Gaussian Minimum Shift Keying (GMSK) Структурная схема MSK-модулятора изображена на рис. 1.23,а, где ГК – генератор синусоиды с полупериодом (т.е. в течение каждого дибита аргумент синусоиды меняется от до ), УЗ – устройство задержки синусоиды на время одного бита. Входной цифровой поток (рис. 1.23,б) в последовательно-параллельном кодере (ППК) превращается в два потока дибитов, а в преобразователях уровней (ПУ) формируются знакопеременные последовательности и (рис. 1.23,в,г). MSK‑модулятор отличается от OQPSK-модулятора (см. рис. 1.10,а) тем, что прямоугольные знакопеременные модулирующие импульсы и длительностью превращаются на выходах ПМ 1 и Пм 2 в знакопеременные модулирующие полуволновые отрезки синусоид (рис. 1.23,д,е). Если , и т.д., то модулирующий сигнал синфазного канала , а модулирующий сигнал квадратурного канала . При этом MSK-радиосигнал на выходе модулятора на протяжении очередного четного го бита определяется выражением, зависящим как от го бита, так и от го бита:  ; (1.44) где ; (1.45) Данные табл. 1.8 характеризуют алгоритм закона MSK‑модуляции. Таблица 1.8. Закон MSK Нечетный и четный биты исходной цифровой последовательности  | Знак результирующего колебания на интервале четного бита | Знак начальной фазы результирующего колебания на интервале четного бита | Значение частоты результирующего колебания на интервале четного бита |  |  | | | + | + |  | | | – | + |  | | | – | – |  | | | + | – |  |  Рис. 1.23. Структурная схема MSK‑модулятора (а); цифровой поток (б); знакопеременные последовательности (в) и (г); выходные напряжения Пм1 и Пм2 (д,е); положения модуля вектора MSK‑радиосигнала в мгновенные моменты времени (ж); MSK‑радиосигнал (з); вариации текущей фазы и частоты MSK‑радиосигнала в зависимости от времени (и) Из (1.34) следует, что текущая фаза MSK-радиосигнала , (1.46) причем знак вариации текущей фазы на интервале каждого четного бита определяется предпоследним столбцом табл. 1.8. Вариация текущей фазы на интервале одного бита , (1.47) а мгновенная частота, как производная от фазы: , (1.48) где частота битовой последовательности. Из (1.48) следует, что частота MSK-радиосигнала в процессе модуляции изменяется скачками и на интервале одного бита имеет одно из двух значений: или , (1.49) что указано в последнем столбце табл. 1.8. Разнос частот – минимально возможный для обеспечения ортогональности колебаний с частотами и при когерентной демодуляции MSK‑радиосигнала. Это обстоятельство определяет название манипуляции – манипуляция с минимальным сдвигом (частотным сдвигом). Поскольку частота модуляции (см. рис. 1.17,в,и), а девиация частоты радиосигнала относительно центральной частоты ( ) , то индекс частотной манипуляции . (1.50) Ширина спектра MSK-радиосигнала между минимумами основного лепестка . (1.51) 99% мощности MSK-радиосигнала сосредоточено в полосе . Сопоставление (1.51) с (1.23) и (1.38) показывает, что ширина спектра MSK‑радиосигнала в 1,5 раза больше, чем радиосигналов с QPSK, OQPSK и DQPSK при . Из (1.46) следует, что вариации текущей фазы MSK-радиосигнала описывается линейно-ломаной кривой (см. рис. 1.23,ж), т.е. зависимость является непрерывной, но не гладкой. Это является следствием скачкообразного изменения частоты MSK‑радиосигнала. Добавление гауссовских фильтров нижних частот (ГФНЧ) в синфазный и квадратурный каналы модулятора (рис. 1.24) приводит к затягиванию фронтов прямоугольных управляющих последовательностей и . При этом радиосигнал, получаемый на выходе модулятора, приобретает плавные изменения частоты в пределах от до , а изломы на кривой сглаживаются. Такую модуляцию называют гауссовской манипуляцией с минимальным сдвигом (Gaussian Minimum Shift Keying – GMSK), а сигнал на выходе модулятора – GMSK-радиосигналом.  Рис. 1.24. Структурная схема GMSK‑модулятора Добавление ГФНЧ эквивалентно уменьшению полосы , что можно характеризовать коэффициентом спада АЧХ : . (1.52) Тогда ширина спектра GMSK-радиосигнала между минимумами основного лепестка: . (1.53) Ширина полосы гауссовских фильтров по уровню -3 дБ, например, для системы сотовой связи GSM при выполнении модулятора по схеме рис. 1.18 выбирается равной , (1.54) а для стандарта беспроводного телефона DECT (Digital European Cordless Telecommunications) . Ширина спектра GMSK-радиосигнала несколько меньше, чем у MSK-радиосигнала (см. (1.41) и (1.43)). Кроме того, из-за плавного изменения частоты уровни боковых лепестков спектра GMSK-радиосигнала оказываются существенно меньше, чем у MSK‑радиосигнала. 7. Квадратурная амплитудная модуляция – |