MSK-GMSK

このページでは、MSK（最小シフトキーイング）およびGMSK（ガウス最小シフトキーイング）変調技術について説明します。 QPSK変調方式に基づくGMSK変調器とGMSK復調器をカバーしています。

MSK変調
GMSKはMSK変調方式の派生物であり、MSKはオフセットQPSK変調から派生します。 矩形パルス波の代わりにMSK変調方式。 半サイクルの正弦波が使用されます。 論理0.5と論理XNUMXの頻度は、データレートの半分だけ異なります。 ここでは変調指数はXNUMXです。 MSK変調の数式を以下に示します。

MSK変調波形は、NRZデータ信号について下の図に示されています。





GMSK変調
ガウス最小シフトキーイングまたはGMSK変調方式は、GSM / CDPD（セルラーデジタルパケットデータ）テクノロジで使用されます。 GMSKを生成するには、主に3つの方法があります。 4つ目はFSK変調、3つ目はQPSK変調です。 最初のものはGMSK VCOアーキテクチャに基づいており、コヒーレント復調器には理想的ではありません。 以下の図4およびXNUMXに示すGSMで使用されるXNUMX番目のタイプについて説明します。 図XNUMXはGMSK変調器について、図XNUMXはGMSK復調器について述べています。

図3 GMSK変調ブロック図

GMSK変調器に示すように、ガウシアンフィルターは、積分器ブロックを通過した後にNRZ信号に適用されます。 これはΦを与えます。 このΦにCOSおよびSIN関数を適用することにより、混合関数を使用してcosおよびsin関数をそれぞれ持つビットであるIおよびQ成分をそれぞれ出力します。 両方のチェーンが合計され、S（n）が得られます。 同じプロセスは、図3で述べた三角方程式でもよく理解できます。

図4 GMSK復調器のブロック図

図4に示すように、GMSK変調器は基本的にarctan関数を使用してΦを導出します。これは、NRZ信号を取得するために導出ブロックに適用されます。 このミキシングを行う前に、4つのチェーンからIおよびQ成分を取得するためにローパスフィルタリングが行われます。これは、図XNUMXで述べた三角方程式によってよく理解されます。 XNUMX。

MSKおよびGMSKの帯域幅効率は、スペクトル効率とも呼ばれる1ビット/秒/ Hzです。 下の図5は、MSK、GMSK波形を示しています。

図5 MSK / GMSKスペクトル密度

利点 - MSKの変調キャリアには位相の不連続がなく、キャリアのゼロクロッシングで周波数が変化します。 これは、PAPRを低く保つのに役立ちます。そのため、高度に線形なパワーアンプを必要としません。 図5に示すように、GMSKスペクトル効率はMSKよりも優れています。また、復調器の複雑さがかなり少なくなっています。

短所 - MSKのパワースペクトル密度は速く低下しないため、隣接チャネル間の干渉は完全には減少しません。 したがって、GMSKはさまざまなBTファクターで設計されています。 BTが0.3の場合、図5に示すように、曲線が速く落ちるので、隣接チャネルに対して良好な除去が得られます。

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