號正交，并且此MSK 信號也是調頻信號。