Модулятор GMSK. Форматирование из цифрового потока модулируемого аналового сигнала на одну из несущих частот ВЧ колебаний

Модулятор GMSK

Задача модулятора – из цифрового потока сформировать модулируемый аналоговый сигнал на одну из несущих частот ВЧ колебаний.

По стандарту GSM:+/-67,7кГц

Схема GMSK-модулятора

 – уровнение MSK-модулятора

Т (битовый интервал)=3,692мкс

MSK-модулятор из двух входящих бит (четный и нечетный) формирует аналоговый сигнал S(t) с двумя дискретными значениями  и , и никогда – на несущей.

Недостаток MSK-модулятора – плохая частотная эффективность (спектр сигнала очень широкий и будет очень сильно мешать соседним каналам)

Чтобы уложиться в 200кГц добавили фильтр Гаусса и интегратор.

Частота генератора 67,7 кГц зависит от скорости цифрового потока V, и для создания угла сдвига фаз  (90⁰) требуется обеспечить соотношение .

MSK-модулятор формирует ВЧ сигнал на несущей без промежуточной частоты.

Интегратор преобразует скачкообразный сигнал в плавно меняющийся т.е. сглаживает скачки по частоте (от 890,133 до 890,267), сужая спектр сигнала, однако еще остаются переломы по производной сигнала (на кончиках «пилы»).

Фильтр Гаусса применяется для уменьшения скачков производной.

Принято, что ВТ=0,3, что соответствует

Приемник для принятия решения о уровне принимаемого цифрового сигнала должен анализировать отклонение несущей частоты на 67,7 кГц только в конце битового интервала.

Кстати, как сказано выше сначала интегратор должен «создать пилу» а затем фильтр Гаусса – сгладить, а на схеме –наоборот. Ответ: типа на всех схемах модулятора нарисовано именно так.

Радиодоступ EDGE

EDGE – радиоинтерфейс,созданный на основе GSM (для повышения скорости передачи данных теоретически до384 кбит/с на несущую).

Радиоинтерфейс надстраивается над существующей системой радиодоступа GSM  не требует создания новых сетевых элементов.

Изменения вносятся только в модуляторы BTS (базовой станции) и MS (мобильной станции или сотового) – добавляется второй модулятор, поддерживающий EDGE. Может работать в диапазонах: 400/900/1800 МГц.

Для повышенной скорости передачи данных в EDGE используется одулятор 8PSK. В методе 8PSK каждому символу соответствует бита информации, в результате 8PSK-манипуляции в одном канальном интервале (тайм слоте – TS)можно передать 342 информационных бита (114х3).

В остальном структура кадра совпадает с GSM (TDMA-кадр состоит из восьми канальных интервалов (TS), на несущую не влияет). Эффективность использования спектра EDGEм почти в три раза выше, чем в GSM (GPRS). Используется адаптивная модуляция в режиме GPRS, содержащая шесть уровней кодирования PCS1 – PCS6.

Смена режима кодирования производится каждый раз, когда предыдущий блок принят с низкой достоверностью (большим количеством ошибок).

В результате следующий блок данных будет передаваться с более высокой степенью помехозащищенности PCS.

Метод модуляции 8PSK автоматически подстраивается к качеству канала радиосвязи. Он обеспечивает максимальную скорость передачи данных при благоприятных условиях распространения радиоволн (максимальный выигрыш обеспечивается вблизи расположения базовой станции (BTS)). Сетевая аппаратура автоматически распознает тип модуляции (GMSK/8PSK).

EDGE может работать в двух режимах: EGRRS (GPRS пакетной коммутации) и ECSD (коммутация канала GSM).

MS (сотовые) изготавливаются в двух вариантах:

- простой, дешевый – 8PSK вверх и GMSK вниз

- сложный, дорогой – 8PSK и вверх и вниз