Частотна модуляція з мінімальним розносом частот MSK дозволяє зменшити ширину смуги частот, занімаемихціфровим радіосигналом в ефірі. Однак навіть цей вид модуляції не задовольняє всім вимогам, що пред'являються до сучасних радіосистемам мобільного зв'язку. Зазвичай сигнал MSK в радіопередавачі дофільтровивают звичайним фільтром. Саме тому з'явився ще один вид модуляції з ще більш вузьким спектром радіочастот в ефірі.
Звуження смуги займаних частот вдалося досягти за рахунок попередньої фільтрації модулюючого сигналу фільтром низької частоти з гауссовский імпульсною характеристикою. Ширина спектра сигналу GMSK визначається твором тривалості переданого символу на смугу пропускання гауссовский фільтра BT. Саме смугою пропускання B і відрізняються різні види GMSK один від одного.
Імпульсна характеристика гауссовский фільтра описується наступною формулою:
де B - смуга пропускання фільтра за рівнем 3 дБ.
Графік імпульсної характеристики гауссовский фільтра з BT = 0,7, розрахованого для швидкості модуляції 19,2 кБод наведено на малюнку 1.
Малюнок 1. Графік імпульсної характеристики гауссовский фільтра
Час по осі t відкладено в секундах. Графік амплітудно-частотної характеристики цього гауссовский фільтра наведено на малюнку 2.
Малюнок 2. Графік амплітудно-частотної характеристики гауссовский фільтра
Провівши на цьому графіку лінію по рівню 3 дБ, ми отримаємо смугу пропускання, що дорівнює 13,5 кГц. Ця смуга в 0,7 менше значення 19,2 кБод. Графік девіації частотно-модульованого сигналу, наведено на малюнку 3.
Малюнок 3. Девіація частоти сигналу гауссовской модуляції GMSK c BT = 0.7
Форма цього сигналу визначається напругою на виході гауссовский фільтра, а значення девіації - індексом модуляції m. Для GMSK індекс модуляції m = 0,5. Відповідно для обраної в якості прикладу швидкості передачі 19,2 кБод, девіація частоти буде дорівнює ± 4,8 кГц. Частота передачі нуля в цьому сигналі буде відрізнятися від частоти передачі одиниці на 9,6 кГц - в два рази менше швидкості передачі символів
Чим менше смуга пропускання гауссовского фільтра, тим вже смуга радіосигналу, але при цьому зростають міжсимвольні спотворення в GMSK радіосигналі. Приклад такого GMSK сигналу з смугою BT = 0,3, наведено на малюнку 4.
Малюнок 4. Девіація частоти сигналу гауссовской модуляції GMSK c BT = 0.3
На малюнку чітко видно, що девіації 4,8 кГц сигнал GMSK досягає тільки при передачі не менше трьох однакових символів. При передачі послідовності нулів і одиниць девіація сигналу не встигає досягти номінального значення. На наведеному графіку видно, що девіація в цьому випадку виходить трохи більше двох кілогерц. При передачі двох нулів або двох одиниць девіація тільки трохи не досягає значення 4,8 кГц.
Міжсимвольні спотворення зазвичай усуваються еквалайзером або сверточних декодером на приймальному кінці радиотракта. Перевагою використання GMSK модуляції є постійний рівень радіосигналу, що дозволяє використовувати в радіопередавачі нелінійний підсилювач потужності.
Спектр сигналу GMSK для двох значень коефіцієнта BT наведено на малюнку 7. Для порівняння на цьому ж малюнку наведено спектри сигналів частотної модуляції з мінімальним розносом частот MSK і чотирьохпозиційної фазової модуляції. Спектр чотирьохпозиційної фазової модуляції показаний для випадку, коли вихідний сигнал, що модулює піддавався попередній обробці фільтром Найквиста.
Малюнок 7. Спектр модуляції GMSK в порівнянні зі спектром частотної модуляції з мінімальним зсувом частот MSK
На жаль, в точках взяття відліків сигнал GMSK залежить від попередніх значень сигналу, що передається. Це викликано дією гауссовского фільтра, що формує спектр сигналу GMSK. В результаті стійкість сигналу GMSK нижче в порівнянні навіть з помехоустойчивостью сигналу MSK. Конкретне значення завадостійкості сигналів GMSK сильно залежить від твору BT. Приклад залежності ймовірності помилки прийому сигналу GMSK в залежності від відношення сигнал / шум на вході вирішального пристрою наведено на малюнку 8.
Малюнок 8. Графік залежності ймовірності помилки GMSK в залежності від відношення сигнал / шум на вході вирішального пристрою
Для GMSK зазвичай використовують одну з двох схем модуляції - c керованим по частоті генератором (ГУН) і квадратурних модулятором.
Разом зі статтею "гауссовский модуляція (GMSK)" читають: